專利名稱：一種彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力檢測裝置。
背景技術(shù)：
軸承組件是許多裝備的關(guān)鍵部件，是確保裝備正常運轉(zhuǎn)的核心。如何保證軸承組件在大溫差等惡劣的工作環(huán)境中正常工作是許多科技工作者共同關(guān)心的問題。軸承組件的預(yù)緊方式主要有兩種，即定位預(yù)緊和定壓預(yù)緊，工作在大溫差環(huán)境且承載能力要求不是很高的情況下，為了確保軸承組件能夠安全可靠的工作，設(shè)計者多采用定壓預(yù)緊方式來實現(xiàn)， 也就是我們常說的彈性預(yù)緊方式，并且彈性元件的剛度要遠遠低于軸承的剛度。一般設(shè)計者認為設(shè)計中采用了彈性預(yù)載方式，就可以確保設(shè)備能夠安全可靠的運轉(zhuǎn)，往往會忽視設(shè)備實際的裝調(diào)結(jié)果。因此需要有一種檢測裝置能夠?qū)椥灶A(yù)緊軸承組件的實際預(yù)緊力進行檢測，進而對設(shè)備的性能進行評價。但是目前沒有對彈性預(yù)緊軸承組件進行預(yù)緊力檢測的
>J-U ρ α裝直。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決目前沒有對彈性預(yù)緊軸承組件進行預(yù)緊力檢測的裝置的問題，進而提供一種彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力檢測裝置。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明的彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力檢測裝置包括電機、聯(lián)軸器、絲杠外殼、絲杠、上支撐板、絲杠軸承、絲杠軸承座、加載平板、力傳感器、導(dǎo)向平板、球形加載頭、下支撐板、位移傳感器、兩個球軸承、兩個直線導(dǎo)軌、 四個直線軸承、兩個加載彈簧、兩個預(yù)緊彈簧和兩個加載彈簧導(dǎo)向軸，所述兩個直線導(dǎo)軌豎直固裝在下支撐板的上端面上，所述下支撐板上加工有第一通孔，所述位移傳感器位于下支撐板的第一通孔處，所述導(dǎo)向平板和加載平板均穿裝在兩個直線導(dǎo)軌上，所述加載平板位于導(dǎo)向平板的正上方，所述上支撐板固裝在兩個直線導(dǎo)軌的上端，所述絲杠外殼呈圓筒形狀，所述上支撐板上加工有第二通孔，所述絲杠外殼豎直安裝在支撐板上且絲杠外殼的下端位于支撐板的第二通孔處，所述絲杠的上部通過兩個球軸承豎直安裝在絲杠外殼內(nèi)， 所述電機安裝在絲杠外殼的上端，電機的輸出軸通過聯(lián)軸器與絲杠的上端連接，所述加載平板上加工有第三通孔，所述第三通孔與第二通孔上下對應(yīng)設(shè)置，所述絲杠軸承座呈圓筒形狀，所述絲杠軸承座豎直安裝在加載平板上且絲杠軸承座的下端位于加載平板的第三通孔處，所述絲杠的下部位于絲杠軸承座內(nèi)且絲杠的下端由絲杠軸承座穿出，所述絲杠軸承套裝在絲杠上且固裝在絲杠軸承座的上端，所述絲杠軸承與絲杠螺紋連接，每個直線導(dǎo)軌上安裝有兩個直線軸承，加載平板和導(dǎo)向平板的上端面上均安裝有兩個直線軸承；所述兩個加載彈簧導(dǎo)向軸豎直固裝在導(dǎo)向平板的上端面上，每個加載彈簧導(dǎo)向軸上穿裝有一個加載彈簧，所述加載平板上加工有兩個第四通孔，每個加載彈簧導(dǎo)向軸位于相應(yīng)的第四通孔內(nèi)，所述力傳感器安裝在導(dǎo)向平板的中心處，所述球形加載頭安裝在力傳感器的下端。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力檢測裝置采用彈簧加載，并通過力傳感器檢測加載載荷，與現(xiàn)有的成對軸承預(yù)緊力測試方法需要采用氣源相比，操作更加簡單、對環(huán)境要求更低；與現(xiàn)有的成對軸承預(yù)緊力測試方法采用砝碼加載相比，操作更加穩(wěn)定，大大提高了軸承預(yù)緊力測試精度，對操作者的要求更低、勞動強度更低；本發(fā)明在檢測軸承組件彈性預(yù)緊力的同時還可以檢測軸承組件彈性預(yù)緊環(huán)節(jié)的彈簧的彈性是否能夠有效起到彈性預(yù)緊的作用和檢測軸承組件是否會發(fā)生卡滯和復(fù)位不好的現(xiàn)象的發(fā)生，以及具有彈簧限位環(huán)的彈性預(yù)緊軸承組件的彈簧限位行程的大??；本發(fā)明采用通用的安裝接口，可以對多種彈性預(yù)緊軸承組件的預(yù)緊力進行檢測， 應(yīng)用范圍廣。


圖I是本發(fā)明的具體實施方式
一的預(yù)緊力檢測裝置的主視剖視圖，圖2是具體實施方式
二的主視剖視圖，圖3是圖I的局部放大圖，圖4是圖2的局部放大圖，圖5是軸承加載載荷與位移關(guān)系變化曲線圖，其中F1、F2為加載載荷，V1和V2是位移拐點，其中a為軸承23-1卸載過程曲線，b為碟簧壓縮過程曲線，c為碟簧限位環(huán)25起作用時軸承23-2的加載過程曲線。
具體實施例方式具體實施方式
一如圖I 5所示，本實施方式的彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力檢測裝置包括電機I、聯(lián)軸器2、絲杠外殼5、絲杠6、上支撐板8、絲杠軸承9、絲杠軸承座10、加載平板15、力傳感器18、導(dǎo)向平板20、球形加載頭21、下支撐板30、位移傳感器31、兩個球軸承
4、兩個直線導(dǎo)軌12、四個直線軸承14、兩個加載彈簧16、兩個預(yù)緊彈簧17和兩個加載彈簧導(dǎo)向軸19，所述兩個直線導(dǎo)軌12豎直固裝在下支撐板30的上端面上，所述下支撐板30上加工有第一通孔30-1，所述位移傳感器31位于下支撐板30的第一通孔30-1處，所述導(dǎo)向平板20和加載平板15均穿裝在兩個直線導(dǎo)軌12上，所述加載平板15位于導(dǎo)向平板20的正上方，所述上支撐板8固裝在兩個直線導(dǎo)軌12的上端，所述絲杠外殼5呈圓筒形狀，所述上支撐板8上加工有第二通孔8-1，所述絲杠外殼5豎直安裝在支撐板8上且絲杠外殼5的下端位于支撐板8的第二通孔8-1處，所述絲杠6的上部通過兩個球軸承4豎直安裝在絲杠外殼5內(nèi)，所述電機I安裝在絲杠外殼5的上端，電機I的輸出軸通過聯(lián)軸器2與絲杠6 的上端連接，所述加載平板15上加工有第三通孔15-1，所述第三通孔15-1與第二通孔8-1 上下對應(yīng)設(shè)置，所述絲杠軸承座10呈圓筒形狀，所述絲杠軸承座10豎直安裝在加載平板15 上且絲杠軸承座10的下端位于加載平板15的第三通孔15-1處，所述絲杠6的下部位于絲杠軸承座10內(nèi)且絲杠6的下端由絲杠軸承座10穿出，所述絲杠軸承9套裝在絲杠6上且固裝在絲杠軸承座10的上端，所述絲杠軸承9與絲杠6螺紋連接，每個直線導(dǎo)軌12上安裝有兩個直線軸承14，加載平板15和導(dǎo)向平板20的上端面上均安裝有兩個直線軸承14 ；所述兩個加載彈簧導(dǎo)向軸19豎直固裝在導(dǎo)向平板20的上端面上，每個加載彈簧導(dǎo)向軸19上穿裝有一個加載彈簧16，所述加載平板15上加工有兩個第四通孔15-2，每個加載彈簧導(dǎo)向軸19位于相應(yīng)的第四通孔15-2內(nèi)，所述力傳感器18安裝在導(dǎo)向平板20的中心處，所述球形加載頭21安裝在力傳感器18的下端。檢測時，將測試工裝22放置在軸承組件的上端面上；本發(fā)明的預(yù)緊力測試裝置采用通用的安裝接口，可以實現(xiàn)對多種彈性預(yù)緊軸承組件的預(yù)緊力進行檢測；被測軸承組件中的彈簧可以采用碟簧，也可以采用圓柱螺旋彈簧、波形墊圈等其它種類的彈簧，彈簧可以通過軸承的內(nèi)環(huán)施加預(yù)緊力，也可以通過軸承外環(huán)施加預(yù)緊力；兩個預(yù)緊彈簧17用于抵消導(dǎo)向平板20上零件的重力，并對絲杠6施加一定的預(yù)緊力，避免本發(fā)明的預(yù)緊力檢測裝置運行過程中產(chǎn)生間隙；測量過程中位移通過位移傳感器31檢測，載荷通過力傳感器18檢測；軸承組件的預(yù)緊力的大小通過軸承組件軸向剛度曲線的變化來確定。同時也可以檢測軸承組件彈性預(yù)緊環(huán)節(jié)的彈簧的彈性是否能夠有效起到彈性預(yù)緊的作用，是否會發(fā)生卡滯和復(fù)位不好的現(xiàn)象；還可以同時檢測具有限位機構(gòu)的彈性預(yù)緊軸承組件的彈簧行程的大小。
具體實施方式
二 如圖I和圖3所示，本實施方式所述被測軸承組件由第一軸承外殼24、第二軸承外殼28、碟簧擋板27、空心軸29、第一被測軸承23_1和第二被測軸承23_2 構(gòu)成，所述空心軸29的上部加工有第一臺肩29-1，所述碟簧擋板27、碟簧26、碟簧限位環(huán) 25由上至下依次穿裝在空心軸29上，碟簧擋板27的下端面與第一臺肩29-1搭接，所述第二軸承外殼28呈U字形，所述第二軸承外殼28的底面上加工有第五通孔28-1，所述第一軸承外殼24上加工有第六通孔24-1，第一軸承外殼24安裝在第二軸承外殼28的上端，所述第一被測軸承23-1安裝在第一軸承外殼24的第六通孔24-1處且位于碟簧限位環(huán)25的上端面上，所述第二被測軸承23-2安裝在第二軸承外殼28的第五通孔28-1處，所述空心軸 29通過第一被測軸承23-1和第二被測軸承23-2豎直安裝在第一軸承外殼24和第二軸承外殼28上，所述位移傳感器31位于空心軸29內(nèi)。本實施方式適用于轉(zhuǎn)速不高并且軸上有預(yù)緊彈簧安裝空間的軸承組件，可以減小軸向的總長度，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三如圖2和圖4所示，本實施方式所述被測軸承組件由第一軸承外殼24、第二軸承外殼28、碟簧擋板27、空心軸29、第一被測軸承23_1和第二被測軸承23_2 構(gòu)成，所述空心軸29的下部加工有第一臺肩29-1，所述碟簧擋板27、碟簧26、碟簧限位環(huán) 25由下至上依次穿裝在空心軸29上，碟簧擋板27的上端面與第一臺肩29-1搭接，所述第二軸承外殼28呈倒U字形，所述第二軸承外殼28的上端面上加工有第五通孔28-1，所述第一軸承外殼24上加工有第六通孔24-1，第一軸承外殼24安裝在第二軸承外殼28的下端，所述第一被測軸承23-1安裝在第二軸承外殼28的第五通孔28-1處，所述第二被測軸承23-2安裝在第一軸承外殼24的第六通孔24-1處且位于碟簧限位環(huán)25的上端面上，所述空心軸29通過第一被測軸承23-1和第二被測軸承23-2豎直安裝在第一軸承外殼24和第二軸承外殼28上，所述位移傳感器31位于空心軸29內(nèi)。本實施方式適用于轉(zhuǎn)速較高的軸承組件，該實施方式可以減小軸系的轉(zhuǎn)動慣量，進而減小對軸承組件的轉(zhuǎn)矩需求。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。工作原理如圖1 5所示，
力的加載過程啟動電機1，電機I的輸出軸通過聯(lián)軸器2帶動絲杠6轉(zhuǎn)動，絲杠 6的轉(zhuǎn)動驅(qū)動絲杠軸承9向下移動，從而帶動加載平板15沿兩個直線導(dǎo)軌12向下移動，加載平板15向下移動壓縮加載彈簧16，然后通過加載彈簧導(dǎo)向軸19將載荷傳遞到導(dǎo)向平板 21上，從而將載荷傳遞到力傳感器18上，當(dāng)力傳感器18向下移動直到球形加載頭21與測試工裝22接觸時，載荷將作用到被測軸承組件上，檢測得到軸承組件的軸向剛度曲線，從而檢測軸承組件的彈性預(yù)緊力；測量過程中位移通過位移傳感器31檢測，載荷通過力傳感器18檢測，位移傳感器31采用旁向電感測頭、軸向電感測頭或其它光柵傳感器。采用間接測量原理，通過彈性預(yù)緊軸承組件軸向加載過程力-位移曲線中的拐點 V1對應(yīng)的加載載荷值F1來確定彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力，彈性預(yù)緊軸承組件軸向加載過程力-位移曲線中的拐點'和％對應(yīng)的位移6:和S2，可以確定間隙s(預(yù)緊彈簧限位行程) 的大小，即s = S2-S10
權(quán)利要求
1.一種彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力檢測裝置，其特征在于所述預(yù)緊力檢測裝置包括電機(I)、聯(lián)軸器(2)、絲杠外殼(5)、絲杠(6)、上支撐板(8)、絲杠軸承(9)、絲杠軸承座(10)、 加載平板(15)、力傳感器(18)、導(dǎo)向平板(20)、球形加載頭(21)、下支撐板(30)、位移傳感器(31)、兩個球軸承(4)、兩個直線導(dǎo)軌(12)、四個直線軸承(14)、兩個加載彈簧(16)、兩個預(yù)緊彈簧(17)和兩個加載彈簧導(dǎo)向軸(19)，所述兩個直線導(dǎo)軌(12)豎直固裝在下支撐板(30)的上端面上，所述下支撐板(30)上加工有第一通孔(30-1)，所述位移傳感器(31)位于下支撐板(30)的第一通孔(30-1)處，所述導(dǎo)向平板(20)和加載平板(15)均穿裝在兩個直線導(dǎo)軌(12)上，所述加載平板(15)位于導(dǎo)向平板(20)的正上方，所述上支撐板(8) 固裝在兩個直線導(dǎo)軌(12)的上端，所述絲杠外殼(5)呈圓筒形狀，所述上支撐板⑶上加工有第二通孔(8-1)，所述絲杠外殼(5)豎直安裝在支撐板(8)上且絲杠外殼(5)的下端位于支撐板(8)的第二通孔(8-1)處，所述絲杠￠)的上部通過兩個球軸承(4)豎直安裝在絲杠外殼(5)內(nèi)，所述電機⑴安裝在絲杠外殼(5)的上端，電機⑴的輸出軸通過聯(lián)軸器(2)與絲杠(6)的上端連接，所述加載平板(15)上加工有第三通孔(15-1)，所述第三通孔 (15-1)與第二通孔(8-1)上下對應(yīng)設(shè)置，所述絲杠軸承座(10)呈圓筒形狀，所述絲杠軸承座(10)豎直安裝在加載平板(15)上且絲杠軸承座(10)的下端位于加載平板(15)的第三通孔(15-1)處，所述絲杠￠)的下部位于絲杠軸承座(10)內(nèi)且絲杠￠)的下端由絲杠軸承座(10)穿出，所述絲杠軸承(9)套裝在絲杠(6)上且固裝在絲杠軸承座(10)的上端，所述絲杠軸承(9)與絲杠(6)螺紋連接，每個直線導(dǎo)軌(12)上安裝有兩個直線軸承(14)，加載平板(15)a和導(dǎo)向平板(20)的上端面上均安裝有兩個直線軸承(14)；所述兩個加載彈簧導(dǎo)向軸(19)豎直固裝在導(dǎo)向平板(20)的上端面上，每個加載彈簧導(dǎo)向軸(19)上穿裝有一個加載彈簧(16)，所述加載平板(15)上加工有兩個第四通孔 (15-2)，每個加載彈簧導(dǎo)向軸(19)位于相應(yīng)的第四通孔(15-2)內(nèi)，所述力傳感器(18)安裝在導(dǎo)向平板(20)的中心處，所述球形加載頭(21)安裝在力傳感器(18)的下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力檢測裝置，其特征在于所述被測軸承組件由第一軸承外殼(24)、第二軸承外殼(28)、碟簧擋板(27)、空心軸(29)、第一被測軸承(23-1)和第二被測軸承(23-2)構(gòu)成，所述空心軸(29)的上部加工有第一臺肩 (29-1)，所述碟簧擋板(27)、碟簧(26)、碟簧限位環(huán)(25)由上至下依次穿裝在空心軸(29) 上，碟簧擋板(27)的下端面與第一臺肩(29-1)搭接，所述第二軸承外殼(28)呈U字形，所述第二軸承外殼(28)的底面上加工有第五通孔(28-1)，所述第一軸承外殼(24)上加工有第六通孔(24-1)，第一軸承外殼(24)安裝在第二軸承外殼(28)的上端，所述第一被測軸承 (23-1)安裝在第一軸承外殼(24)的第六通孔(24-1)處且位于碟簧限位環(huán)(25)的上端面上，所述第二被測軸承(23-2)安裝在第二軸承外殼(28)的第五通孔(28-1)處，所述空心軸(29)通過第一被測軸承(23-1)和第二被測軸承(23-2)豎直安裝在第一軸承外殼(24) 和第二軸承外殼(28)上，所述位移傳感器(31)位于空心軸(29)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力檢測裝置，其特征在于所述被測軸承組件由第一軸承外殼(24)、第二軸承外殼(28)、碟簧擋板(27)、空心軸(29)、第一被測軸承(23-1)和第二被測軸承(23-2)構(gòu)成，所述空心軸(29)的下部加工有第一臺肩 (29-1)，所述碟簧擋板(27)、碟簧(26)、碟簧限位環(huán)(25)由下至上依次穿裝在空心軸(29) 上，碟簧擋板(27)的上端面與第一臺肩(29-1)搭接，所述第二軸承外殼(28)呈倒U字形，所述第二軸承外殼(28)的上端面上加工有第五通孔(28-1)，所述第一軸承外殼(24)上加工有第六通孔(24-1)，第一軸承外殼(24)安裝在第二軸承外殼(28)的下端，所述第一被測軸承(23-1)安裝在第二軸承外殼(28)的第五通孔(28-1)處，所述第二被測軸承(23-2) 安裝在第一軸承外殼(24)的第六通孔(24-1)處且位于碟簧限位環(huán)(25)的上端面上，所述空心軸(29)通過第一被測軸承(23-1)和第二被測軸承(23-2)豎直安裝在第一軸承外殼(24)和第二軸承外殼(28)上，所述位移傳感器(31)位于空心軸(29)內(nèi)。
全文摘要
一種彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力檢測裝置，它涉及一種預(yù)緊力檢測裝置。本發(fā)明為解決目前沒有對彈性預(yù)緊軸承組件進行預(yù)緊力檢測的裝置的問題。兩個直線導(dǎo)軌豎直固裝在下支撐板的上端面上，導(dǎo)向平板和加載平板均穿裝在兩個直線導(dǎo)軌上所述絲杠軸承座豎直安裝在加載平板上且絲杠軸承座的下端位于加載平板的第三通孔處，絲杠軸承安裝在絲杠軸承座的上端，兩個加載彈簧導(dǎo)向軸豎直固裝在導(dǎo)向平板的上端面上，每個加載彈簧導(dǎo)向軸上穿裝有一個加載彈簧，加載平板上加工有兩個第四通孔，每個加載彈簧導(dǎo)向軸位于相應(yīng)的第四通孔內(nèi)，力傳感器安裝在導(dǎo)向平板的中心處，球形加載頭安裝在力傳感器的下端。本發(fā)明的預(yù)緊力檢測裝置用于檢測彈性預(yù)緊軸承組件預(yù)緊力。
文檔編號G01L5/00GK102607755SQ201210096059
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者劉宏, 史士財, 朱映遠, 李 榮, 王金 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué), 黑龍江工程學(xué)院