专利名称：轴承载荷测试结构及测试方法
技术领域：
本发明涉及一种测试轴承的载荷的结构与方法，特别涉及一种在位测试轴承的载荷的结构与方法。
背景技术：
轴承是一种应用极为广泛的机械零件，其使用寿命直接影响使用它的机械寿命，因此，了解轴承在机械实况工作过程中的载荷状况，对于准确估计轴承的使用寿命，或者对轴承结构进行合理化设计，都有非常大的积极作用。如图I、图2所示,是现有轴承载荷测试结构的正视图与侧面剖视图,所述轴承包括内环11、外环12以及多个滚子13，可知，由于轴承的外环12呈环状，受力极为均匀，在环 面上贴应变片14，加载载荷F后，测量出的电阻变化值过�。岬贾伦钪盏牟馐越峁⒉豢煽�。因此，目前来说，轴承的载荷测试，仍然只能在轴承载荷测试试验台上进行，对于在工作现场的实况测试而言，仍然还没有找到好的办法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种轴承载荷测试结构及测试方法，解决现有测试结构及方法仅适用于试验台测试的不足。为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括一种轴承载荷测试结构，所述轴承包括内环、测试外环以及多个滚子，所述测试外环固定，所述内环上加有载荷，其特征在于所述测试外环的外侧表面向内设有凹槽，所述凹槽的底面上贴有应变片，所述应变片连接至信号采集装置。所述的轴承载荷测试结构，其中所述测试外环的外侧表面沿周向间隔设有数个所述凹槽，各凹槽底面均贴有所述应变片。所述的轴承载荷测试结构，其中所述测试外环的整个外侧表面均向内凹陷，以使所述凹槽呈环凹形。所述的轴承载荷测试结构，其中所述凹槽具有两个侧壁与所述底面，所述应变片贴在所述凹槽的底面上与所述两个侧壁距离相等的位置。所述的轴承载荷测试结构，其中所述凹槽具有两个侧壁与所述底面，所述应变片贴在所述凹槽的底面上与侧壁相接的位置。所述的轴承载荷测试结构，其中所述凹槽具有两个侧壁与所述底面，至少其中一个所述侧壁上设有通孔，所述应变片的连接线穿过所述通孔后连接至所述信号采集装置。所述的轴承载荷测试结构，其中所述内环上的载荷的方向是朝向所述应变片的粘贴位置。为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括一种轴承载荷测试方法，其特征在于，包括如下步骤(I)准备轴承，所述轴承包括内环、外环以及多个滚子；
(2)制作测试外环，所述测试外环的外侧表面向内设有凹槽；(3)在所述凹槽的底面上贴应变片，将所述应变片的连接线连接至信号采集装置；(4)用所述测试外环替换所述轴承的外环，得到测试用轴承；(5)将所述测试用轴承放置到轴承载荷测试试验台上，然后进行标定；(6)将所述测试用轴承安装到工作现�。惺悼霾馐裕�(7)依据标定结果，对实况测试结果进行还原，得到轴承在工作现场所承受的载荷值。
所述的轴承载荷测试方法，其中所述凹槽具有两个侧壁与所述底面，所述应变片贴在所述凹槽的底面上与所述两个侧壁距离相等的位置。所述的轴承载荷测试方法，其中所述凹槽具有两个侧壁与所述底面，所述应变片贴在所述凹槽的底面上与侧壁相接的位置。与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是本发明提供的测试结构，通过使得凹槽底面形成一个应力集中的区域，应变片贴在所述凹槽底面位置，随着载荷的变化，能够出现明显的电阻值波动，从而准确地测量出轴承所承受的载荷值。同时，由于该轴承载荷测试结构与一般轴承的外形基本相同，本发明提供的测试方法适合安装在工作现场进行实况测试。
图I、图2分别是现有轴承载荷测试结构的正视图与侧面剖视图；图3、图4分别是本发明提供的轴承载荷测试结构的正视图与侧面剖视图；图5是本发明提供的轴承载荷测试结构在另一测试时刻的正视图。
具体实施例方式如图3、图4所示，本发明提供的轴承载荷测试结构，其包括内环21、测试外环22以及多个滚子23，所述测试外环22固定，所述内环21上则加有载荷F，而本发明与现有技术的主要区别在于所述测试外环22的外侧表面向内设有凹槽25，所述凹槽25具有两个侧壁251与底面252，在所述凹槽25的底面252上贴有应变片26，所述侧壁251上设有通孔253，所述应变片26的连接线穿过所述通孔253后连接至信号采集装置27。本实施例中，所述内环21上的载荷F的方向是朝向所述应变片26的粘贴位置，以使所述应变片26能够更好地响应所述载荷F。 如此结构，使得凹槽25底面252形成一个应力集中的区域，应变片26贴在所述凹槽25底面252位置，随着载荷F的变化，能够出现明显的电阻值波动，从而准确地测量出轴承所承受的载荷值。同时，由于该轴承载荷测试结构与一般轴承的外形基本相同，适合安装在工作现场进行实况测试。当然，以上所述仅仅是本发明的一个较佳实施例，在该实施例的基础上，还可以进行如下简单变换而不影响本发明的实质特点例如，所述测试外环22的外侧表面可沿周向间隔设有数个所述凹槽25，各凹槽25底面252均贴有所述应变片26。例如，所述测试外环22的整个外侧表面可全部向内凹陷，以使所述凹槽25呈环凹形。例如，所述应变片26也可以贴在所述凹槽25的底面252上与所述两个侧壁251
距离相等的位置。例如，所述应变片26还可以贴在所述凹槽25的底面252上与侧壁251相接的位置。同时，利用上述轴承载荷测试结构，可进行轴承在位测试(即现场测试)，其包括如 下步骤(I)准备轴承，所述轴承包括内环21、外环以及多个滚子23 ；(2)制作测试外环22，所述测试外环22的外侧表面向内设有凹槽25 ；(3)在所述凹槽25的底面252上贴应变片26，将所述应变片26的连接线连接至信号采集装置27 ；(4)用所述测试外环22替换所述轴承的外环，得到测试用轴承；(5)将所述测试用轴承放置到轴承载荷测试试验台上，然后进行标定；(6)将所述测试用轴承安装到工作现场，进行实况测试；(7)依据标定结果，对实况测试结果进行还原，得到轴承在工作现场所承受的载荷情况。需要注意的是，标定过程以及实况测试过程中，轴承的滚子23在不断旋转，即使载荷F完全相同，通过应变片26测量得到的电信号的大小也会随着滚子23的位置而变化。假设F不变，具体来说，在图3所示的情况下，通过应变片26测量到的电信号处于峰值，而在图5所示的情况下，通过应变片26测量到的电信号处于谷值，整个电信号数值随着时间的变化应当呈正弦波形。因此，在标定过程以及实况测试过程中，均需要将该正弦波状的噪声予以去除，方能得到真实的载荷测量值。所述噪声去除的方法较为简单，也是常规信号处理手段，在此就不予赘述了。以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种轴承载荷测试结构，所述轴承包括内环、测试外环以及多个滚子，所述测试外环固定，所述内环上加有载荷，其特征在于所述测试外环的外侧表面向内设有凹槽，所述凹槽的底面上贴有应变片，所述应变片连接至信号采集装置。
2.根据权利要求I所述的轴承载荷测试结构，其特征在于所述测试外环的外侧表面沿周向间隔设有数个所述凹槽，各凹槽底面均贴有所述应变片。
3.根据权利要求I所述的轴承载荷测试结构，其特征在于所述测试外环的整个外侧表面均向内凹陷，以使所述凹槽呈环凹形。
4.根据权利要求1、2或3所述的轴承载荷测试结构，其特征在于所述凹槽具有两个侧壁与所述底面，所述应变片贴在所述凹槽的底面上与所述两个侧壁距离相等的位置。
5.根据权利要求1、2或3所述的轴承载荷测试结构，其特征在于所述凹槽具有两个侧壁与所述底面，所述应变片贴在所述凹槽的底面上与侧壁相接的位置。
6.根据权利要求I所述的轴承载荷测试结构，其特征在于所述凹槽具有两个侧壁与所述底面，至少其中一个所述侧壁上设有通孔，所述应变片的连接线穿过所述通孔后连接至所述信号采集装置。
7.根据权利要求I所述的轴承载荷测试结构，其特征在于所述内环上的载荷的方向是朝向所述应变片的粘贴位置。
8.一种轴承载荷测试方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)准备轴承，所述轴承包括内环、外环以及多个滚子； (2)制作测试外环，所述测试外环的外侧表面向内设有凹槽； (3)在所述凹槽的底面上贴应变片，将所述应变片的连接线连接至信号采集装置； (4)用所述测试外环替换所述轴承的外环，得到测试用轴承； (5)将所述测试用轴承放置到轴承载荷测试试验台上，然后进行标定； (6)将所述测试用轴承安装到工作现�。惺悼霾馐裕� (7)依据标定结果，对实况测试结果进行还原，得到轴承在工作现场所承受的载荷值。
9.根据权利要求8所述的轴承载荷测试方法，其特征在于所述凹槽具有两个侧壁与所述底面，所述应变片贴在所述凹槽的底面上与所述两个侧壁距离相等的位置。
10.根据权利要求8所述的轴承载荷测试方法，其特征在于所述凹槽具有两个侧壁与所述底面，所述应变片贴在所述凹槽的底面上与侧壁相接的位置。
全文摘要
本发明提供一种轴承载荷测试结构及测试方法，所述测试结构中，所述轴承包括内环、测试外环以及多个滚子，所述测试外环固定，所述内环上加有载荷，所述测试外环的外侧表面向内设有凹槽，所述凹槽的底面上贴有应变片，所述应变片连接至信号采集装置。所述测试方法包括准备轴承、制作测试外环、在所述凹槽的底面上贴应变片、用所述测试外环替换所述轴承的外环，得到测试用轴承、标定、实况测试以及依据标定结果，对实况测试结果进行还原等步骤。本发明提供的测试结构及测试方法，通过使得凹槽底面形成一个应力集中的区域，应变片贴在所述凹槽底面位置，能够准确地测量出轴承所承受的载荷值，适合安装在工作现场进行实况测试。
文档编号G01L1/22GK102967396SQ20121044430
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者孙守光, 金新灿, 李强, 谢基龙, 刘德昆, 任尊松, 刘志明 申请人:北京交通大学
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