一种转盘轴承密封测试装置及密封测试系统的制作方法

本发明涉及一种转盘轴承密封测试装置及密封测试系统。

背景技术：

转盘轴承因具有良好的轴向承载性能而被广泛地应用于起重运输机、采掘机、风力发电、雷达等大型回转装置上。现有技术中转盘轴承的具体结构如图1所示，包括外圈1、内圈4以及设置在外圈1和内圈4的滚道之间、且交替布置的滚动体3和隔离块6，外圈1上开设有用于将外圈1在回转装置上固定的外圈定位螺纹孔2，内圈4上开设有用于将内圈4在回转装置上固定的内圈定位螺纹孔5。为了将滚动体3和隔离块6装入外圈1和内圈4的滚道之间，在外圈1上设置有装球孔(也可以将装球孔设置在内圈上)，装球孔内设置有塞子7，用于在滚动体3和隔离块6安装完成后对装球孔进行封堵，塞子7和外圈1上开设有对应的销孔，通过在销孔内插装圆锥销8实现塞子7在外圈1上的固定。此外，在转盘轴承轴向一端的外圈1和内圈4之间还设置有密封圈9，实现对内、外圈之间的间隙的一端的封堵，防止轴承内部润滑油脂在运行过程中泄露。

为了确保滚动体在外圈和内圈的滚道之间顺畅滑动，塞子靠近滚道的一端需要加工出与滚道弧度一致的沟道，因此，在实际生产过程中，往往将塞子塞入装球孔内与外圈(或者内圈)同时加工，加工完成后，拆掉圆锥销，拔出塞子，再进行钢球和隔离块的安装。由于转盘轴承加工和装配过程中需要对塞子进行拆卸，因此，塞子和装球孔之间的配合关系为小间隙配合。

但是，在某些使用情况下需要对轴承内部施压，如转盘轴承用于机器人底座上，此时就要求转盘轴承在压力作用下有良好的密封性能(轴承的密封性能主要由密封圈与内圈和外圈之间的密封配合以及塞子与装球孔之间的密封配合的严密性来决定)，以防轴承内部的高压气体和润滑油脂在轴承运行过程中泄露，导致轴承润滑不良和无法正常工作。因此，在转盘轴承使用前需要对转盘轴承进行承压密封测试，现有技术中比较常用的是采用装机加压测试方法，将转盘轴承安装在需要使用该转盘轴承的回转装置中进行检测，如果发生密封圈脱落或轴承内部压力不足，则说明转盘轴承的密封性能不良，需要对转盘轴承进行拆机更换，操作不便，效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种转盘轴承密封测试系统，以解决现有技术中测试转盘轴承的密封性能时采用装机测试的效率低下的技术问题；本发明的目的还在于提供一种转盘轴承密封测试装置。

为实现上述目的，本发明转盘轴承密封测试装置采用如下技术方案：

转盘轴承密封测试装置，包括用于与轴承外圈的背向密封圈的一侧端面密封连接的外圈封盖，还包括用于与轴承内圈端面密封连接的内圈封盖，外圈封盖和内圈封盖在与轴承连接后，与轴承围成密封内腔，外圈封盖和内圈封盖的其中一个上设有用于与高压气源连接的充气接头以用于向密封内腔中充入压缩气体，外圈封盖和内圈封盖的其中一个上还设有用于与密封内腔连通的压力检测装置，压力检测装置通过检测密封内腔中的压力是否变化来判断轴承密封性能。

本发明的有益效果在于：相比于现有技术中的装机加压测试方法，本发明专门设置了密封测试装置，使用时，将密封测试装置的外圈封盖与轴承外圈背向密封圈的一侧端面密封连接，内圈封盖与轴承内圈密封连接，由此使得外圈封盖、轴承外圈、密封圈、轴承内圈和内圈端盖共同围成了一个密封内腔，该密封内腔包括轴承内圈和外圈之间的空间，测试时，通过与高压气源连接的充气接头向密封内腔内冲入压缩气体，使密封内腔内、外形成压差，根据压力检测装置的读数否变化便可方便地判断轴承的密封性能。由于测试过程中只需将外圈封盖和内圈封盖与轴承的外圈和内圈进行对应安装和拆卸即可，不需要对轴承进行拆装机操作，也就无需考虑轴承与实际安装配合结构之间的位置配合关系和安装精度的问题，简化测试过程中的拆装工作，提高测试效率。

进一步地，内圈封盖密封连接在内圈靠近密封圈一侧的端面上。

有益效果：将内圈封盖密封连接在内圈靠近密封圈一侧的端面上，使得内圈封盖和外圈封盖沿轴承的轴向相对设置在轴承两端，实现了内圈封盖与外圈封盖之间距离的最大化，间接地增大了供充气接头和压力检测装置向腔内悬伸的空间，确保充气接头和压力检测装置在密封内腔内悬伸的部分不会与相对的端盖干涉。同时，使得外圈封盖和内圈封盖在轴承上的安装相对独立，安装过程不分先后，提高了外圈封盖和内圈封盖在轴承上的安装操作的方便性。另外，当待测转盘轴承的装球孔开设在外圈上时，该结构的转盘轴承密封测试装置既可以对塞子与装球孔之间的密封配合度进行检测又可以检测密封圈是否发生脱落；当待测转盘轴承的装球孔开设在内圈上且塞子与装球孔之间的密封配合度无需检测时，该装置可以有效地对密封圈是否发生脱落进行检测。

进一步地，内圈封盖密封连接在内圈远离密封圈一侧的端面上。

有益效果：内圈封盖密封连接在内圈远离密封圈一侧的端面上，使得内圈封盖与外圈封盖设置在轴承轴向的同一端，减小了内圈封盖和外圈封盖之间的距离，从而减小了密封内腔的容积，进而减小了向密封内腔内冲入压缩气体时的充气量，缩短充气时间，提高检测效率。同时，密封内腔容积较小，当轴承密封结构出现漏气时，压力检测装置的读数变化量更大，能够提高检测结果的准确率。另外，无论待测转盘轴承的装球孔开设在外圈上还是内圈上，该结构的转盘轴承密封测试装置均可以对轴承的塞子与装球孔之间的密封配合度进行检测又可以对密封圈是否发生脱落进行检测。

进一步地，外圈封盖上设有与轴承外圈上的外圈定位螺纹孔相匹配对应的外圈连接孔，在外圈连接孔和外圈定位螺纹孔内穿设紧固件实现外圈封盖与外圈的连接，外圈封盖和外圈端面之间设有密封圈。

有益效果：在外圈封盖上设置与轴承外圈上的外圈定位螺纹孔相匹配对应的外圈连接孔，将轴承外圈自身结构利用起来，无需为了安装外圈封盖而在轴承外圈上额外设置连接结构，简化了转盘轴承密封测试装置的结构。同时，外圈封盖和外圈端面之间密封圈的设置，确保外圈封盖和外圈端面之间可靠地密封，避免外圈封盖和外圈端面之间密封不好而影响测试结果的可信度。

进一步地，内圈封盖上设有与轴承内圈上的内圈定位螺纹孔相匹配对应的内圈连接孔，在内圈连接孔和内圈定位螺纹孔内穿设紧固件实现内圈封盖与内圈的连接，内圈封盖和内圈端面之间设有密封圈。

有益效果：在内圈封盖上设置与轴承内圈上的内圈定位螺纹孔相匹配对应的外圈连接孔，将轴承内圈自身结构利用起来，无需为了安装内圈封盖而在轴承内圈上设置连接结构，简化了转盘轴承密封测试装置的结构。同时，内圈封盖和内圈端面之间密封圈的设置，确保内圈封盖和内圈端面之间可靠地密封，避免内圈封盖和内圈端面之间密封不好而影响测试结果的可信度。

进一步地，外圈封盖包括圆形盘体，圆形盘体的外边缘设有环形凸缘，环形凸缘与外圈端面贴合连接实现外圈封盖与外圈的贴合连接。

有益效果：环形凸缘作为外圈封盖与外圈端面之间的连接结构与外圈端面贴合连接，能够在外圈封盖的圆形盘体和外圈之间起到支撑作用，增大外圈封盖的圆形盘体部分与轴承外圆端面沿轴承的轴线延伸方向的距离，避免设置在外圈封盖上的充气接头与轴承内圈干涉，便于压缩气体充满轴承内圈和外圈之间的空间内。

进一步地，内圈封盖包括圆形盘体，圆形盘体的中部设有凸台，凸台能够与内圈的内腔密封插配。

有益效果：内圈封盖的凸台与内圈的内腔密封插配，对内圈封盖在内圈上的安装进行导向定位，同时还提高了内圈封盖与内圈之间密封连接的可靠性。

进一步地，充气接头设置在外圈封盖上。

有益效果：由于外圈封盖需要与轴承的外圈的端面密封连接，因此，外圈封盖的尺寸与轴承外圈的径向尺寸匹配，面积相对较大，能够为充气接头提供面积更大的安装基体，方便充气接头的设置。

进一步地，压力检测装置设置在外圈封盖上。

有益效果：由于外圈封盖需要与轴承的外圈的端面密封连接，因此，外圈封盖的尺寸与轴承外圈的径向尺寸匹配，面积相对较大，能够为压力检测装置提供面积更大的安装基体，方便压力检测装置的设置。

本发明转盘轴承密封测试系统采用如下技术方案：

转盘轴承密封测试系统，包括高压气源和转盘轴承密封测试装置，所述转盘轴承密封测试装置包括用于与轴承外圈的背向密封圈的一侧端面密封连接的外圈封盖，还包括用于与轴承内圈端面密封连接的内圈封盖，外圈封盖和内圈封盖在与轴承连接后，与轴承围成密封内腔，外圈封盖和内圈封盖的其中一个上设有与高压气源连接的充气接头以用于向密封内腔中充入压缩气体，外圈封盖和内圈封盖的其中一个上还设有用于与密封内腔连通的压力检测装置，压力检测装置通过检测密封内腔中的压力是否变化来判断轴承密封性能。

本发明的有益效果在于：相比于现有技术中的装机加压测试方法，本发明专门设置了转盘轴承密封测试系统，使用时，将转盘轴承密封测试系统的转盘轴承密封测试装置的外圈封盖与轴承外圈背向密封圈的一侧端面密封连接，内圈封盖与轴承内圈密封连接，由此使得外圈封盖、轴承外圈、密封圈、轴承内圈和内圈端盖共同围成了一个密封内腔，该密封内腔包括轴承内圈和外圈之间的空间，测试时，通过与高压气源连接的充气接头向密封内腔内冲入压缩气体，使密封内腔内、外形成压差，根据压力检测装置的读数否变化便可方便地判断轴承的密封性能。由于测试过程中只需将外圈封盖和内圈封盖与轴承的外圈和内圈进行对应安装和拆卸即可，不需要对轴承进行拆装机操作，也就无需考虑轴承与实际安装配合结构之间的位置配合关系和安装精度的问题，简化测试过程中的拆装工作，提高测试效率。

进一步地，内圈封盖密封连接在内圈远离密封圈一侧的端面上。

有益效果：内圈封盖密封连接在内圈远离密封圈一侧的端面上，使得内圈封盖与外圈封盖设置在轴承轴向的同一端，减小了内圈封盖和外圈封盖之间的距离，从而减小了密封内腔的容积，进而减小了向密封内腔内冲入压缩气体时的充气量，缩短充气时间，提高检测效率。同时，密封内腔容积较小，当轴承密封结构出现漏气时，压力检测装置的读数变化量更大，能够提高检测结果的准确率。另外，无论待测转盘轴承的装球孔开设在外圈上还是内圈上，该结构的转盘轴承密封测试装置均可以对轴承的塞子与装球孔之间的密封配合度进行检测又可以对密封圈是否发生脱落进行检测。

进一步地，外圈封盖上设有与轴承外圈上的外圈定位螺纹孔相匹配对应的外圈连接孔，在外圈连接孔和外圈定位螺纹孔内穿设紧固件实现外圈封盖与外圈的连接，外圈封盖和外圈端面之间设有密封圈。

有益效果：在外圈封盖上设置与轴承外圈上的外圈定位螺纹孔相匹配对应的外圈连接孔，将轴承外圈自身结构利用起来，无需为了安装外圈封盖而在轴承外圈上额外设置连接结构，简化了转盘轴承密封测试装置的结构。同时，外圈封盖和外圈端面之间密封圈的设置，确保外圈封盖和外圈端面之间可靠地密封，避免外圈封盖和外圈端面之间密封不好而影响测试结果的可信度。

进一步地，内圈封盖上设有与轴承内圈上的内圈定位螺纹孔相匹配对应的内圈连接孔，在内圈连接孔和内圈定位螺纹孔内穿设紧固件实现内圈封盖与内圈的连接，内圈封盖和内圈端面之间设有密封圈。

有益效果：在内圈封盖上设置与轴承内圈上的内圈定位螺纹孔相匹配对应的外圈连接孔，将轴承内圈自身结构利用起来，无需为了安装内圈封盖而在轴承内圈上设置连接结构，简化了转盘轴承密封测试装置的结构。同时，内圈封盖和内圈端面之间密封圈的设置，确保内圈封盖和内圈端面之间可靠地密封，避免内圈封盖和内圈端面之间密封不好而影响测试结果的可信度。

进一步地，外圈封盖包括圆形盘体，圆形盘体的外边缘设有环形凸缘，环形凸缘与外圈端面贴合连接实现外圈封盖与外圈的贴合连接。

有益效果：环形凸缘作为外圈封盖与外圈端面之间的连接结构与外圈端面贴合连接，能够在外圈封盖的圆形盘体和外圈之间起到支撑作用，增大外圈封盖的圆形盘体部分与轴承外圆端面沿轴承的轴线延伸方向的距离，避免设置在外圈封盖上的充气接头与轴承内圈干涉，便于压缩气体充满轴承内圈和外圈之间的空间内。

进一步地，内圈封盖包括圆形盘体，圆形盘体的中部设有凸台，凸台能够与内圈的内腔密封插配。

有益效果：内圈封盖的凸台与内圈的内腔密封插配，对内圈封盖在内圈上的安装进行导向定位，同时还提高了内圈封盖与内圈之间密封连接的可靠性。

进一步地，充气接头设置在外圈封盖上。

有益效果：由于外圈封盖需要与轴承的外圈的端面密封连接，因此，外圈封盖的尺寸与轴承外圈的径向尺寸匹配，面积相对较大，能够为充气接头提供面积更大的安装基体，方便充气接头的设置。

进一步地，压力检测装置设置在外圈封盖上。

有益效果：由于外圈封盖需要与轴承的外圈的端面密封连接，因此，外圈封盖的尺寸与轴承外圈的径向尺寸匹配，面积相对较大，能够为压力检测装置提供面积更大的安装基体，方便压力检测装置的设置。

附图说明

图1为现有技术中转盘轴承的结构示意图；

图2为本发明中转盘轴承密封测试装置的实施例1与图1中转盘轴承的安装配合示意图；

图3为图2中转盘轴承密封测试装置的安装有充气接头和压力检测装置的外圈封盖的结构示意图；

图4为图2中转盘轴承密封测试装置的内圈封盖的结构示意图；

图中：1.外圈；2.外圈定位螺纹孔；3.滚动体；4.内圈；5.内圈定位螺纹孔；6.隔离块；7.塞子；8.圆锥销；9.密封圈；10.外圈封盖；11.内圈封盖；12.o型密封圈ⅰ；13.o型密封圈ⅱ；14.充气接头；15.压力检测装置；16.螺栓ⅰ；17.螺栓ⅱ。

具体实施方式

本发明的转盘轴承密封测试装置的实施例1，如图2所示，该转盘轴承密封测试装置包括外圈封盖10、内圈封盖11、充气接头14和压力检测装置15。

本实施例中，待测轴承为装球孔开设在外圈上的转盘轴承，外圈封盖10密封连接在轴承外圈1的背向密封圈9的一侧端面上，内圈封盖11密封连接在轴承内圈4靠近密封圈9的一端，外圈封盖10、外圈1、密封圈9、内圈4和内圈封盖11顺次连接围成封闭内腔，且外圈1与内圈4滑道之间用于容纳滚动体、隔离块和润滑油脂的空间为封闭内腔的一部分。

充气接头14和压力检测装置15安装在外圈封盖10上，充气接头14的出气口悬伸入封闭内腔内，进气口通过软管与高压气源连接以用于向封闭内腔内冲入压缩气体，压力检测装置15用于检测密封内腔内的压力值。在密封内腔内冲入压缩气体使密封腔内压力达到设定值后，根据压力检测装置的读数是否变化能够判断轴承的承压能力和密封性能。其中，压力检测装置15可以是气压指示表、压力计或者带有显示装置的压力检测传感器中的一种。

通过将内圈封盖11连接在内圈4的靠近密封圈9的一端，使得该密封测试装置可以对装球孔开设在轴承外圈上的转盘轴承的塞子与装球孔之间的密封配合度以及密封圈是否发生脱落进行检测，而对于装球孔开设在内圈上、塞子与装球孔之间的密封配合度无需检测的轴承，该密封测试装置可以对其密封圈是否发生脱落进行有效地检测。

对于充气接头和压力检测装置的安装位置，在其他实施例中，可以依据实际的使用情况，将充气接头设置在外圈封盖和内圈封盖的其中一个上，将压力检测装置设置在外圈封盖和内圈封盖的其中一个上。

本实施例中外圈封盖10的具体结构如图3所示，外圈封盖10主体为圆形盘体，圆形盘体的边缘设有环形凸缘，环形凸缘的端面尺寸与待测轴承外圈的背向密封圈9一端的端面尺寸相匹配能够实现密封对接，外圈封盖10通过环形凸缘与轴承外圈1端面密封连接。凸缘的设置，使得外圈封盖10与外圈1的端面密封连接好之后，其圆形盘体与轴承端面保持一定的距离而不会与内圈4的相应端面贴紧，确保密封内腔各部分之间联通，使得压缩气体能够充满整个密封内腔而在密封内外之间形成压差，从而检验密封圈9在承压时是否会脱落以及塞子7与装球孔之间配合的密封配合的严密程度。

外圈封盖10的凸沿上开设有与轴承外圈上的外圈定位螺纹孔2相匹配的内圈连接孔，内圈连接孔供螺栓ⅰ16的螺杆穿过与外圈定位螺纹孔2连接，实现外圈封盖10在外圈1上的固定。外圈封盖10的凸缘的端面上还开设有环形密封凹槽，密封凹槽内设置有o型密封圈ⅰ12，o型密封圈ⅰ12在外圈封盖10与外圈1连接好之后被挤压，提高了外圈封盖10与外圈1之间密封连接的可靠性。

在其他实施例中，可以额外在待测轴承外圈上开设连接孔来实现外圈封盖在外圈端面上的固定，或者采用固定卡具将外圈封盖卡在外圈上，实现外圈封盖与外圈之间的密封连接。外圈封盖的环形凸缘的端面也可以不开设密封凹槽，直接将o型密封圈ⅰ压装在外圈封盖和外圈端面之间，o型密封圈ⅰ也可以替换为密封垫。

内圈封盖11的结构如图4所示，内圈封盖11主体也为圆形盘体，中部向上凸起形成能够与内圈4的内腔密封插配的凸台，内圈封盖11的圆形盘体边缘开设有与轴承内圈上的内圈定位螺纹孔5相匹配的内圈连接孔，内圈连接孔为螺纹孔，螺栓ⅱ17的螺杆穿内圈定位螺纹孔5后与内圈连接孔螺接，由此实现内圈封盖11与内圈4之间的固定连接。内圈封盖11的边缘也开设有环形密封凹槽，密封凹槽内设置有o型密封圈ⅱ13，o型密封圈ⅱ13在内圈封盖11与内圈4连接好之后被挤压，提高了外圈封盖10与外圈1端面之间密封连接的可靠性。

在其他实施例中，内圈封盖可以整体仅为圆形盘体，环形密封凹槽也可以不设置，密封圈直接被压装在内圈封盖和内圈端面之间。o型密封圈ⅱ也可以替换为密封垫。内圈连接孔也可以不是螺纹孔，此时，螺栓ⅱ穿过内圈连接孔后与内圈定位螺纹孔螺接。

本实施例中内圈封盖11密封连接在内圈4设置有密封圈9的一端的端面上，在其他实施例中，内圈封盖还可以密封连接在内圈背向密封圈的一端的端面上，外圈封盖的凸缘的高度大于内圈封盖的圆形盘体的厚度，确保充气接头的出气口不会被内圈封盖封堵，此时，无论待测轴承的装球孔开设在外圈上还是内圈上，该结构的转盘轴承密封测试装置均可以既对轴承的塞子与装球孔之间的密封配合度进行检测又可以对密封圈是否发生脱落进行检测。

本发明中转盘轴承密封测试装置的使用方法为：

在密封测试装置与待测轴承装配好之后，将充气接头14与高压气源连通，通过充气接头14向密封内腔内冲入压缩气体，观察压力检测装置15的读数，直至密封内腔内的压力值达到工作环境要求的标准设定值xmpa后停止充气，静置一段时间后再读取压力检测装置15的读数并与设标准设定值xmpa对比，若静置后压力检测装置的读数与标准设定值一样或者差值在误差范围内，则证明塞子7与装球孔之间的密封配合度满足轴承的工作需求，密封圈9密封严密且在此压力下也不会脱落，即，待测轴承的密封合格；反之，则说明塞子7与装球孔之间的密封配合度无法满足轴承的工作需求，密封圈9密封不严或者会在此压力下脱落，轴承的密封性能不符合要求。除此以外，还可以通过逐渐增大封闭内腔内气体压强，读取轴承密封失效时压力检测装置15的读数的方法来测试轴承密封件的承压极限。

本发明的转盘轴承密封测试装置的实施例2，与实施例1的不同之处在于：本实施例中，待测转盘轴承的装球孔开设在轴承内圈上，对应的，转盘轴承密封测试装置的内圈封盖必须密封连接在内圈背向密封圈的一侧端面上。

本发明的转盘轴承密封测试装置的实施例3，与实施例1的不同之处在于：不在外圈封盖的边缘设置环形凸缘，而是在外圈封盖用于与轴承外圈密封连接的端面上开设长槽，长槽的位置和长度满足：在外圈封盖与轴承外圈密封连接好之后，长槽能够将轴承内圈内外两侧的空间进行连通，使得密封内腔不会被隔离成两个独立的腔室。

本发明所涉及的转盘轴承密封测试系统的实施例：其包括转盘轴承密封测试装置和高压气源，转盘轴承密封测试装置具体采用上述转盘轴承密封测试装置的实施例1的结构和使用方法，在其他实施例中，转盘轴承密封测试装置也可以采用上述转盘轴承密封测试装置的实施例2、3的结构和使用方法。