一種關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置及測量方法
【專利摘要】一種關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置機測量方法，屬于機械測量【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征在于，包括內(nèi)圈連接工裝、上載荷施加工裝和下載荷施加工裝，上載荷施加工裝和下載荷施加工裝結(jié)構(gòu)相同；將關(guān)節(jié)軸承A安裝到上載荷施加工裝的結(jié)構(gòu)內(nèi)，隨后將關(guān)節(jié)軸承B安裝到下載荷施加工裝結(jié)構(gòu)內(nèi)，將內(nèi)圈連接工裝的上端通過關(guān)節(jié)軸承A與上載荷施加工裝固定，將內(nèi)圈連接工裝的下端通過關(guān)節(jié)軸承B與下載荷施加工裝固定。本發(fā)明解決了關(guān)節(jié)軸承在承受一定外載荷時內(nèi)外圈相對回轉(zhuǎn)啟動力矩的測量難題，該方法適用于所有關(guān)節(jié)軸承在外載荷作用下相對回轉(zhuǎn)啟動力矩的測量，也可用于金屬滾子軸承、滑動軸承在外載荷作用下相對回轉(zhuǎn)啟動力矩的測量，本方法操作簡便，所需設(shè)備條件簡單。
【專利說明】一種關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置及測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械測量【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量方法的改進。

【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)節(jié)軸承由內(nèi)圈和外圈組成，圖1所示。一般承受徑向載荷或軸向載荷或同時承受兩種載荷的合成載荷。在關(guān)節(jié)軸承的設(shè)計中，一般都有無載荷啟動力矩不大于某規(guī)定值的要求。相應(yīng)的在關(guān)節(jié)軸承檢出廠驗時，需進行無載荷啟動力矩測量。采用的測量方法通常是固定內(nèi)圈(外圈)，在不施加工作載荷的情況下，通過掛配重或其他手段測量外圈(內(nèi)圈)相對內(nèi)圈(外圈)轉(zhuǎn)動瞬間的力或力矩，圖2所示。然而關(guān)節(jié)軸承在實際使用中很少有無載荷的情況，人們更關(guān)心的是在工作載荷作用下，關(guān)節(jié)軸承內(nèi)外圈相對轉(zhuǎn)動的的啟動力矩是多少，啟動力矩能否滿足使用要求。
[0003]顯然，目前僅對關(guān)節(jié)軸承進行無載荷啟動力矩測量，不能滿足實際需要。目前采用的無載荷啟動力矩測量方法，不能用于關(guān)節(jié)軸承在承受工作載荷下。在受到一定的徑向載荷(圖3所示)或軸向載荷(圖4所示)時，由于必須有工裝將徑向載荷或軸向載荷施加到關(guān)節(jié)軸承內(nèi)外圈上，因此測量關(guān)節(jié)軸承外圈(內(nèi)圈)相對內(nèi)圈(外圈)轉(zhuǎn)動瞬間的力或力矩變的比較困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的:
[0005]設(shè)計一種關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置，涉及測量技術(shù)和機械設(shè)計技術(shù)，解決了關(guān)節(jié)軸承在承受一定載荷時內(nèi)外圈相對回轉(zhuǎn)啟動力矩的測量難題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0007]—種關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置，其特征在于，包括內(nèi)圈連接工裝、上載荷施加工裝和下載荷施加工裝，上載荷施加工裝和下載荷施加工裝結(jié)構(gòu)相同；
[0008]內(nèi)圈連接工裝兩端為圓柱形臺階軸，用于關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈安裝定位；中間部分為力矩測量段；
[0009]將關(guān)節(jié)軸承A安裝到上載荷施加工裝的結(jié)構(gòu)內(nèi)，隨后將關(guān)節(jié)軸承B安裝到下載荷施加工裝結(jié)構(gòu)內(nèi)，將內(nèi)圈連接工裝的上端通過關(guān)節(jié)軸承A與上載荷施加工裝固定，將內(nèi)圈連接工裝的下端通過關(guān)節(jié)軸承B與下載荷施加工裝固定。
[0010]所述內(nèi)圈連接工裝的力矩測量段截面為矩形，用于力矩扳手的夾持。
[0011]所述上載荷施加工裝和下載荷施加工裝的一端具有圓柱型夾持段，用于與外部載荷施加裝置的連接；另一端中部有一方形大孔，端部開有圓柱形臺階孔，方形大孔與圓柱形臺階孔相連通且軸線垂直，圓柱形臺階孔用于關(guān)節(jié)軸承外圈定位和裝配。
[0012]將所述關(guān)節(jié)軸承A安裝到上載荷施加工裝的圓柱形臺階孔內(nèi)，用蓋板壓住關(guān)節(jié)軸承A的外圈，用螺釘將蓋板與上載荷施加工裝固定；將關(guān)節(jié)軸承B安裝到下載荷施加工裝的圓柱形臺階孔內(nèi)，然后用蓋板壓住關(guān)節(jié)軸承B的外圈，用螺釘將蓋板與下載荷施加工裝7固定。
[0013]將所述內(nèi)圈連接工裝的上端通過關(guān)節(jié)軸承A的內(nèi)圈伸入上載荷施加工裝的大孔內(nèi)，再將襯套套在內(nèi)圈連接工裝的上端，再通過螺母將內(nèi)圈連接工裝的上端擰緊在關(guān)節(jié)軸承A的內(nèi)圈；將內(nèi)圈連接工裝的下端通過關(guān)節(jié)軸承B的內(nèi)圈伸入下載和施加工裝的大孔內(nèi)，再將襯套套在內(nèi)圈連接工裝的下端，再通過螺母將內(nèi)圈連接工裝的下端擰緊在關(guān)節(jié)軸承B的內(nèi)圈。
[0014]一種關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量方法，其特征在于，包括如下步驟:將上載荷施加工裝和下載荷施加工裝的夾持段分別與外部載荷加載裝置連接，對關(guān)節(jié)軸承A和關(guān)節(jié)軸承B施加拉伸或壓縮載荷，在內(nèi)圈連接工裝上測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和^+1^;然后用關(guān)節(jié)軸承C更換關(guān)節(jié)軸承A，再次測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和Mb+M。；然后用關(guān)節(jié)軸承A更換關(guān)節(jié)軸承B，再次測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和MA+M。；最后求解得出每個關(guān)節(jié)軸承的在承受一定沿軸線方向外載荷作用下的啟動力矩。
[0015]本發(fā)明的關(guān)鍵點:
[0016]利用三個關(guān)節(jié)軸承，通過分別成對測量兩個關(guān)節(jié)軸承在外載荷作用下的啟動力矩之和，然后求解得出每個關(guān)節(jié)軸承在外載荷作用下的啟動力矩；
[0017]載荷施加工裝與關(guān)節(jié)軸承外圈的連接和內(nèi)圈連接工裝與關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈的連接為可拆卸式，便于關(guān)節(jié)軸承換裝。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]本發(fā)明解決了關(guān)節(jié)軸承在承受一定外載荷時內(nèi)外圈相對回轉(zhuǎn)啟動力矩的測量難題，該方法適用于所有關(guān)節(jié)軸承在外載荷作用下相對回轉(zhuǎn)啟動力矩的測量，也可用于金屬滾子軸承、滑動軸承在外載荷作用下相對回轉(zhuǎn)啟動力矩的測量，本方法操作簡便，所需設(shè)備條件簡單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖2為關(guān)節(jié)軸承無外載啟動力矩測量示意圖
[0022]圖3為關(guān)節(jié)軸承受軸向外載示意圖
[0023]圖4為關(guān)節(jié)軸承受徑向外載示意圖
[0024]圖5為該發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]圖6為該發(fā)明實施例1的裝配剖視圖
[0026]圖7為該發(fā)明實施例2的裝配剖視圖

【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。參見圖6。一種關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置，包括內(nèi)圈連接工裝5、上載荷施加工裝6和下載荷施加工裝7，上載荷施加工裝6下載荷施加工裝7結(jié)構(gòu)相同。
[0028]內(nèi)圈連接工裝5兩端為圓柱形臺階軸，用于關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈安裝定位；中間部分為力矩測量段；
[0029]將關(guān)節(jié)軸承A安裝到上載荷施加工裝6的結(jié)構(gòu)內(nèi)，隨后將關(guān)節(jié)軸承B安裝到下載荷施加工裝7結(jié)構(gòu)內(nèi)，將內(nèi)圈連接工裝5的上端通過關(guān)節(jié)軸承A與上載荷施加工裝6固定，將內(nèi)圈連接工裝5的下端通過關(guān)節(jié)軸承B與下載荷施加工裝7固定。
[0030]內(nèi)圈連接工裝5的力矩測量段截面為矩形，用于力矩扳手的夾持。
[0031]上載荷施加工裝6的一端具有圓柱型夾持段，用于與外部載荷施加裝置的連接；另一端中部有一方形大孔8，端部開有圓柱形臺階孔9，方形大孔8與圓柱形臺階孔9相連通且軸線垂直，圓柱形臺階孔用于關(guān)節(jié)軸承A外圈I定位和裝配。
[0032]下載荷施加工裝7的一端具有圓柱型夾持段，用于與外部載荷施加裝置的連接；另一端中部有一方形大孔19,端部開有圓柱形臺階孔18,方形大孔19與圓柱形臺階孔18相連通且軸線垂直，圓柱形臺階孔18用于關(guān)節(jié)軸承B外圈4定位和裝配。
[0033]首先將關(guān)節(jié)軸承A安裝到上載荷施加工裝6的圓柱形臺階孔9內(nèi)，用蓋板11壓住關(guān)節(jié)軸承A的外圈2，用螺釘16將蓋板11與上載荷施加工裝6固定；將關(guān)節(jié)軸承B安裝到下載荷施加工裝7的圓柱形臺階孔18內(nèi)，然后用蓋板13壓住關(guān)節(jié)軸承B的外圈4，用螺釘17將蓋板13與下載荷施加工裝7固定。
[0034]隨后將內(nèi)圈連接工裝5的上端通過關(guān)節(jié)軸承A的內(nèi)圈I伸入上載荷施加工裝6的大孔8內(nèi)，再將襯套12套在內(nèi)圈連接工裝5的上端，再通過螺母10將內(nèi)圈連接工裝5的上端擰緊在關(guān)節(jié)軸承A的內(nèi)圈I上；將內(nèi)圈連接工裝5的下端通過關(guān)節(jié)軸承B的內(nèi)圈3伸入下載荷施加工裝7的大孔19內(nèi)，再將襯套14套在內(nèi)圈連接工裝5的下端，再通過螺母15將內(nèi)圈連接工裝5的下端擰靠在關(guān)節(jié)軸承B的內(nèi)圈3。
[0035]力矩測量時，首先將上載荷施加工裝6和下載荷施加工裝7的夾持段分別與外部載荷加載裝置連接，對關(guān)節(jié)軸承A和關(guān)節(jié)軸承B施加拉伸或壓縮載荷20000N，在內(nèi)圈連接工裝5上測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和Ma+Mb = 62N.m ;然后用關(guān)節(jié)軸承C更換關(guān)節(jié)軸承A，再次測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和Mb+M。=68N.m ;然后用關(guān)節(jié)軸承A更換關(guān)節(jié)軸承B，再次測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和Ma+Mc = 64N.m ;最后求解得出關(guān)節(jié)軸承A在承受2000N沿軸線方向外載荷的啟動力矩為29N.m,關(guān)節(jié)軸承B在承受2000N沿軸線方向外載荷的啟動力矩為33N.m,關(guān)節(jié)軸承C在承受2000N沿軸線方向外載荷的啟動力矩為35N.m。
[0036]本發(fā)明通過設(shè)計一套關(guān)節(jié)軸承力矩測量工裝，采用成對測量的方法，解決了關(guān)節(jié)軸承在承受一定外載荷時內(nèi)外圈相對回轉(zhuǎn)啟動力矩的測量難題，該方法適用于所有關(guān)節(jié)軸承在外載荷作用下相對回轉(zhuǎn)啟動力矩的測量，也可用于金屬滾子軸承、滑動軸承在外載荷作用下相對回轉(zhuǎn)啟動力矩的測量，本方法操作簡便，所需設(shè)備條件簡單。
[0037]實施例1:
[0038]該實施例用于關(guān)節(jié)軸承承受沿軸線方向載荷作用下啟動力矩測量。
[0039]內(nèi)圈連接工裝5兩端為圓柱形臺階軸，用于關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈安裝定位；中間部分為力矩測量段；
[0040]將關(guān)節(jié)軸承A安裝到上載荷施加工裝6的結(jié)構(gòu)內(nèi)，隨后將關(guān)節(jié)軸承B安裝到下載荷施加工裝7結(jié)構(gòu)內(nèi)，將內(nèi)圈連接工裝5的上端通過關(guān)節(jié)軸承A與上載荷施加工裝6固定，將內(nèi)圈連接工裝5的下端通過關(guān)節(jié)軸承B與下載荷施加工裝7固定。
[0041]內(nèi)圈連接工裝5的力矩測量段截面為矩形，用于力矩扳手的夾持。
[0042]上載荷施加工裝6的一端具有圓柱型夾持段，用于與外部載荷施加裝置的連接；另一端中部有一方形大孔8，端部開有圓柱形臺階孔9，方形大孔8與圓柱形臺階孔9相連通且軸線垂直，圓柱形臺階孔用于關(guān)節(jié)軸承A外圈I定位和裝配。
[0043]下載荷施加工裝7的一端具有圓柱型夾持段，用于與外部載荷施加裝置的連接；另一端中部有一方形大孔19,端部開有圓柱形臺階孔18,方形大孔19與圓柱形臺階孔18相連通且軸線垂直，圓柱形臺階孔18用于關(guān)節(jié)軸承B外圈4定位和裝配。
[0044]首先將關(guān)節(jié)軸承A安裝到上載荷施加工裝6的圓柱形臺階孔9內(nèi)，用蓋板11壓住關(guān)節(jié)軸承A的外圈2，用螺釘16將蓋板11與上載荷施加工裝6固定；將關(guān)節(jié)軸承B安裝到下載荷施加工裝7的圓柱形臺階孔18內(nèi)，然后用蓋板13壓住關(guān)節(jié)軸承B的外圈4，用螺釘17將蓋板13與下載荷施加工裝7固定。
[0045]隨后將內(nèi)圈連接工裝5的上端通過關(guān)節(jié)軸承A的內(nèi)圈I伸入上載荷施加工裝6的大孔8內(nèi)，再將襯套12套在內(nèi)圈連接工裝5的上端，再通過螺母10將內(nèi)圈連接工裝5的上端擰緊在關(guān)節(jié)軸承A的內(nèi)圈I上；將內(nèi)圈連接工裝5的下端通過關(guān)節(jié)軸承B的內(nèi)圈3伸入下載荷施加工裝7的大孔19內(nèi)，再將襯套14套在內(nèi)圈連接工裝5的下端，再通過螺母15將內(nèi)圈連接工裝5的下端擰靠在關(guān)節(jié)軸承B的內(nèi)圈3。
[0046]力矩測量時，首先將上載荷施加工裝6和下載荷施加工裝7的夾持段分別與外部載荷加載裝置連接，對關(guān)節(jié)軸承A和關(guān)節(jié)軸承B施加拉伸或壓縮載荷20000N，在內(nèi)圈連接工裝5上測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和Ma+Mb = 62N.m ;然后用關(guān)節(jié)軸承C更換關(guān)節(jié)軸承A，再次測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和Mb+M。=68N.m ;然后用關(guān)節(jié)軸承A更換關(guān)節(jié)軸承B，再次測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和Ma+Mc = 64N.m ;最后求解得出關(guān)節(jié)軸承A在承受2000N沿軸線方向外載荷的啟動力矩為29N.m,關(guān)節(jié)軸承B在承受2000N沿軸線方向外載荷的啟動力矩為33N.m,關(guān)節(jié)軸承C在承受2000N沿軸線方向外載荷的啟動力矩為35N.m。
[0047]實施例2:
[0048]該實施例用于關(guān)節(jié)軸承承受沿徑向載荷作用下啟動力矩測量。
[0049]內(nèi)圈連接工裝5上端為帶圓柱孔的雙叉耳，圓柱孔直徑與關(guān)節(jié)軸承A的內(nèi)圈I直徑相同，雙叉耳內(nèi)高度比關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈高度略大，可以用一個圓柱銷8將內(nèi)圈連接工裝5上端和關(guān)節(jié)軸承A安裝在一起；內(nèi)圈連接工裝5下端為帶圓柱孔的雙叉耳，圓柱孔直徑與關(guān)節(jié)軸承B的內(nèi)圈3直徑相同，雙叉耳內(nèi)高度比關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈高度略大，可以用一個圓柱銷9將內(nèi)圈連接工裝5下端和關(guān)節(jié)軸承B安裝在一起；內(nèi)圈連接工裝5中間部分為力矩測量段。力矩測量段截面為矩形，用于力矩扳手的夾持。
[0050]上載荷施加工裝6和下載荷施加工裝7的結(jié)構(gòu)相同。一端具有圓柱型夾持段，用于與外部載荷施加裝置的連接；另一端為帶圓柱孔單耳片結(jié)構(gòu)，圓柱孔直徑與關(guān)節(jié)軸承A和的關(guān)節(jié)軸承B的內(nèi)圈3直徑相同，用于與軸承外圈配合安裝。
【權(quán)利要求】
1.一種關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置，其特征在于，包括內(nèi)圈連接工裝、上載荷施加工裝和下載荷施加工裝，上載荷施加工裝和下載荷施加工裝結(jié)構(gòu)相同； 內(nèi)圈連接工裝兩端為圓柱形臺階軸，用于關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈安裝定位；中間部分為力矩測量段； 將關(guān)節(jié)軸承A安裝到上載荷施加工裝的結(jié)構(gòu)內(nèi)，隨后將關(guān)節(jié)軸承B安裝到下載荷施加工裝結(jié)構(gòu)內(nèi)，將內(nèi)圈連接工裝的上端通過關(guān)節(jié)軸承A與上載荷施加工裝固定，將內(nèi)圈連接工裝的下端通過關(guān)節(jié)軸承B與下載荷施加工裝固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置，其特征在于，所述內(nèi)圈連接工裝的力矩測量段截面為矩形，用于力矩扳手的夾持。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置，其特征在于，所述上載荷施加工裝和下載荷施加工裝的一端具有圓柱型夾持段，用于與外部載荷施加裝置的連接；另一端中部有一方形大孔，端部開有圓柱形臺階孔，方形大孔與圓柱形臺階孔相連通且軸線垂直，圓柱形臺階孔用于關(guān)節(jié)軸承外圈定位和裝配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置，其特征在于，將所述關(guān)節(jié)軸承A安裝到上載荷施加工裝的圓柱形臺階孔內(nèi)，用蓋板壓住關(guān)節(jié)軸承A的外圈，用螺釘將蓋板與上載荷施加工裝固定；將關(guān)節(jié)軸承B安裝到下載荷施加工裝的圓柱形臺階孔內(nèi)，然后用蓋板壓住關(guān)節(jié)軸承B的外圈，用螺釘將蓋板與下載荷施加工裝固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量裝置，其特征在于，將所述內(nèi)圈連接工裝的上端通過關(guān)節(jié)軸承A的內(nèi)圈伸入上載荷施加工裝的大孔內(nèi)，再將襯套套在內(nèi)圈連接工裝的上端，再通過螺母將內(nèi)圈連接工裝的上端擰緊在關(guān)節(jié)軸承A的內(nèi)圈；將內(nèi)圈連接工裝的下端通過關(guān)節(jié)軸承B的內(nèi)圈伸入下載和施加工裝的大孔內(nèi)，再將襯套套在內(nèi)圈連接工裝的下端，再通過螺母將內(nèi)圈連接工裝的下端擰緊在關(guān)節(jié)軸承B的內(nèi)圈。
6.一種關(guān)節(jié)軸承啟動力矩測量方法，其特征在于，包括如下步驟:將上載荷施加工裝和下載荷施加工裝的夾持段分別與外部載荷加載裝置連接，對關(guān)節(jié)軸承A和關(guān)節(jié)軸承B施加拉伸或壓縮載荷，在內(nèi)圈連接工裝上測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和1+1^;然后用關(guān)節(jié)軸承C更換關(guān)節(jié)軸承A，再次測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和Mb+M。；然后用關(guān)節(jié)軸承A更換關(guān)節(jié)軸承B，再次測量兩個關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對外圈轉(zhuǎn)動的啟動力矩之和MA+M。；最后求解得出每個關(guān)節(jié)軸承的在承受一定沿軸線方向外載荷作用下的啟動力矩。
【文檔編號】G01M13/04GK104236772SQ201410424613
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】覃海鷹, 王丁偉, 江煜, 趙青, 孫文芳, 李龍, 丁陽, 鄔文強 申請人:中國直升機設(shè)計研究所