一种轴承用轴-径向力测试装置的制作方法

本发明属于测试装置技术领域，尤其是涉及一种轴承用轴-径向力测试装置。

背景技术：

轴承是机电设备关键部件之一，同时也是易损坏零件。目前的设备中多会增加轴承故障检测装置，如果能够提前发现轴承受力失衡，及时维护，有益于提升其使用寿命，对大型的机电设备运行具有重要意义。目前出现过几种轴承受力测试装置，包括适用于独立测量径向力的结构，同时测量径向力和摩擦力矩的结构，以及可测量径向力和转矩的结构。对轴承的轴径向力的测量技术主要为两种，一种是通过三维力传感器进行测量，但三维力传感器需要复杂的解耦技术，需要十分专业的技术人员去做，因此价格高昂；第二种则是通过多个一维传感器进行组合来测量轴承的轴径向力，但目前已有技术使用传感器数量较多、结构较为复杂。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种轴承用轴-径向力测试装置，能够精确测量轴承轴-径向受力，具有结构简单，装配容易，低成本优势。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种轴承用轴-径向力测试装置，包括上端盖、外壳、轴承座、三个轴销式传感器和一个压力传感器，所述的上端盖固定在外壳的上端面处，所述的轴承座和压力传感器设置在由所述的上端盖和外壳围成的空腔内，所述的轴承座内被测轴承，所述的轴承座放置在压力传感器上，所述的压力传感器放置在外壳底部，在轴承座的外表面开设三个半圆槽，三个所述半圆槽均为半圆开口槽，三个所述半圆槽等大设置，三个半圆槽的中心轴均设置在轴承座的外圆上，三个半圆槽之间互成120°排布，在上端盖上与三个半圆槽相对应位置处开设有上容纳孔，在外壳底部与三个半圆槽相对应位置处开设有下容纳孔，每个销轴式传感器依次穿过同一轴线处的上容纳孔、半圆槽和下容纳孔设置，在所述的上端盖的中部设有第一通孔，在外壳的底部中部开设有第二通孔，所述被测轴承由加载轴加载，所述加载轴依次穿过上端盖的中部的第一通孔、被测轴承的轴承孔、轴承座的中心孔、压力传感器的中心孔和外壳的底部中部的第二通孔定位在上端盖上。

进一步的，所述加载轴通过耐压壳定位在上端盖上，所述的耐压壳与上端盖之间通过螺栓连接。

进一步的，所述压力传感器的中心孔处设有凸起圆环，所述凸起圆环设置在压力传感器的上表面。

进一步的，所述凸起圆环外径与轴承座底部的内圆直径相对应，所述轴承座底部厚度与凸起圆环高度相等。

进一步的，所述上端盖为环形结构，在所述上端盖边缘均匀设有多个第一螺纹孔，在所述外壳上均匀设有多个与第一螺纹孔对应的第二螺纹孔，通过螺栓、第一螺纹孔和第二螺纹孔实现上端盖和外壳的固定连接。

进一步的，所述外壳为圆柱状壳体，在圆柱状外壳底部边缘延伸出四个安装角，且在每个安装角上开设一个用于与平台螺纹连接的安装孔。

进一步的，四个所述安装角围成方形结构，每个安装角均倒圆角处理。

进一步的，外壳底部中心的所述第二通孔为阶梯孔，且外壳底部的下容纳孔与阶梯孔不连通。

进一步的，所述阶梯孔的上部孔的直径大于下部孔的直径以形成用于放置压力传感器的台阶。

进一步的，三个轴销式传感器规格相同，所有半圆槽的直径均与轴销式传感器中部外径尺寸相同，上端盖上的所有上容纳孔与轴销式传感器上部外径尺寸相同，外壳上的所有下容纳孔与轴销式传感器下部外径尺寸相同。

相对于现有技术，本发明所述的一种轴承用轴-径向力测试装置具有以下优势：

本发明所述的一种轴承用轴-径向力测试装置，是一种可用于精确测量轴承轴-径向受力的传感装置，具有结构简单，装配容易，低成本优势；本发明中各结构精确尺寸的配合设置使装置各部件更加契合，运行时不松动，测力更加精准。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种轴承用轴-径向力测试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的一种轴承用轴-径向力测试装置中轴承座的俯视图；

图3为本发明实施例所述的一种轴承用轴-径向力测试装置中外壳的俯视图；

图4为图3的a-a向剖视图；

图5为本发明实施例所述的一种轴承用轴-径向力测试装置中上端盖的俯视图；

图6为利用本测试装置测试轴承径向力的测试原理示意图。

附图标记说明：

1-上端盖，2-外壳，3-第一通孔，4-轴销式传感器，5-压力传感器，6-轴承座，7-被测轴承，8-第一螺纹孔，9-安装孔，10-第二通孔，11-半圆槽，12-上容纳孔，13-下容纳孔，14-第二螺纹孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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发明。

如图1-图5所示，一种轴承用轴-径向力测试装置，包括上端盖1、外壳2、轴承座6、三个轴销式传感器4和一个压力传感器5，所述的上端盖1固定在外壳2的上端面处，所述的轴承座6和压力传感器5设置在由所述的上端盖1和外壳2围成的空腔内，所述的轴承座6内设有被测轴承7，所述的轴承座6放置在压力传感器5上，所述的压力传感器5放置在外壳2底部，在轴承座6的外表面开设三个半圆槽11，三个所述半圆槽11均为半圆开口槽，三个所述半圆槽11等大设置，三个半圆槽11的中心轴均设置在轴承座6的外圆上，三个半圆槽11的中心轴均与轴承座6的中心轴平行设置，三个半圆槽11之间互成120°排布，在上端盖1上与三个半圆槽11相对应位置处开设有上容纳孔12，在外壳2底部与三个半圆槽11相对应位置处开设有下容纳孔13，每个销轴式传感器4依次穿过同一轴线处的上容纳孔12、半圆槽11和下容纳孔13设置，在所述的上端盖1的中部设有第一通孔3，在外壳2的底部中部开设有第二通孔10，所述被测轴承7由加载轴(未示出)加载，所述加载轴依次穿过上端盖1的中部的第一通孔3、被测轴承7的轴承孔、轴承座6的中心孔、压力传感器5的中心孔和外壳2的底部中部的第二通孔10定位在上端盖1上。

加载轴通过耐压壳定位在上端盖1上，所述的耐压壳与上端盖1之间通过螺栓连接。

在所述压力传感器5的中心孔处设有凸起圆环，所述凸起圆环设置在压力传感器5的上表面。

凸起圆环外径与轴承座6底部的内圆直径相对应，所述轴承座6底部厚度与凸起圆环高度相等；外壳2底部中部的所述第二通孔10为阶梯孔，且外壳2底部的下容纳孔13与阶梯孔不连通，阶梯孔的上部孔的直径大于下部孔的直径以形成用于放置压力传感器5的台阶；三个轴销式传感器4均为轴销式承重传感器，且规格相同，所有半圆槽11的直径与轴销式传感器4中部外径尺寸相同，上端盖1上的所有上容纳孔12与轴销式传感器4上部外径尺寸相同，外壳2上的所有下容纳孔13与轴销式传感器4下部外径尺寸相同。各精确尺寸只是为了使装置各部件更加契合，运行时不松动，测力更加精准。

上端盖1为环形结构，在所述上端盖1边缘均匀设有多个第一螺纹孔8，在所述外壳2上均匀设有多个与第一螺纹孔8对应的第二螺纹孔14，通过螺栓、第一螺纹孔8和第二螺纹孔14实现上端盖1和外壳2的固定连接。

外壳2为圆柱状壳体，在圆柱状壳体底部边缘延伸出四个安装角，且在每个安装角上开设一个用于与平台螺纹连接的安装孔9。四个所述安装角围成方形结构，每个安装角均倒圆角处理。

本测试装置的原理为：测试时，利用加载轴加载被测轴承7，被测轴承7所受到的径向力传递至轴承座6，由于轴承座6上均布三个轴销式称重传感器，因此三个轴销式称重传感器测得轴承所承受的径向力。

轴向力的测试：在轴承工作前压力传感器5测得轴向力为各部件的重量，工作时，压力传感器5所测轴向力会发生变化，轴承工作所产生的实际轴向力就是工作前测得的轴向力减去工作后测得的轴向力的差值。

径向力的测试：是通过在轴承座6上沿圆周方向均布安装的三个轴销式称重传感器测得的轴承所承受的径向力，经过运算得到轴承在水平x、y方向的受力。试验时，测试三个轴销式称重传感器的初始压力值，进行定标或调零；然后加载轴对被测轴承7加载工作，分别记录三个轴销式称重传感器的变化压力值fa、fb、fc，其方向分别为圆心与各传感器中心的连线方向，如图6所示，分析可得轴承所受x、y方向的作用力与fa、fb、fc的关系为：

通过以上测量，得到被测轴承7的在空间的三个方向的力，为后续对轴承所受力进行精确明了的表示，如制作一受力显示装置打下基础。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。