轴承试验机及其加载装置的制作方法

本实用新型涉及一种轴承测试装置，特别涉及一种轴承试验机及其加载装置。

背景技术：

轴承试验是轴承设计和制造过程中一个不可缺少的重要的验证过程，在轴承试验机上按照轴承的实际安装工况、实际运行状态，即轴承的转速、轴向载荷、径向载荷以及环境温度、润滑状态等按实际工况给定进行运转，达到预定寿命或到轴承失效。试验轴承的加载载荷作为轴承试验机测试的重要参数，其准确性直接影响轴承的试验结果。目前轴承试验机常用的加载方式为液压加载，例如公布号为CN105784365A的发明专利中其采用油缸和油泵传递载荷对载荷体中的试验轴承加载。但液压加载方式受温度影响大，实际测试过程中精度较低。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的是提供一种结构简单，测试精度高的轴承试验机的加载装置。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种加载装置，包括伺服电缸、铰接在伺服电缸端部的且具有一转动中心的传动臂以及铰接在传动臂端部且与伺服电缸平行且反向运动的加载组件，所述加载组件包括一端铰接在传动臂上的桥接板、与桥接板另一端连接的固定板以及安装在固定板两端且固定在负载轴两端的加载臂，其中两加载臂与桥接板平行设置。

通过采用上述技术方案，伺服电缸控制传动臂绕其转动中心进行转动，传动臂在进行转动时会带动桥接板沿伺服电缸相反方向水平被拉动，同时带拉两加载臂作用于负载轴，使得负载轴产生一个径向力，通过负载轴再对试验轴承施加一个径向力，利用伺服电缸作为动力源提高加载时的精度，其控制精度可达到0.01mm，并且容易与PLC等控制系统连接，同时还具有工作噪音低、节能、清洁、使用寿命长的优点，其次利用类似杠杆传动原理在结构上简单，设计成本较低。

作为优选地，所述桥接板上设置有拉力传感器。

通过采用上述技术方案，拉力传感器能较为方便测试出拉力值，便于监控。

本实用新型的第二个目的是提供一种结构简单，测试精度高的轴承试验机。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种轴承试验机，包括所述的加载装置、负载轴、安装于负载轴上的至少一个试验轴承以及套设在试验轴承上且内壁始终抵触在试验轴承外圈上的驱动衬套；还包括带动驱动衬套旋转的驱动电机，所述驱动电机通过传动机构与驱动衬套连接，所述加载臂固定在负载轴的两端。

通过采用上述技术方案，驱动电机利用传动机构直接作用于驱动衬套上控制驱动衬套的旋转，而驱动衬套在旋转时直接带动试验轴承的外圈进行旋转试验，实现试验轴承外圈的结构简单，并且由于驱动电机直接作用于驱动衬套使得驱动衬套转动过程中能量的损失较小，提高了试验效率，而加载装置能直接作用于负载轴上对试验轴承进行加载，利用伺服电缸的精密控制，提高了试验时的精度。

作为优选地，所述传动机构包括一体设置在驱动衬套外壁上的皮带轮以及与皮带轮互相啮合的传动皮带。

通过采用上述技术方案，直接在驱动衬套上一体成型皮带轮减少了外部零件的安装，进一步的简化了结构方便安装，其次由于皮带轮与驱动衬套一体式设置也提高了传动效率，减少了部件与部件连接之间的能量损耗。

作为优选地，所述负载轴包括位于中部的第一轴段以及位于第一轴段两侧且用于安装试验轴承的安装段，所述安装段与第一轴段之间形成阶梯面，所述皮带轮位于两试验轴承的中间位置。

通过采用上述技术方案，设置两个安装段分别用于安装两试压轴承，实现两试验轴承的同步试验提高试验效率；其次与驱动衬套一体式的皮带轮设置在两试验轴承的中间位置，使得在通过传动皮带带动驱动衬套进行旋转时，试验轴承受力均匀，使得测试数据更为准确。

作为优选地，还包括两个套设在负载轴上且可相对于负载轴转动的载荷座，所述载荷座分别固定在驱动衬套的两端且端面抵触在试验轴承外圈的外侧端面上，所述试验轴承的内圈端面抵触在阶梯面上。

通过采用上述技术方案，设置载荷座提高驱动衬套旋转时的稳定性，同时利用载荷座限位试验轴承的外侧端面配合阶梯面限位试验轴承的内圈端面，减少试验轴承在试验过程中的轴向窜动，提高试验精度。

作为优选地，两试验轴承之间还设置有轴套，所述轴套的两端面抵触在试验轴承外圈的内侧端面上。

通过采用上述技术方案，利用轴套限位试验轴承的内侧端面上进行配合载荷座完全将试验轴承外圈的轴向限位，完全避免了试验轴承外圈进行转动时发生轴向窜动，更进一步的提高试验精度。

作为优选地，所述轴套的内圈开设有环槽，所述轴套的外壁抵触在驱动衬套的内壁上且与环槽之间形成储油腔。

通过采用上述技术方案，轴套的外壁抵触到驱动衬套的内壁上作为辅助支撑作用，使得驱动衬套受力更为均匀；其次利用所形成的储油腔能避免发生干磨现象，减少两者的相对磨损。

作为优选地，所述安装段上还设置有限位座，所述限位座的一端面抵触在试验轴承内圈的端面上，另一端面抵触在阶梯面上。

通过采用上述技术方案，限位座用于调节试验轴承的在安装段上的位置，保持两试验轴承相对皮带轮处于对称位置，方便调节。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过采用伺服电缸结合杠杆传动方式简化了加载装置的整体构造，其次大幅提高加载精度；

2、通过安装在试验轴承外圈上的驱动衬套带动试验轴承外圈进行转动，实现对试验轴承的检测，并且通过与驱动衬套一体式的皮带轮简化了机械传动结构，同时提高了驱动衬套的传动效率；

3、通过与驱动衬套固定的载荷座提高驱动衬套转动时的稳定性，同时利用与驱动衬套内壁相抵触的轴套起到辅助支撑作用，使得驱动衬套能受到均匀的载荷力，进一步提升转动时的稳定性；

4、通过利用载荷座、轴套以及限位座的共同作用达到限位试验轴承端面的作用，避免试验轴承在转动时发生轴向窜动，并且能方便的控制试验轴承相对皮带轮的处于对称位置，保证试验轴承受力均匀，提高试验精度。

附图说明

图1为轴承试验机的结构示意图；

图2为轴承试验机的俯视图；

图3为试验轴承在负载轴内的安装示意图。

图中：1、试验台；2、支撑座；21、支撑轴承；3、负载轴；31、第一轴段；32、安装段；33、第二轴段；4、驱动衬套；41、皮带轮；42、储油腔；43、轴套；44、限位座；5、试验轴承；6、驱动电机；7、皮带；8、载荷座；81、限位环；9、加载装置；91、伺服电缸；92、传动臂；93、桥接板；931、拉力传感器；94、固定板；95、加载臂；96、铰接座；961、铰接柱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1与图2，一种轴承试验机，包括试验台1,在试验台1上固定有两个具有一定间隔的支撑座2，两支撑座2之间安装有一根负载轴3，且该负载轴3相对于两支撑座2保持静止状态。还包括用于相负载轴3施加径向载荷的加载装置9。

加载装置9包括固定在试验台1底部的伺服电缸91，该伺服电缸91连接有传动臂92，其中传动臂92的部分穿过试验台1并置于试验台1的上方；在试验台1的上还固定有铰接座96，传动臂92通过铰接柱961转动连接在铰接座96上。传动臂92处于铰接座96的一端还铰接有桥接板93，桥接板93的端部连接有固定板94，固定板94与桥接板93互相垂直且桥接板93在固定板94上的连接点刚好处于固定板94的中间位置。固定板94的两端还设置有加载臂95，两加载臂95分别与负载轴3的两端固定。其中桥接板93、固定板94以及两加载臂95均与伺服电缸91的传动方向刚好相反。

在桥接板93上还设置有拉力传感器931，用于更好的监控加载力。

参见图3，负载轴3为多段阶梯轴包括中部的第一轴段31、相邻于第一轴段31两侧的安装段32以及相邻安装段32的第二轴段33，第一轴段31、安装段32以及第二轴段33直径依次减小，在两安装段32上均安装有试验轴承5。

轴承旋转试验机还包括套设在负载轴3上并呈圆筒形的驱动衬套4，驱动衬套4的内壁始终抵触在两试验轴承5的外圈上，其中驱动衬套4采用热胀冷缩的方式进行套设安装。驱动衬套4的两端还连接有载荷座8，该载荷座8安装于负载轴3的第二轴段33上，包括从一端面向试验轴承5延伸的限位环81，该限位环81抵触在试验轴承5外圈的外侧端面上，此外载荷座8以及驱动衬套4的部分收容在支撑座2内，在载荷座8与支撑座2之间设置有支撑轴承21，使得载荷座8可以相对支撑座2进行相对转动。

另外在驱动衬套4内还设置有一轴套43，该轴套43的外壁紧贴于驱动衬套4的内壁，且轴套43的两端抵触在试验轴承5外圈的内侧端面上。驱动衬套4的内壁上开设有环槽，轴套43安装后将该环槽封闭并形成一储油腔42，在储油腔42内填充有润滑油。

参见图1与图3，驱动衬套4还包括一体设置在外壁上的皮带轮41；在试验台1,的底部上设置有驱动电机6，该驱动电机6通过皮带7与驱动衬套4进行连接，进而驱动衬套4可以在驱动电机6的带动下进行旋转。

负载轴3的安装段32上还套设有限位座44，用于调节试验轴承5于安装段32上的位置，限位座44的一端面抵触在试验轴承5内圈的内侧端面上，另一端面抵触在安装段32与第一轴段31所形成的阶梯面上。

试验进行前，需要通过限位座44调节两试验轴承5在安装段32上的位置，使得驱动衬套4上的皮带轮41中心平面刚好处于两试验轴承5中心连线L的中间位置，使得试验轴承5在驱动衬套4的带动下两者受力更为均匀。

试验时，驱动电机6工作通过皮带7带动驱动衬套4进行转动，驱动衬套4同载荷座8一起进行旋转，同时带动两试验轴承5进行旋转，而负载轴3限位在两支撑座2内保持相对禁止状态，进而实现了试验轴承5外圈转动内圈不转动的试验工况。

此外对试验轴承5进行径向加载时，伺服电缸91动作拉动传动臂92的一端靠向伺服电缸91的一侧，传动臂92以铰接柱961为转动中心进行转动，并拉动桥接板93往铰接座96一侧，同时带动固定板94以及两个加载臂95运动，进而实现加载臂95对负载轴3进行径向加载作用，并利用负载轴3所受到的径向力对两试验轴承5进行径向加载。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。