用于带法兰盘滚动轴承的温度试验装置的制作方法

本发明属于试验装置技术领域，涉及一种用于带法兰盘滚动轴承的温度试验装置。

背景技术：

极限温度试验，是航空用带法兰盘双列滚子轴承等一系列带法兰盘滚动轴承的合格鉴定试验重要项目之一。以航空用某型带法兰盘双列滚子轴承为例，其极限温度试验按照该型轴承通用规范的相关要求：被试轴承放置在-55℃(最低使用温度)环境下，以3r/min±1r/min的速度旋转100h，将温度调至121℃(最高使用温度)，运转100h。本试验装置不仅可以满足上述试验的基本要求，也可以通过调节温度箱的温度和试验电机的转速，满足更大范围的相关的温度旋转试验条件的要求。

现有的极限温度试验装置，设计通用性差，不能实现多型轴承共用，使得在完成不同型号轴承的极限温度试验时，需要频繁更换试验夹具，从而需要多种规格的夹具来完成试验，造成了资金、时间和资源的极大浪费；另外，现有的极限温度试验装置，传动杆和轴承内圈中心不易对中，容易出现偏心的问题，偏心会使轴承内圈承受附加径向力，轴承寿命降低，严重地影响试验结果的准确性；带法兰盘轴承不易安装固定，试验设备安装时，夹具对心不易保证，同时由于试验夹具笨重、温度箱内空间有限等问题，在驱动电机穿过温度箱壁与箱内轴承连接时，安装过程相对繁琐费力，且易造成试验夹具各部分之间的干涉，大幅延长试验准备时间。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于带法兰盘滚动轴承的温度试验装置，通过简单的更换挡片即可实现不同型号的滚动轴承按照标准要求完成极限温度试验，通用性强，提高安装和拆卸速度，能确保良好的对中性，保证试验结果的准确性。

本发明是这样实现的：

一种用于带法兰盘滚动轴承的温度试验装置，其包括底座、卡盘支架、第一内圈挡片、第二内圈挡片、夹具连接轴、穿箱连接轴、联轴器、塑胶套、三爪卡盘、温度箱、电机、温度箱控制器和电机控制器，所述底座、卡盘支架、第一内圈挡片、第二内圈挡片、夹具连接轴和三爪卡盘设置在所述温度箱内，所述底座固定在所述温度箱的底部，所述卡盘支架的底板固定在所述底座上，所述三爪卡盘固定在所述卡盘支架的立板上，所述三爪卡盘固定在被试轴承的外圈，被试轴承的内圈的第一端固定有第一内圈挡片，被试轴承的内圈的第二端固定有第二内圈挡片，所述夹具连接轴的第一端穿过所述第二内圈挡片后与穿过第一内圈挡片的螺钉连接，用于夹紧被试轴承的内圈，所述夹具连接轴的第二端与所述穿箱连接轴的第一端相连，所述穿箱连接轴的第二端穿过所述温度箱的箱体后通过所述联轴器与所述电机相连，所述穿箱连接轴与所述温度箱的箱体之间设有所述塑胶套，所述温度箱与所述温度箱控制器相连，所述电机与所述电机控制器相连。

优选地，所述电机的底部设有滚轮和滚道，所述电机与丝杠连接，实现电机沿轴向移动。

优选地，所述温度箱内的底座、卡盘支架、第一内圈挡片、第二内圈挡片、夹具连接轴和三爪卡盘均为不锈钢材质。

优选地，所述夹具连接轴的第二端设有凹槽，所述穿箱连接轴的第一端设有轴肩，所述凹槽的内表面与所述轴肩的外表面配合实现夹具连接轴与穿箱连接轴的连接。

优选地，所述夹具连接轴与穿箱连接轴的连接处周向均布有多个螺纹孔，通过螺栓将夹具连接轴与所述穿箱连接轴连接固定。

优选地，所述螺纹孔的数量为4个。

优选地，所述塑胶套为聚四氟乙烯材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的温度试验装置通用性强，通过简单的更换挡片，即可实现不同型号的滚动轴承按照标准要求完成极限温度试验，节省资金和夹具储存空间。

(2)本发明利用三爪卡盘固定被试轴承，不仅方便装卸被试轴承，也保证了被试轴承外圈受力均匀减小受力变形，同时，在安装过程也很容易保证被试轴承与三爪卡盘的对中，因此，通过对底座、夹具连接轴、穿箱连接轴、塑胶套、三爪卡盘、卡盘支架的尺寸公差设计和加工精度的控制，即可方便、快捷地保证在拆卸过程中被试轴承的旋转对中性，保证了试验结果的精度和准确性。

(3)本发明的温度试验装置结构简单、重量轻，便于拆卸，在安装、拆卸以及实验过程中均不存在零件间相互干涉的问题，能够缩短安装准备的时间以及试验间隔的时间，提高设备使用效率。

附图说明

图1是本发明的用于带法兰盘滚动轴承的温度试验装置的结构示意图。

图中：1-底座、2-卡盘支架、3-第一内圈挡片、4-夹具连接轴、5-穿箱连接轴、6-联轴器、7-塑胶套、8-第二内圈挡片、9-三爪卡盘、10-被试轴承、11-温度箱、12-电机。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和性能方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如图1所示，本发明提供一种专用于航空用带法兰盘滚动轴承的温度试验装置，其包括底座1、卡盘支架2、第一内圈挡片3、第二内圈挡片8、夹具连接轴4、穿箱连接轴5、联轴器6、塑胶套7、三爪卡盘9、温度箱11、电机12、温度箱控制器和电机控制器。底座1、卡盘支架2、第一内圈挡片3、第二内圈挡片8、夹具连接轴4和三爪卡盘9设置在温度箱11内，且均为不锈钢材质，以防止试验装置在长期高、低温作用下，发生失效。底座1固定在温度箱11的底部，卡盘支架2的底板固定在底座1上，三爪卡盘9固定在卡盘支架2的立板上，三爪卡盘9固定在被试轴承10的外圈，被试轴承10的内圈的第一端固定有第一内圈挡片3，被试轴承10的内圈的第二端固定有第二内圈挡片8，夹具连接轴4的第一端穿过第二内圈挡片8后与穿过第一内圈挡片3的螺钉连接，用于夹紧被试轴承10的内圈，通过电机12带动，实现内圈的径向旋转。三爪卡盘9保证了被试轴承外圈受力均匀减小受力变形，而且使得拆卸被试轴承方便，同时也容易保证被试轴承中心与三爪卡盘9中心的一致。因此，只要保证夹具的加工精度，便可在试验过程中快速方便地实现被试轴承的对中性。同时，仅需更换第一内圈挡片3和第二内圈挡片8即可实现不同型号的滚动轴承的更换，完成不同滚动轴承的极限温度试验。

夹具连接轴4的第二端与穿箱连接轴5的第一端相连，保证两个连接轴的连接同心度，穿箱连接轴5的第二端穿过温度箱11的箱体后通过联轴器6与电机12相连，减小因电机振动及安装的不同心引起的弯矩。穿箱连接轴5与温度箱11的箱体之间设有塑胶套7，保证了穿箱连接轴5穿过温度箱处在运转时，穿箱连接轴5表面不会磨损，也不会造成箱内温度与外界的快速热交换，很好地保证了温度箱内部预设温度的恒定。温度箱11与温度箱控制器相连，由温度箱控制器发送指令，控制温度箱的温度值、温变速度、保温时间等操作参数。电机12与电机控制器相连，由电机控制器发送指令，控制电机12的转速、转向、运行时间等运行参数。

温度箱与温度箱控制器可以通过线缆连接，也可以为一体式的温度控制箱。电机与电机控制器13可以通过线缆连接，也可以是将电机12和电机控制机集成的一体电动机。

电机12的底部设有滚轮和滚道，电机12与丝杠连接，可以实现一定范围内的电机12沿轴向移动，便于被试轴承的安装与拆卸，移动依靠丝杠驱动并配有机械锁，保证电机12在工作过程的固定。

优选地，夹具连接轴4的第二端设有凹槽，穿箱连接轴5的第一端设有轴肩，凹槽的内表面与轴肩的外表面之间为较紧的松配合实现夹具连接轴4与穿箱连接轴5的连接。夹具连接轴4与穿箱连接轴5的连接处周向均布有多个螺纹孔，通过螺栓将夹具连接轴4与穿箱连接轴5连接固定，通过设定合理的尺寸公差和加工精度即可保证两个连接轴的连接同心度。

优选地，螺纹孔的数量为4个。

优选地，塑胶套7为聚四氟乙烯材料，具有耐磨、不易导热，轴承工作温度范围内不变形等特点，保证了穿箱连接轴5穿过温度箱处在运转时，穿箱连接轴5表面不会磨损，也不会造成箱内温度与外界的快速热交换，很好地保证了温度箱内部预设温度的恒定。

在进行极限温度试验时，具体的过程如下：

穿箱连接轴5穿过温度箱上的塑胶套7插入到温度箱11内，一端通过联轴器6与电机12的转动轴相连，另一端插入夹具连接轴4的凹槽内，并用4颗螺栓拧入两根连接轴的周向螺纹孔进行固定，保证两个连接轴的连接同心度。装有三爪卡盘9的卡盘支架2安装在底座1上，底座1作为工作台固定在温度箱11的底部，各部分均采用螺栓连接固定。电机控制器控制电机12的转速、转向、运行时间等运行参数，温度箱控制器控制温度箱的温度值、温变速度、保温时间等操作参数。

极限温度试验时，利用电机座的手摇丝杠将电机12向远离三爪卡盘的方向滑动一小段距离，便于装卡被试轴承10，在夹具连接轴4上先后套入第二内圈挡片8、被试轴承10、左内圈挡片3，各零件均应牢固地套入夹具连接轴4的阶梯轴内，最后用螺栓旋入夹具连接轴4前端的螺纹孔，将夹具各部分以及轴承内圈牢固地固定。沿靠近三爪卡盘9的方向缓缓地推动电机，使得被试轴承10的外圈伸入到三爪卡盘9内，用扳手锁紧三爪卡盘9，将被试轴承外圈固定，锁紧力不要过大，以免外圈变形，影响试验结果的精确度。将被试轴承固定好后，按照相关要求：被试轴承放置在最低使用温度环境下，通过电机带动被试轴承的内圈以预设速度旋转预设时间，然后将温度调至最高使用温度，被试轴承的内圈以预设速度旋转预设时间。

极限温度试验完成后，仅需要用扳手松开三爪卡盘9，向远离三爪卡盘9的方向推动电机座使被试轴承10的外圈与三爪卡盘9分离后，即可拧下第一内圈挡片3旁的螺栓，将第一内圈挡片3取下，更换新的同型号的被试轴承，再安装第一内圈挡片3和锁紧用的螺栓，再向三爪卡盘9的方向推动电机使被试轴承的外圈伸入到三爪卡盘9内，用扳手锁紧三爪卡盘9后，即可再次开展同型号的被试轴承的下一轮极限温度试验。

如果更换新型号的试验轴承，仅需要更换第二内圈挡片8和第一内圈挡片3，其他步骤不变，更换简单、拆卸方便，节省操作时间，缩短试验间隔的时间，提高温度试验装置的使用效率。

为防止温度箱内外的空气通过塑胶套7和穿箱连接轴5间的细小间隙进行微小的热交换，造成不必要的电能浪费，可以使用棉纱适当封堵空隙。

综上，本发明具有以下优点：

本发明的温度试验装置用于对带法兰盘的滚动轴承进行极限温度试验，通用性强，通过简单的更换挡片，即可实现不同型号的滚动轴承按照标准要求完成极限温度试验，节省资金和夹具储存空间。本发明利用三爪卡盘固定被试轴承，不仅方便装卸被试轴承，也保证了被试轴承外圈受力均匀减小受力变形，同时，在安装过程也很容易保证被试轴承与三爪卡盘的对中，因此，通过对底座、夹具连接轴、穿箱连接轴、塑胶套、三爪卡盘、卡盘支架的尺寸公差设计和加工精度的控制，即可方便、快捷地保证在拆卸过程中被试轴承的旋转对中性，保证了试验结果的精度和准确性。本发明的温度试验装置结构简单、重量轻，便于拆卸，在安装、拆卸以及实验过程中均不存在零件间相互干涉的问题，缩短安装准备的时间，缩短试验间隔的时间，提高设备使用效率。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。