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专利名称：成对轴承预紧力测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴承预紧力测试装置。
背景技术：
步入新世纪以来，我国装备制造业呈现出持续、快速、全面的增长势头。随着装备制造业的发展，对精密运动机构的要求也越来越高，精确施加轴承预紧力是精密机构设计的关键技术之一。通过对轴承施加预紧力，可以提高机构的旋转精度，减小振动和噪声，在高速轻载球轴承中可以防止钢球发生公转打滑，减小钢球自旋滑动，从而减小摩擦和发热， 最终使机构达到长寿命的要求。
公开日为2008年7月16日、公开号为CN 100570300C的发明专利提出了一种间
接测量成对轴承预紧力的测量方法及测量仪，但所述测量仪需要气源，对环境要求较高；所述测量仪在轴承外环处没有设置锁紧，即没有考虑轴承端面面形精度，导致轴承预紧力测试精度低。

发明内容
本发明为解决现有的测量仪需要气源，对环境要求较高以及轴承预紧力测试精度低的问题，进而提供一种成对轴承预紧力测试装置。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是本发明的成对轴承预紧力测试装置包括驱动装置、弹簧加载装置、导向装置、被测轴承固定加载装置、力传感器、位移传感器、位移传感器支架、支撑架和机座；所述驱动装置包括电机、电机支架和联轴器；所述弹簧加载装置包括外壳、压紧螺母、螺杆、支撑轴承、弹簧和弹簧座；所述导向装置包括力传感器支架、两根导轨和两个直线轴承；所述被测轴承固定加载装置包括加载定位件、加载圆盘、锁紧螺母、外环座、外环隔圈、内环隔圈和内环定位轴；所述两根导轨相对竖直固装在机座的上端面上，每根导轨上套装有一个直线轴承，所述力传感器支架的两端各通过一个直线轴承与导轨滑动连接，所述力传感器固装在力传感器支架的下端面上，所述位移传感器通过位移传感器支架安装在机座的上端面上；所述被测轴承固定加载装置固装在机座的上端面上且位于两根导轨之间，所述内环定位轴通过定位座固装在机座的上端面上，所述外环座套装在内环定位轴上，所述外环座与内环定位轴之间形成环形空腔，所述外环隔圈和内环隔圈均位于环形空腔内，所述内环隔圈套装在内环定位轴上，所述内环隔圈位于外环隔圈内，所述外环隔圈和内环隔圈用于将两个被测轴承隔开，所述锁紧螺母与外环座螺纹连接，所述锁紧螺母用于锁紧被测轴承的外环，所述加载圆盘位于内环定位轴的正上方，所述加载圆盘用于对被测轴承内环加载，所述加载定位件固装在加载圆盘的上端面上，所述加载定位件的上端面上加工有定位槽；所述支撑架的两端分别与两根导轨的上端固接，所述电机通过电机支架固装在支撑架的上端面上，电机的输出轴通过联轴器与螺杆的上端固接，所述弹簧座固装在力传感器支架的上端面上，所述外壳固装在弹簧座的上端，所述螺杆位于外壳内，所述压紧螺母与螺杆螺纹连接，所述弹簧套装在螺杆上且位于压紧螺母与弹簧座之间，所述压紧螺母上沿压紧螺母的厚度方向上加工有凹槽，所述外壳的内壁上部沿竖直方向设有凸台，所述凸台位于凹槽内。本发明的有益效果是本发明的成对轴承预紧力测试装置采用被测轴承固定加载装置，通过轴向刚度的变化来检测成对轴承的预紧力，与现有的成对轴承预紧力测试装置通过轴承凸出量和轴承内外隔圈的长度差来确定轴承预紧力的间接方法相比，由于考虑了轴承端面面形精度，大大提高了轴承预紧力测试精度；本发明的成对轴承预紧力测试装置采用弹簧加载，并通过力传感器检测加载载荷，与现有的成对轴承预紧力测试方法需要采用气源相比，操作更加简单、对环境要求更低；与现有的成对轴承预紧力测试方法采用砝码加载相比，操作更加稳定，对操作者的要求更低、劳动强度更低。


图1是本发明的成对轴承预紧力测试装置的主视剖视图，图2是图1的I部放大图，图3是本发明的成对轴承预紧力测试装置的立体图，图4是轴承加载载荷与位移关系变化曲线图，其中a为没有安装内环隔圈时轴承刚度加载-位移关系变化曲线，b为安装内环隔圈时轴承刚度加载-位移关系变化曲线，c为安装内环隔圈且轴承刚度较低时轴承刚度加载-位移关系变化曲线，d为有内环隔圈和没有内环隔圈时轴承刚度加载过程的加载-位移关系差值曲线。
具体实施例方式具体实施方式
一如图1 3所示，本实施方式的成对轴承预紧力测试装置包括驱动装置、弹簧加载装置、导向装置、被测轴承固定加载装置、力传感器23、位移传感器25、位移传感器支架26、支撑架10和机座38 ；所述驱动装置包括电机2、电机支架4和联轴器5 ； 所述弹簧加载装置包括外壳15、压紧螺母16、螺杆17、支撑轴承7、弹簧18和弹簧座21 ；所述导向装置包括力传感器支架M、两根导轨12和两个直线轴承14 ；所述被测轴承固定加载装置包括加载定位件27、加载圆盘四、锁紧螺母30、外环座31、外环隔圈33、内环隔圈34和内环定位轴35 ；所述两根导轨12相对竖直固装在机座38的上端面上，每根导轨12上套装有一个直线轴承14，所述力传感器支架M的两端各通过一个直线轴承14与导轨12滑动连接，所述力传感器23固装在力传感器支架M的下端面上，所述位移传感器25通过位移传感器支架26安装在机座38的上端面上；所述被测轴承固定加载装置固装在机座38的上端面上且位于两根导轨12之间， 所述内环定位轴35通过定位座37固装在机座38的上端面上，所述外环座31套装在内环定位轴35上，所述外环座31与内环定位轴35之间形成环形空腔39，所述外环隔圈33和内环隔圈34均位于环形空腔39内，所述内环隔圈34套装在内环定位轴35上，所述内环隔圈34位于外环隔圈33内，所述外环隔圈33和内环隔圈34用于将两个被测轴承隔开，所述锁紧螺母30与外环座31螺纹连接，所述锁紧螺母30用于锁紧被测轴承的外环，所述加载圆盘四位于内环定位轴35的正上方，所述加载圆盘四用于对被测轴承内环加载，所述加载定位件27固装在加载圆盘四的上端面上，所述加载定位件27的上端面上加工有定位槽 27-1 ；所述支撑架10的两端分别与两根导轨12的上端固接，所述电机2通过电机支架 4固装在支撑架10的上端面上，电机2的输出轴通过联轴器5与螺杆17的上端固接，所述弹簧座21固装在力传感器支架M的上端面上，所述外壳15固装在弹簧座21的上端，所述螺杆17位于外壳15内，所述压紧螺母16与螺杆17螺纹连接，所述弹簧18套装在螺杆17 上且位于压紧螺母16与弹簧座21之间，所述压紧螺母16上沿压紧螺母16的厚度方向上加工有凹槽16-1，所述外壳15的内壁上部沿竖直方向设有凸台15-1，所述凸台15-1位于凹槽16-1内。两个被测轴承套装在内环定位轴35上且位于环形空腔39内，外环隔圈33和内环隔圈34位于两个被测轴承之间。所述电机2通过多个第一螺栓3固装在电机支架4的上端面上，所述电机支架4通过多个第二螺栓8固装在支撑板的上端面上，所述电机支架4的底部安装有两个轴承7，螺杆17通过两个轴承7支撑，所述两个轴承7通过第一螺母6和第二螺母9进行定位锁紧， 所述支撑架10的通过两个第三螺母11与两根导轨12的上端固接，所述外壳15通过多个第三螺栓13固装在弹簧座21的上端固接，所述档片19通过第四螺栓20固装在螺杆17的下端，所述弹簧座21和力传感器23通过第五螺栓22固装在力传感器支架M上，所述加载定位件27通过多个第六螺栓28固装在加载圆盘四的上端面上，所述内环定位轴35通过多个第七螺栓40固装在定位座37的上端面上，所述定位座37通过多个第八螺栓36固装在机座38的上端面上，每根导轨12的下端通过一个第四螺母11固装在机座38上。本发明的预紧力测试装置采用通用的安装接口，可以实现对多种轴承的预紧力测量。
具体实施方式
二 如图1所示，本实施方式所述定位槽27-1为V形定位槽。如此设计，V形定位槽可以使加载定位件27与力传感器23加载端的球面定位准确，确保了加载时加载力不产生偏心力矩，减小测量的误差。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三如图3所示，本实施方式所述机座38由底板38-1和四个立柱 38-2构成，所述四个立柱38-2固装在底板38-1的四角上。如此设计，机座稳固性好。其它组成及连接关系与具体实施方式
一或二相同。具体是实施方式四如图1所示，本实施方式所述电机2为双输出轴电机。如此设计，可以方便的安装手轮1。其它组成及连接关系与具体实施方式
三相同。具体是实施方式五如图1和图3所示，本实施方式所述预紧力测试装置还包括手轮1，所述手轮1安装在电机2的另一输出轴上。如此设计，螺杆17即可以通过电机2驱动，也可以通过手轮1手动驱动，采用自动加载采集数据与人工加载采集数据两种方式，提高了操作的灵活性。其它组成及连接关系与具体实施方式
四相同。工作原理力的加载过程驱动电机2旋转，电机2旋转带动螺杆17转动，螺杆17转动带动螺母16向下运动，在力传感器23未接触加载定位件27时，弹簧加载组件与力传感器支架 M、力传感器23 —同随螺母16向下移动；当力传感器23接触到加载定位件27时，螺母16 开始压缩弹簧18，载荷通过弹簧18、力传感器支架24、力传感器23传递到加载定位件27上，通过加载圆盘四作用到被测轴承32内环上，从而实现对成对轴承的加载。对于不同刚度轴承的成对轴承的预紧力处理方法(如图4所示)对于轴承刚度较低的情况(或弹性预载的情况)轴承组件的预紧力通过具体实施方式
一中测得加载过程曲线c中的拐点B对应的预紧力值Ftl来确定成对轴承的预紧力；对于轴承刚度较高的情况(或相对于测试设备或测试工装刚度较高)轴承组件的预紧力通有内环隔圈34和没内环隔圈34测的刚度曲线的差值来判断，即通过加载过程差值曲线d中的拐点C对应的预紧力值Ftl来确定成对轴承的预紧力。
权利要求
1.一种成对轴承预紧力测试装置，其特征在于所述预紧力测试装置包括驱动装置、 弹簧加载装置、导向装置、被测轴承固定加载装置、力传感器(23)、位移传感器(25)、位移传感器支架06)、支撑架(10)和机座(38)；所述驱动装置包括电机( 、电机支架(4)和联轴器(5)；所述弹簧加载装置包括外壳(15)、压紧螺母(16)、螺杆(17)、支撑轴承(7)、弹簧 (18)和弹簧座；所述导向装置包括力传感器支架(M)、两根导轨(1 和两个直线轴承(14)；所述被测轴承固定加载装置包括加载定位件(XT)、加载圆盘09)、锁紧螺母(30)、 外环座(31)、外环隔圈(33)、内环隔圈(34)和内环定位轴(35)；所述两根导轨(12)相对竖直固装在机座(38)的上端面上，每根导轨(1 上套装有一个直线轴承(14)，所述力传感器支架04)的两端各通过一个直线轴承(14)与导轨(1 滑动连接，所述力传感器03)固装在力传感器支架04)的下端面上，所述位移传感器0 通过位移传感器支架06)安装在机座(38)的上端面上；所述被测轴承固定加载装置固装在机座(38)的上端面上且位于两根导轨(1 之间， 所述内环定位轴(3 通过定位座(37)固装在机座(38)的上端面上，所述外环座(31)套装在内环定位轴(3 上，所述外环座(31)与内环定位轴(3 之间形成环形空腔(39)，所述外环隔圈(33)和内环隔圈(34)均位于环形空腔(39)内，所述内环隔圈(34)套装在内环定位轴(35)上，所述内环隔圈(34)位于外环隔圈(33)内，所述外环隔圈(33)和内环隔圈(34)用于将两个被测轴承隔开，所述锁紧螺母(30)与外环座(31)螺纹连接，所述锁紧螺母(30)用于锁紧被测轴承的外环，所述加载圆盘09)位于内环定位轴(35)的正上方， 所述加载圆盘09)用于对被测轴承内环加载，所述加载定位件(XT)固装在加载圆盘09) 的上端面上，所述加载定位件(XT)的上端面上加工有定位槽07-1)；所述支撑架(10)的两端分别与两根导轨(1 的上端固接，所述电机( 通过电机支架固装在支撑架(10)的上端面上，电机O)的输出轴通过联轴器(5)与螺杆(17)的上端固接，所述弹簧座固装在力传感器支架04)的上端面上，所述外壳(1 固装在弹簧座的上端，所述螺杆(17)位于外壳(1 内，所述压紧螺母(16)与螺杆(17)螺纹连接，所述弹簧(18)套装在螺杆(17)上且位于压紧螺母(16)与弹簧座之间，所述压紧螺母(16)上沿压紧螺母(16)的厚度方向上加工有凹槽(16-1)，所述外壳(1 的内壁上部沿竖直方向设有凸台(15-1)，所述凸台(15-1)位于凹槽(16-1)内。
2.根据权利要求1所述的成对轴承预紧力测试装置，其特征在于所述定位槽07-1) 为V形定位槽。
3.根据权利要求1或2所述的成对轴承预紧力测试装置，其特征在于所述机座(38) 由底板(38-1)和四个立柱(38- 构成，所述四个立柱(38- 固装在底板(38-1)的四角上。
4.根据权利要求3所述的成对轴承预紧力测试装置，其特征在于所述电机( 为双输出轴电机。
5 根据权利要求4所述的成对轴承预紧力测试装置，其特征在于所述预紧力测试装置还包括手轮(1)，所述手轮(1)安装在电机的另一输出轴上。
全文摘要
成对轴承预紧力测试装置，它涉及一种轴承预紧力测试装置。本发明为解决现有的测量仪需要气源，对环境要求较高以及轴承预紧力测试精度低的问题。每根导轨上套装有一个直线轴承，所述力传感器支架的两端各通过一个直线轴承与导轨滑动连接，力传感器固装在力传感器支架的下端面上，位移传感器通过位移传感器支架安装在机座的上端面上；支撑架的两端分别与两根导轨的上端固接，电机通过电机支架固装在支撑架的上端面上，的输出轴通过联轴器与螺杆的上端固接，弹簧座固装在力传感器支架的上端面上，外壳固装在弹簧座的上端，螺杆位于外壳内，压紧螺母与螺杆螺纹连接，弹簧套装在螺杆上且位于压紧螺母与弹簧座之间。本发明用于测试成对轴承预紧力。
文档编号G01L5/00GK102435367SQ201110280590
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者刘宇, 刘宏, 史士财, 孙敬颋, 朱映远, 李 荣 申请人:哈尔滨工业大学