轴承静态性能试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轴承试验技术领域，特别是涉及到了一种轴承静态性能试验装置。
【背景技术】
[0002] 随着科技的发展和人力成本的不断提高，制造业正朝着自动化、智能化的方向快 速发展，作为先进制造业的重要体现，机器人技术及其相关产业也因此得到了迅速的发展。 而机器人轴承是工业机器人的关键配套元件，对机器人的运转平稳性、重复定位精度、动作 精确度以及工作可靠性等关键指标均有着十分重要的影响。
[0003] 在中国，由于机器人应用工程起步较晚，其配套轴承一般随主机一起进口。工业机 器人轴承是一个相对薄弱的环节，现有的轴承国家标准不能满足和指导工业机器人轴承的 设计、生产，更不用说形成系统的机器人轴承试验技术。因此，目前国内工业机器人配套轴 承中，大部分依靠进口，国内市场的销售额占总销售额的比例不到10%。如果能够设计出一 套机器人轴承的试验装置并摸索出一套行之有效的试验方法，则势必会给机器人轴承的生 产和研发带来有力的支撑。
[0004] 而对轴承的静态刚度试验分析，以往的研宄皆较少涉及，对机器人用薄壁轴承的 研宄就更少了。轴承静态参数主要是指轴承的静刚度。本质上，轴承静态特性是指载荷作 用下滚动体与轴承内、外圈接触面的静态接触特性。应用试验方法研宄不同的载荷条件对 薄壁轴承静态刚度的影响具有重要的价值。
[0005] 关于对轴承的静态特性的分析，《南京理工大学》2014年公开了一种轴承静态特性 试验台，其中该试验台包括平台和设于平台上的被试轴承安装座，所述被试轴承安装座上 设有轴向加载机构和径向加载机构，使用时可通过轴向加载机构对被试轴承施加载荷以研 宄被试轴承在轴向载荷下的静态特性，通过径向加载机构对被试轴承施加载荷以研宄被试 轴承在径向载荷下的静态特性。然而，轴承，特别是机器人用到的薄壁轴承在实际工作中除 了会受到轴向载荷以外，其多数情况下还需要受到倾覆载荷的影响，上述试验台则无法满 足对轴承受倾覆力矩状态的试验。
[0006] 关于对轴承受倾覆力矩状态下的特性研宄，公告号为CN203869867U、公告日为 2014年10月8日的中国专利说明书公开了一种具有倾覆力矩功能的轴承试验加载装置，该 轴承试验加载装置悬挂在驱动系统的输出主轴上，包括有试验轴承、加载臂、倾覆力矩加载 油缸和轴向加载油缸；试验轴承的外圈通过试验轴与输出主轴连接；试验轴承的内圈与加 载臂固联；与试验轴承偏心设置的两根加载杆的一端均与加载臂固联，另一端分别与所对 应倾覆力矩加载油缸的活塞杆连接；轴向加载油缸位于两个倾覆力矩加载油缸之间并且与 加载臂铰接，其中轴向加载油缸与加载臂的铰接位置处的铰接轴线与两倾覆力矩加载油缸 的连线互相垂直，当倾覆力矩加载油缸驱使加载臂对试验轴承施加倾覆力矩时，轴向加载 油缸相对于加载臂在铰接处相对转动。
[0007] 通过以上介绍可知，在上述轴承试验加载装置中，轴向力加载油缸与加载臂之间 是相互铰接的关系，因此在进行轴承同时受轴向加载力矩和倾覆力矩状态的试验时，与实 际不符，因为轴承在实际使用过程中，其轴向加载力是不会因为倾覆力矩的存在而相对于 轴承改变角度的。因此，上述轴承试验加载装置存在着试验结果不准确的问题，即使是用于 轴承静态试验装置上，也无法获得准确的试验结果。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种可以准确模拟轴承受倾覆力状态的轴承静态性能试 验装置，以提高对轴承静态特性试验的结果的准确度。
[0009] 为了解决上述问题，本发明的轴承静态性能试验装置采用以下技术方案：轴承静 态性能试验装置，包括底座，底座上设有用于安装被试轴承的试验头组件和试验加载机构， 试验加载机构包括轴向力加载机构，所述试验加载机构还包括倾覆力加载机构，所述倾覆 力加载机构包括用于与被试轴承偏心设置的传力臂，所述传力臂具有力输入端和用于向被 试轴承传递轴向力的力输出端，所述轴向力加载机构的力加载方向始终与被试轴承的轴线 延伸方向相同。
[0010] 所述传力臂成对设置，每一对的传力臂在被试轴承的径向上相对设置。
[0011] 所述传力臂通过杠杆式力放大机构连接有倾覆力加载部件，所述杠杆式力放大机 构包括末级杠杆，每一对的传力臂通过输入端连接于同一个末级杠杆，从而向末级杠杆加 载即可使被试轴承受到倾覆力。
[0012] 所述杠杆式力放大机构还包括初级杠杆，初级杠杆与末级杠杆之间通过连杆连 接，所述倾覆力加载部件设于初级杠杆的输入端上。
[0013] 所述倾覆力加载部件为倾覆力加载砝码。
[0014] 所述倾覆力加载砝码沿初级杠杆的长度方向可移动的装配在初级杠杆上。
[0015] 轴向力加载机构包括由所述传力臂支撑的轴向力加载部件。
[0016] 所述试验头组件包括芯轴和用于下压轴承外圈的外圈压板，芯轴具有用于安装被 试轴承内圈的内圈安装段，所述外圈压板通过被试轴承外套与芯轴配合，传力臂的力输出 端与所述外圈压板或者芯轴连接。
[0017] 所述内圈安装段的端部设有用于预压轴承内圈的内圈压板，内圈压板与芯轴通过 分设于二者上的导向孔和导向柱导向定位配合。
[0018] 所述内圈安装段上设有陪试轴承以及用于隔开陪试轴承与被试轴承的隔圈。
[0019]由于本发明的轴承静态性能试验装置的试验加载机构包括轴向力加载机构和倾 覆力加载机构，并且轴向力加载机构的力加载方向始终与被试轴承的轴线延伸方向相同， 即无论是在倾覆力加载机构工作的状态下，还是在倾覆力加载机构卸下的情况下，轴向力 加载机构的加载方向始终不变，这种加载方式更加符合轴承的实际工况，从而可准确模拟 轴承受倾覆力状态的轴承静态性能试验装置，提高对轴承静态特性试验的结果的准确度。
【附图说明】
[0020] 图1是轴承静态性能试验装置的一种实施例的结构示意图； 图2是图1中的试验头组件的结构示意图； 图3是图1中的倾覆力加载部件与初级杠杆的装配示意图； 图4是轴承套俯视图； 图5是试验加载机构的加载力示意图。
【具体实施方式】
[0021] 轴承静态性能试验装置的实施例，如图1-4所示，该试验装置包括底座11、试验头 组件、试验加载机构和试验值采集系统。
[0022] 底座11是承载整个试验装置的基础，在本实施例中，底座11具体采用的是一个水 平工作台。
[0023] 在本实施例中，试验头组件是通过一个上小下大的阶梯轴式的支撑座12设于底 座11上。其中支撑座12与底座11之间通过螺钉固定装配在一起，试验头组件包括芯轴13、 外圈压板14和内圈压板15,芯轴13的为阶梯轴，包括上部的小径段和下部的大径段，其中 小径段形成内圈安装段，内圈安装段用于安装被试轴承16的内圈。芯轴13通过螺栓可拆 的固定装配在支撑座12上，通过拆卸芯轴13即可实现对试验头组件的整体更换，从而满足 对不同型号轴承的试验。内圈压板15设于内圈安装段的上端，其用于为被试轴承16的内 圈提供一个预压力，由于当被试轴承16为机器人薄壁轴承时，其空间结构有限，芯轴13的 上端处设有导向柱17、内圈压板15上设有与导向柱17对应的导向孔，通过导向柱17与导 向孔的互相配合，可以更好的固定被试轴承16,解决被试轴承16难以定位的问题、使试验 装置更加稳定。外圈压板14的下侧固定连接有轴承套18并通过轴承套18与芯轴13的大 径段配合，轴承套18的套壁上设有连接孔和测量孔19,在本实施例中，连接孔具体为螺纹 孔，测量孔19有六个且绕轴承套18的中心线分布，每个测量孔19均为通孔，通过测量孔19 可以测量被试轴承16的轴向变形量，通过测量轴承套18的下端面的位置变化即可得到被 试轴承16的轴向变形量。轴承套18的内孔为台阶孔，由此而使得其内壁面上形成了可承 托轴承外圈的台阶，在本实施例中，轴承套18内的台阶设为花瓣型，便于被试轴承的拆卸， 其中所述台阶的花瓣形是通过沿轴向在台阶上开通透的弧形通槽501构成的。在本实施例 中，除了上述的芯轴13、内圈压板15和外圈压板14以外，试验头组件还包括内垫片20、外 垫片21、隔圈22和陪试轴承23。内垫片20用于垫在内圈压板15与被试轴承16的内圈之 间，外垫片21用于垫在外圈压板14与被试轴承16的外圈之间，本实施例中，没有在内、外 圈压板上直接设置一体的垫片，而是采用了于内圈压板分体的内垫片、与外圈压板对应的 外垫片，这样做一方面是为了防止垫片应力集中而发生断裂，另一方面也是为了载荷能够 均匀的施加在被试轴承16上，保证了装置整体的可靠性和准确度。陪试轴承23设于芯轴 13的内圈安装段上，隔圈22用于隔在陪试轴承23的内圈与被试轴承16的内圈之间，使用 时，内圈压板15向下压内垫片20,内垫片20进而压被试轴承16的内圈，被试轴承16的内 圈压隔圈22,隔圈22压陪试轴承2