一种双向加载装置和用于轴承的双向加载装置的制作方法

本发明涉及一种双向加载装置和用于轴承的双向加载装置，属于双向加载。

背景技术：

1、随着航空技术的不断发展，轴承作为发动机的关键部件，为优化其产品性能以满足发动机日益苛刻的工作条件，轴承在上机前的地面摸底试验变得必不可少。双向加载装置可用于轴承在上机前的地面摸底试验。

2、公告号为cn210802897u的专利文件公开了一种轴承轴向双向加载装置。该加载装置用于对一根试验主轴上套装的试验轴承进行轴向加载，包括用于放置试验主轴的机架和套设在试验轴承外周面上的内衬套，内衬套沿其轴向的一侧设有加载缸筒，加载缸筒的端面与内衬套的端面贴合并通过螺栓连接，加载缸筒与内衬套配合卡设试验轴承外圈的两端面；加载缸筒的外周面上套设有导向套筒，机架上安装有外衬套，外衬套同时套设在内衬套和导向套筒上，导向套筒上间隔安装有多个能够自由滚动的滚珠，多个滚珠的直径相同且大于导向套筒沿径向的壁厚，滚珠沿导向套筒径向两侧的表面分别从导向套筒的内周面和外周面上凸出，使多个滚珠的两侧表面分别与加载缸筒的外周面和外衬套的内周面贴合接触，机架上安装有能够进行双向加载的加载机构，加载机构与加载缸筒远离试验轴承的一端连接，加载机构的加载力方向与加载缸筒、导向套筒、外衬套、内衬套和试验轴承的轴线均重合。该实用新型在加载缸筒和外衬套之间设置了导向套筒，导向套筒上安装有滚珠，所以导向套筒并不会与加载缸筒和外衬套接触，而是通过滚珠接触，使加载缸筒和外衬套之间的相对运动副由低副变为高副，通过多个滚珠的自由滚动，能够避免加载缸筒和外衬套之间由于配合间隙不合适而发生卡滞现象，即通过导向套筒的导向作用，使加载力能够从两个方向都顺畅的作用于试验轴承，与现有技术相比避免了对加载缸筒和外衬套之间的间隙要求过高的问题，也就避免了加载缸筒和外衬套的加工尺寸误差、以及设计人员对于加载缸筒和外衬套之间的间隙选取不当等对加载试验造成不利影响情况，现场安装时比起原有的间隙配合也更容易将导向套筒安装到位，降低了对装置的加工精度要求以及设计安装要求，并且更为有效的避免在双向加载中由于加载力换向等原因而发生卡滞。

3、该实用新型中的双向加载装置用于对轴承做轴向的双向加载试验，其中试验主轴带动轴承转动时沿径向方向跳动，沿试验主轴的轴向方向为轴承加载的加载装置在受到轴承的径向力后，造成轴承在运转过程中受到加载装置施加的径向力，干扰轴承在运转过程中的真实受力情况，进而影响轴承做加载试验的试验结果。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种双向加载装置和用于轴承的双向加载装置，用于解决双向加载装置在受到垂直于加载装置运动方向的力后，对被加载件(待加载件)施加垂直于加载装置运动方向的力，进而干扰被加载件的真实受力情况的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、本发明的一种双向加载装置，包括活塞缸，活塞缸的活塞杆用于向待加载件沿活塞杆运动方向加载，活塞缸的外部端面固定连接有导向杆的第一端，导向杆的第二端设有限位块，限位块通过导向套限位在受力座上；限位块朝向导向套的端面上或导向套朝向限位块的端面上开设有若干放置第一滚珠的第一滚珠座，和/或限位块朝向受力座的端面上或受力座朝向限位块的端面上开设有至少一个放置第二滚珠的第二滚珠座；第一滚珠可相对自由转动地设置在第一滚珠座内实现限位块和导向套之间的相对运动，第二滚珠可相对自由转动地设置在第二滚珠座内实现限位块和受力座之间的相对运动。

4、本发明的双向加载装置的导向杆连接活塞缸的外部端面和受力座，当双向加载装置中活塞杆的运动使得导向套和限位块通过若干第一滚珠相接，且双向加载装置受到垂直于加载装置(双向加载装置)运动方向的力后，加载装置能够通过第一滚珠实现限位块和导向套之间的相对运动，降低双向加载装置对被加载件的影响，双向加载装置对被加载的影响体现在：由于双向加载装置在受到垂直于加载装置运动方向的力后，对被加载件施加垂直于加载装置运动方向的力，进而干扰被加载件的真实受力情况。

5、本发明的双向加载装置的导向杆连接活塞缸的外部端面和受力座，当双向加载装置中活塞杆的运动使得限位块和受力座至少通过一个第二滚珠相接，且双向加载装置受到垂直于加载装置(双向加载装置)运动方向的力后，加载装置能够通过第二滚珠实现限位块和受力座之间的相对运动，降低双向加载装置对被加载件的影响，双向加载装置对被加载的影响体现在：由于双向加载装置在受到垂直于加载装置运动方向的力后，对被加载件施加垂直于加载装置运动方向的力，进而干扰被加载件的真实受力情况。

6、进一步地，导向套呈筒状，导向套的一端具有内翻沿用于与限位块挡止防脱，导向套的另一端具有外翻沿用于与受力座固定。

7、本发明的导向套通过内翻沿与外翻沿使限位块限位在受力座上，其中内翻沿和导向杆的第二端存在沿活塞杆运动方向的相对运动，内翻沿用于与限位块挡止防脱，外翻沿用于与受力座固定。

8、本发明的外翻沿可以是连续的向外分布的用于将导向套安装在受力座上的安装边，也可以是间断的至少两个向外分布的用于将导向套安装在受力座上的安装边；为了使导向套和受力座连接牢靠，间断的至少两个向外分布的用于将导向套安装在受力座上的安装边均匀分布在筒状导向套的另一端。

9、进一步地，第一滚珠均匀分布在限位块与导向套之间，第二滚珠设置在限位块与受力座之间的中心位置处。

10、本发明的若干第一滚珠均匀分布在限位块与导向套之间，使得每个第一滚珠的受力情况基本一致，更有效地降低加载装置对被加载件的影响；放置第一滚珠的第一滚珠座开设在限位块上或者导向套上，也可以一部分开设在限位块上，一部分开设在导向套上。

11、本发明的第二滚珠仅有一个时设置在限位块与受力座之间的中心位置处，更有效地降低加载装置对被加载件的影响；放置第二滚珠的第二滚珠座开设在限位块上或受力座上；第二滚珠的数量为一个以上时，第二滚珠均匀分布在限位块和受力座之间，使得每个第二滚珠的受力情况基本一致，更有效地降低加载装置对被加载件的影响；放置第二滚珠的第二滚珠座开设在限位块上或受力座上，也可以一部分开设在限位块上，一部分开设在受力座上。

12、进一步地，导向杆安装在外部端面的中心位置。

13、本发明的导向杆安装在活塞缸的外部端面的中心位置，使得活塞缸和导向杆之间力的传递即活塞缸的受力情况能够通过最小的力传递给导向杆，降低对活塞缸和导向杆的连接处磨损，降低第一滚珠、第二滚珠分散加载装置受力的总量，进一步降低使加载装置对被加载件的影响。

14、进一步地，外部端面和导向杆的第一端之间还固定连接有测力装置。

15、本发明通过测力装置读取活塞缸对待加载件加载的力值(加载力的大小)，并将加载的力值反馈到控制系统，进而实现对待加载件的加载力的闭环控制。

16、一种用于轴承的双向加载装置，包括活塞缸，活塞缸的活塞杆固定连接轴承夹紧工装，活塞杆通过轴承夹紧工装用于向轴承外圈沿活塞杆运动方向加载，活塞缸的外部端面固定连接有导向杆的第一端，导向杆的第二端设有限位块，限位块通过导向套限位在受力座上；限位块朝向导向套的端面上或导向套朝向限位块的端面上开设有若干放置第一滚珠的第一滚珠座，和/或限位块朝向受力座的端面上或受力座朝向限位块的端面上开设有至少一个放置第二滚珠的第二滚珠座；第一滚珠可相对自由转动地设置在第一滚珠座内实现限位块和导向套之间的相对运动，第二滚珠可相对自由转动地设置在第二滚珠座内实现限位块和受力座之间的相对运动。

17、本发明的的双向加载装置的导向杆连接活塞缸的外部端面和受力座，当双向加载装置中活塞杆的运动使得导向套和限位块通过若干第一滚珠相接，且双向加载装置受到垂直于加载装置(双向加载装置)运动方向的力后，加载装置能够通过第一滚珠实现限位块和导向套之间的相对运动，降低双向加载装置对被加载件的影响，双向加载装置对被加载的影响体现在：由于双向加载装置在受到垂直于加载装置运动方向的力后，对被加载件施加垂直于加载装置运动方向的力，进而干扰被加载件的真实受力情况。

18、本发明的双向加载装置的导向杆连接活塞缸的外部端面和受力座，当双向加载装置中活塞杆的运动使得限位块和受力座至少通过一个第二滚珠相接，且双向加载装置受到垂直于加载装置(双向加载装置)运动方向的力后，加载装置能够通过第二滚珠实现限位块和受力座之间的相对运动，降低双向加载装置对被加载件的影响，双向加载装置对被加载的影响体现在：由于双向加载装置在受到垂直于加载装置运动方向的力后，对被加载件施加垂直于加载装置运动方向的力，进而干扰被加载件的真实受力情况。

19、本发明的轴承夹紧工装用于夹紧轴承外圈使活塞杆向轴承外圈沿活塞杆运动方向加载；驱动轴系带动轴承转动，通过固紧装置将轴承的内圈固定在驱动轴系上，通过轴承夹紧工装将轴承的外圈与活塞缸的活塞杆连接，并通过活塞缸实现对轴承外圈的沿轴承轴向方向的加载。本发明的用于轴承的双向加载装置的导向杆连接活塞缸并通过导向套连接受力座，受力座通过固定衬套固定；当活塞缸的活塞杆通过轴承夹紧工装向轴承的外圈施加力时，试验主轴(驱动轴系)带动轴承转动时沿径向方向跳动，造成轴承在运转过程中受到径向力后，沿试验主轴的轴向方向为轴承加载的加载装置(活塞缸)在受到轴承的径向力后能够通过第一滚珠实现限位块和导向套之间的相对运动或第二滚珠实现限位块和受力座之间的相对运动，降低双向加载装置对被加载件的影响，降低活塞缸对轴承施加径向力的影响，保障轴承做加载试验的实验结果的真实性，进而获得轴承在真实受力下的试验结果。

20、进一步地，导向套呈筒状，导向套的一端具有内翻沿用于与限位块挡止防脱，导向套的另一端具有外翻沿用于与受力座固定。

21、本发明的导向套通过内翻沿与外翻沿使限位块限位在受力座上，其中内翻沿和导向杆的第二端存在沿活塞杆运动方向的相对运动，内翻沿用于与限位块挡止防脱，外翻沿用于与受力座固定。

22、本发明的外翻沿可以是连续的向外分布的用于将导向套安装在受力座上的安装边，也可以是间断的至少两个向外分布的用于将导向套安装在受力座上的安装边；为了使导向套和受力座连接牢靠，间断的至少两个向外分布的用于将导向套安装在受力座上的安装边均匀分布在筒状导向套的另一端。

23、进一步地，第一滚珠均匀分布在限位块与导向套之间，第二滚珠设置在限位块与受力座之间的中心位置处。

24、本发明的若干第一滚珠均匀分布在限位块与导向套之间，使得每个第一滚珠的受力情况基本一致，更有效地降低加载装置对被加载件的影响；放置第一滚珠的第一滚珠座开设在限位块上或者导向套上，也可以一部分开设在限位块上，一部分开设在导向套上。

25、本发明的第二滚珠仅有一个时设置在限位块与受力座之间的中心位置处，更有效地降低加载装置对被加载件的影响；放置第二滚珠的第二滚珠座开设在限位块上或受力座上；第二滚珠的数量为一个以上时，第二滚珠均匀分布在限位块和受力座之间，使得每个第二滚珠的受力情况基本一致，更有效地降低加载装置对被加载件的影响；放置第二滚珠的第二滚珠座开设在限位块上或受力座上，也可以一部分开设在限位块上，一部分开设在受力座上。

26、进一步地，轴承夹紧工装包括第一固紧件和第二固紧件，第一固紧件和第二固紧件在活塞杆运动方向上夹紧轴承外圈。

27、本发明的轴承夹紧工装通过第一固紧件和第二固紧件在活塞杆运动方向上夹紧轴承外圈，使加载装置更好的向轴承外圈加载。

28、进一步地，导向杆安装在外部端面的中心位置。

29、本发明的导向杆安装在活塞缸的外部端面的中心位置，使得活塞缸和导向杆之间力的传递即活塞缸的受力情况能够通过最小的力传递给导向杆，降低对活塞缸和导向杆的连接处磨损，降低第一滚珠、第二滚珠分散加载装置受力的总量，进一步降低使加载装置对被加载件的影响。

30、进一步地，外部端面和导向杆的第一端之间还固定连接有测力装置。

31、本发明通过测力装置读取活塞缸对待加载件加载的力值(加载力的大小)，并将加载的力值反馈到控制系统，进而实现对待加载件的加载力的闭环控制。