滚动轴承静态刚度检测装置的制作方法

本公开涉及滚动轴承刚度检测领域，尤其涉及一种滚动轴承静态刚度检测装置。

背景技术：

由于滚动轴承朝着高速超高速发展，对于滚动轴承力学特性的研究越来越深入，转子动力学计算的关键即精确获取滚动轴承的刚度特性，则必然要求设计一套用于滚动轴承静态刚度检测的装置。

对于传统机械加载测量滚动轴承刚度的方式，试验装置过于复杂，加载精度过于粗糙，加载工况过于简单，并且无法精准获得滚动轴承的静态刚度。随着电磁技术的发展，采用电磁轴承进行加载并采用位移传感器提取变形量获得滚动轴承静态刚度的方法，能够实现高精度、多工况与实时性的优点。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷和不足，本公开提供一种用于滚动轴承静态刚度检测的装置，其具有高精度、多工况、实时性、整体加载检测装置简单等优点，适于复杂工况滚动轴承静态刚度检测，通过以下技术方案实现：

滚动轴承静态刚度检测装置，包括转子轴、电磁轴承和位移传感器；

所述电磁轴承为被测试滚动轴承加载载荷；

所述位移传感器用于检测所述滚动轴承的变形量；

所述滚动轴承支承所述转子轴；

所述电磁轴承、所述滚动轴承与所述转子轴同心连接。

进一步地，所述电磁轴承包括径向电磁轴承和轴向电磁轴承，所述径向电磁轴承用于为所述滚动轴承加载径向载荷，所述轴向电磁轴承用于为所述滚动轴承加载轴向载荷。

进一步地，所述径向电磁轴承产生的所述径向载荷与所述轴向电磁轴承产生的所述轴向载荷通过所述转子轴加载于所述滚动轴承上。

进一步地，所述滚动轴承包括第一滚动轴承和第二滚动轴承，所述径向电磁轴承位于所述第一滚动轴承和所述第二滚动轴承之间，所述第二滚动轴承位于所述径向电磁轴承与所述轴向电磁轴承之间，所述轴向电磁轴承位于所述转子轴的一端，所述第一滚动轴承位于所述转子轴的另外一端。

其中，所述径向电磁轴承、所述轴向电磁轴承、所述第一滚动轴承和所述第二滚动轴承的相对位置可以根据实际工况作相应调整，以使各部位受力更加合理。

进一步地，所述位移传感器包括轴向位移传感器和径向位移传感器，所述轴向位移传感器轴向布置在所述第一滚动轴承的两面，用于检测所述第一滚动轴承的轴向变形量；所述径向位移传感器周向布置在所述第一滚动轴承的外圈，用于检测所述第一滚动轴承的径向变形量。

进一步地，所述径向电磁轴承能够为所述滚动轴承加载径向静态载荷和径向动态载荷，所述轴向电磁轴承能够为所述滚动轴承加载轴向静态载荷和轴向动态载荷。

其中，所述轴向电磁轴承包括推力盘，通过改变线路电流的大小及频率，所述轴向电磁轴承的磁极对产生磁力作用于推力盘，则推力盘为所述滚动轴承加载高精度、高实时的轴向静态载荷，所述径向电磁轴承通过改变线路电流的大小及频率可以为所述滚动轴承加载高精度、高实时的径向静态载荷。

本公开的有益效果：

采用电磁轴承进行加载，能加载径向和轴向载荷，以及静态和动态载荷，极大程度的模拟了滚动轴承复杂的运行工况，并且极大地简化了检测装置，有效的解决了传统机械式测试装置在滚动轴承刚度检测时精度不高，实时性差，加载工况单一等问题。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本公开具体实施方式的滚动轴承静态刚度检测装置的轴向剖视图；

图2是本公开具体实施方式的滚动轴承静态刚度检测装置的径向电磁轴承结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

滚动轴承静态刚度检测装置，包括转子轴10、电磁轴承30，40和位移传感器60，70；

电磁轴承30，40为被测试滚动轴承20加载载荷；

位移传感器60，70用于检测滚动轴承20的变形量；

滚动轴承20支承转子轴10；

电磁轴承30，40、滚动轴承20与转子轴10同心连接。

电磁轴承30，40包括径向电磁轴承30和轴向电磁轴承40，径向电磁轴承30用于为滚动轴承20加载径向载荷，轴向电磁轴承40用于为滚动轴承20加载轴向载荷。

径向电磁轴承30产生的径向载荷与轴向电磁轴承40产生的轴向载荷通过转子轴10加载于滚动轴承20上。

滚动轴承20包括第一滚动轴承和第二滚动轴承，径向电磁轴承30位于第一滚动轴承和第二滚动轴承之间，第二滚动轴承位于径向电磁轴承30与轴向电磁轴承40之间，轴向电磁轴承40位于转子轴10的一端，第一滚动轴承位于转子轴10的另外一端。

位移传感器60，70包括轴向位移传感器60和径向位移传感器70，轴向位移传感器60轴向布置在第一滚动轴承的两面，用于检测第一滚动轴承的轴向变形量；径向位移传感器70周向布置在第一滚动轴承的外圈，用于检测第一滚动轴承的径向变形量。

径向电磁轴承30能够为滚动轴承20加载径向静态载荷和径向动态载荷，轴向电磁轴承40能够为滚动轴承20加载轴向静态载荷和轴向动态载荷。

更为详细的，

如图1所示，滚动轴承静态刚度检测装置由转子轴10、径向电磁轴承30、轴向电磁轴承40(包括推力盘50)、径向位移传感器70、轴向位移传感器60组成，其中，转子轴10由滚动轴承20支承，滚动轴承20包括第一滚动轴承和第二滚动轴承，在本实施例中，第一滚动轴承和第二滚动轴承共同支承转子轴10，仅第一滚动轴承为被测试静态刚度的滚动轴承，径向位移传感器70周向布置于第一滚动轴承的外圈，轴向位移传感器60轴向布置于第一滚动轴承两侧。

径向电磁轴承30位于第一滚动轴承和第二滚动轴承之间，转子轴10的一端设置轴向电磁轴承40，另外一端安装第一滚动轴承。

转子轴10、第一滚动轴承、第二滚动轴承、径向电磁轴承30、轴向电磁轴承40与推力盘50高度同心。

如图2所示，径向电磁轴承30与轴向电磁轴承40均包括外圈31和内圈33，以及外圈31和内圈33之间周向均布的线圈32，线圈32可以产生多对N-S磁极(例如8对)，通过调整线路电流的大小及频率，径向电磁轴承30的磁极对产生磁力，径向电磁轴承30为滚动轴承20实时加载高精度径向静态载荷，轴向电磁轴承40产生的磁力首先作用于推力盘50，通过推力盘50为滚动轴承20加载高精度、高实时的轴向静态载荷。

滚动轴承静态刚度检测装置运行时，径向电磁轴承30与轴向电磁轴承40首先将径向载荷与轴向载荷作用于转子轴10上，通过转子轴10将载荷加载于第一滚动轴承和第二滚动轴承，径向位移传感器70和轴向位移传感器60实时提取第一滚动轴承在径向和轴向的变形量。

根据轴承-转子支承系统关系以及径向电磁轴承30和轴向电磁轴承40施加的载荷，求解得到第一滚动轴承即被测试滚动轴承的载荷F。

根据被测试滚动轴承的载荷F与位移传感器60,70获取的变形量Δ之间关系，即可获得被测试滚动轴承的静态刚度K，即K＝F/Δ。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。