一种滚动球轴承综合性能试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]发明涉及一种试验装置，具体涉及一种滚动轴承试验装置，属于滚动轴承测试技术领域。
【背景技术】
[0002]有效的获取轴承在运行过程中的动态技术参数是轴承测试领域和摩擦学研究领域的重要研究内容，通过设计台架试验监测轴承的动态运行过程，是评估轴承及其润滑状态的主要研究手段和方法。
[0003]现有的滚动球轴承测试装置，大多仅能提供摩擦力矩信号测试或振动信号测试的单一参数测试，不能全面反映轴承运行过程中性能的动态变化过程。
[0004]现有的滚动球轴承测试装置采用复杂的传动系统，轴系中通常采用数组支撑轴承，增加了系统的不稳定性。同时，对于振动信号采集而言，支撑轴承的振动信号也通过轴的转动而传至加速度传感器，并与试验轴承混同在同一张谱图中，对后续的信号处理造成极大的干扰。
[0005]现有的滚动球轴承测试装置往往采用较为复杂的加载机构对试验轴承施加轴向加载力，如液压加载机构、杠杆加载等，使得整个试验装置的结构复杂，加工和组装难度增加。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供一种结构简单、加工组装方便、干扰小的滚动球轴承综合性能试验装置，该试验装置能同时获取滚动球轴承在运行过程中摩擦力矩信号、振动信号以及温度信号三种运行参数的动态变化过程。
[0007]所述的滚动球轴承综合性能试验装置包括:支座、电机、传动轴、扭矩传感器、测温传感器、加速度传感器、轴向载荷加载装置和试验轴承对。
[0008]所述试验轴承对由两个滚动球轴承组成。
[0009]所述支座的一端固定电机，另一端固定用于支撑试验轴承对的轴承座;所述电机的输出轴通过第一联轴器与设置有扭矩传感器的连接轴相连，该连接轴的另一端通过第二联轴器与所述传动轴相连;所述扭矩传感器用于获取试验轴承对运行过程中由于摩擦力而产生的扭矩；
[0010]所述传动轴上安装轴向载荷加载装置和试验轴承对;所述轴向载荷加载装置包括:锁定隔圈、加载锁定螺钉和加载隔圈；所述传动轴上从其与第二联轴器的连接端起，依次同轴套装锁定隔圈、加载隔圈和试验轴承对，所述锁定隔圈通过加载锁定螺钉锁定在传动轴上，所述电机通过传动轴带动测试轴承对的内圈转动;在所述加载隔圈外同轴套装有用于防止试验轴承对轴向移动的挡肩；
[0011]在所述试验轴承对的上方设置温度传感器，所述温度传感器通过通孔的方式与测试轴承对中一个轴承的外圈接触，用于获取由于摩擦作用而产生的热效应信号；
[0012]在所述试验轴承对的上方设置加速度传感器，用于测试其在运行过程中垂直方向的振动信号。
[0013]在所述传动轴上安装两个轴向载荷加载装置和两个试验轴承对，所述两个试验轴承对相对设置，之间通过隔圈隔开。
[0014]有益效果:
[0015](I)本发明的滚动轴承综合性能测试装置巧妙地在不同结构单元设置了扭矩传感器、加速度传感器以及温度传感器，由此可同时获取试验轴承在运行过程中的摩擦力矩、振动以及温度数据，通过对三种参数的分析，可从不同角度研究试验轴承在运行中性能的变化情况。
[0016](2)本发明滚动轴承综合性能测试装置的轴系中没有额外的支撑轴承，仅为试验轴承对，即支撑轴承和试验轴承合二为一，从根本上避免了额外的支撑轴承对测试系统带来的干扰。
[0017](3)本发明滚动轴承综合性能测试装置中的试验轴承对采用万能配对的方式实现轴向加载，与传统轴承测试装置所采用的加载方式(如液压、杠杆等)相比，本发明中的加载方式不涉及复杂的加载机构，在试验前即可通过万能配对的方式确定轴向载荷，使得装置结构更为简单、简化了组装和试验过程。
[0018](4)本发明的滚动轴承综合性能测试装置既可用于短期轴承测试试验，还可用于长期轴承测试试验(如寿命考核试验)；可用于研究不同转速、轴向载荷下轴承的运行性能。
[0019](5)采用本发明的滚动轴承综合性能测试装置，一次试验可对两对轴承进行测试，有效的提尚了试验效率。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的滚动轴承综合性能测试装置主视图；
[0021 ]图2为轴向载荷加载装置与测试轴承对的安装示意图；
[0022]图3为本发明的滚动轴承综合性能测试装置结构三维图。
[0023]其中:1-竖直支座，2-电机，3-第一联轴器，4-扭矩传感器、5-第二联轴器、6-第一锁定隔圈、7-第一加载锁定螺钉、8-第一橡皮圈、9-第一加载隔圈、10-第一挡肩、11-第一温度传感器、12-加速度传感器、13-滚动球轴承A、14-滚动球轴承B、15-第二温度传感器、16-第二挡肩、17-传动轴、18-第二锁定隔圈、19-第二加载锁定螺钉、20-第二橡皮圈、21-第二加载隔圈、22-滚动球轴承C、23-滚动球轴承D、24-轴承座、25-隔圈、26-水平支座
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0025]本实施例提供一种滚动球轴承综合性能试验装置，同时获取滚动球轴承在运行过程中摩擦力矩信号、振动信号以及温度信号三种运行参数的动态变化过程，且加工组装方便、干扰小。
[0026]该试验装置的具体结构如图1、图2和图3所示，包括:电机支座、电机2、扭矩传感器
4、两个测温传感器、加速度传感器12、轴向载荷加载装置和试验轴承。所述试验轴承为两对滚动球轴承，即通过该试验装置同时对两对滚动球轴承进行测试。
[0027]所述电机支座包括水平支座26和固接在水平支座26端部的竖直支座I，所述电机2固定在竖直支座I上，电机2的动力输出轴通过第一联轴器3与设置有扭矩传感器4的连接轴相连，该连接轴的另一端通过第二联轴器5与轴向载荷加载装置以及试验轴承相连。所述扭矩传感器4设置在测试轴承对的动力输入端，用于获取其在运行过程中由于摩擦力而产生的扭矩，即摩擦力矩。
[0028]所述轴向载荷加载装置包括:传动轴17、第一锁定隔圈6、第二锁定隔圈18、第一加载锁定螺钉7、第二加载锁定螺钉19、第一加载隔圈9和第二加载隔圈21。所述传动轴17与所述第二联轴器5相连，传动轴17上从与第二联轴器5的连接端起，依次同轴套装有第一锁定隔圈6、第一橡皮圈8、第一加载隔圈9、第一试验轴承对(由滚动球轴承A13和滚动球轴承B14组成)、隔圈25、第二试验轴承对(由滚动球轴承C22和滚动球轴承D23组成)、第二加载隔圈21、第二橡皮圈20和第二加载锁定螺钉19。在所述第一加载隔圈9外同轴套装有用于防止第一试验轴承对轴向移动的第一挡肩10，在所述第二加载隔圈21外同轴套装有用于防止第二试验轴承对轴向移动的第二挡肩16。用于支撑两个所述试验轴承对的轴承座固定在所述水平支座26上。
[0029]所述第一锁定隔圈6通过第一加载锁定螺钉7锁定在传动轴17上，然后通过第一加载隔圈9对第一试验轴承对施加轴向载荷;第二锁定隔圈18通过第二加载锁定螺钉19锁定在传动轴17上，然后通过第二加载隔圈21对第二试验轴承对施加轴向载荷。两个试验轴承对的轴向载荷大小通过万能配对的方式确定。该测试装置中不存在额外的支撑轴承，两个测试轴承对既是支撑轴承，同时又是测试轴承。
[0030]在每个测试轴承对的正上方设置一个温度传感器(如图2所示位于第一测试轴承对正上方的第一温度传感器11，位于第二测试轴承对正上方的第二温度传感器15)。所述温度传感器通过通孔的方式与测试轴承对中的一个轴承的外圈接触，用于获取由于摩擦作用而产生的热效应信号。
[0031]在两个所述轴承测试对的正上方设置加速度传感器12，用于测试其在运行过程中垂直方向的振动信号。
[0032]该装置的工作原理为:电机2以一定转速连续转动，并驱动传动轴17作同样的运动，试验轴承对安装于轴承座24中，由传动轴17带动测试轴承对的内圈转动。扭矩传感器设置在电机的输出端，用于采集轴承在转动过程中由于摩擦作用而产生的力矩信号(摩擦力矩)；加速度传感器设置在轴承座垂直方向，用于采集轴承在运转过程中产生的垂直方向的振动信号;测温传感器设置在测试轴承上方，并通过通孔与试验轴承外套圈接触，用于采集测试轴承在运转过程中由于摩擦生热而产生的温度效应信号。系统在运转过程中采集的摩擦力矩信号、振动信号以及温度信号由采集系统输送至采集软件，实现三种运行数据的在线监测与采集。
[0033]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。
【主权项】
1.一种滚动球轴承综合性能试验装置，其特征在于，包括:支座、电机、传动轴、扭矩传感器、测温传感器、加速度传感器、轴向载荷加载装置和试验轴承对； 所述试验轴承对由两个滚动球轴承组成； 所述支座的一端固定电机，另一端固定用于支撑试验轴承对的轴承座;所述电机的输出轴通过第一联轴器与设置有扭矩传感器的连接轴相连，该连接轴的另一端通过第二联轴器与所述传动轴相连;所述扭矩传感器用于获取试验轴承对运行过程中由于摩擦力而产生的扭矩； 所述传动轴上安装轴向载荷加载装置和试验轴承对;所述轴向载荷加载装置包括:锁定隔圈、加载锁定螺钉和加载隔圈;所述传动轴上从其与第二联轴器的连接端起，依次同轴套装锁定隔圈、加载隔圈和试验轴承对，所述锁定隔圈通过加载锁定螺钉锁定在传动轴上，所述电机通过传动轴带动测试轴承对的内圈转动;在所述加载隔圈外同轴套装有用于防止试验轴承对轴向移动的挡肩； 在所述试验轴承对的上方设置温度传感器，所述温度传感器通过通孔的方式与测试轴承对中一个轴承的外圈接触，用于获取由于摩擦作用而产生的热效应信号； 在所述试验轴承对的上方设置加速度传感器，用于测试其在运行过程中垂直方向的振动信号。2.根据权利要求1所述的滚动球轴承综合性能试验装置，其特征在于:在所述传动轴上安装两个轴向载荷加载装置和两个试验轴承对，所述两个试验轴承对相对设置，之间通过隔圈隔开。
【专利摘要】本发明公开一种滚动球轴承综合性能试验装置，包括：电机支座、电机、轴、扭矩传感器、两个测温传感器、加速度传感器、轴向载荷加载装置和试验轴承对。电机以一定转速连续转动，并驱动轴作同样的运动，测试轴承安装于轴承座中，由轴带动内圈转动。扭矩传感器采集试验轴承在转动过程中由于摩擦作用而产生的力矩信号；加速度传感器用于采集轴承在运转过程中产生的垂直方向的振动信号；测温传感器用于采集测试轴承在运转过程中由于摩擦生热而产生的温度效应信号。本发明集摩擦力矩、振动及温度采集于一体，实现了三种轴承运转性能在线监测和采集，且具有结构设计简单、体积小、加工组装方便、一体化程度高等优点。
【IPC分类】G01M13/04
【公开号】CN105651514
【申请号】
【发明人】张凯锋, 周晖, 赵云平, 霍丽霞, 郑玉刚, 王叙博
【申请人】兰州空间技术物理研究所
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月14日