本發(fā)明涉及滾動(dòng)軸承領(lǐng)域，尤其涉及一種利用數(shù)字散斑相關(guān)方法（dscm）來進(jìn)行滾動(dòng)軸承接觸應(yīng)變或應(yīng)力動(dòng)態(tài)測(cè)量的檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的滾動(dòng)軸承接觸應(yīng)變或應(yīng)力動(dòng)態(tài)測(cè)量多采用帶傳感器的滾動(dòng)軸承裝置，例如有日本專利公報(bào)特開2002-213438號(hào)所述的雙列角接觸球軸承裝置。該雙列角接觸球軸承裝置在形成于外圈的內(nèi)周面的兩列軌道槽中的一方與第一內(nèi)圈的軌道槽之間配置有球，并且在上述外圈的兩列軌道槽中的另一方與第二內(nèi)圈的軌道槽之間配置有球。上述第一內(nèi)圈和上述第二內(nèi)圈在軸承裝置的軸向上隔開間隔配置。在上述外圈的與上述第一內(nèi)圈和上述第二內(nèi)圈之間對(duì)置的外周部分，形成有沿外圈的周向延伸的截面為大致梯形的槽。在該槽中配置有壓力傳感器。上述壓力傳感器的導(dǎo)線與傳感器輸出處理裝置連接。上述傳感器輸出處理裝置通過接收來自上述壓力傳感器的輸出來測(cè)量施加于外圈的預(yù)壓。上述現(xiàn)有的雙列角接觸球軸承裝置，根據(jù)上述傳感器輸出處理裝置的輸出，來調(diào)整施加于外圈的荷載，以將施加于外圈的預(yù)壓調(diào)整成適當(dāng)值。上述現(xiàn)有的雙列角接觸球軸承裝置，由于在組裝軸承結(jié)構(gòu)部件后測(cè)量預(yù)壓，因而具有無需考慮軸承結(jié)構(gòu)部件的尺寸變化的優(yōu)點(diǎn)。但是，在上述現(xiàn)有的雙列角接觸球軸承裝置中，需要考慮由于壓力傳感器的安裝精度而產(chǎn)生的誤差，從而存在需要根據(jù)壓力傳感器的安裝精度來對(duì)計(jì)測(cè)放大器進(jìn)行調(diào)整等的問題。另外，在上述現(xiàn)有的雙列角接觸球軸承裝置中，傳感器是具有相當(dāng)?shù)暮穸鹊膫鞲衅?，因此需要加深容納壓力傳感器的槽的深度，因而存在這樣的問題：形成槽時(shí)的成本升高，從而導(dǎo)致壓力傳感器的安裝成本增大。總之，不僅限于上述壓力傳感器，用于測(cè)量應(yīng)變的傳感器自身的成本很高，從而導(dǎo)致存在這樣的問題：具有傳感器的帶傳感器的滾動(dòng)軸承裝置的制造成本較高、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中滾動(dòng)軸承接觸應(yīng)變或應(yīng)力動(dòng)態(tài)測(cè)量多采用帶傳感器的滾動(dòng)軸承裝置進(jìn)行檢測(cè)而造成的成本上升、檢測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，本發(fā)明提供一種滾動(dòng)軸承接觸應(yīng)變或應(yīng)力動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效避免上述問題。

所述的一種滾動(dòng)軸承接觸應(yīng)變或應(yīng)力動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置，其技術(shù)方案在于：包括工作平臺(tái)、同軸設(shè)置在工作平臺(tái)上的兩個(gè)軸承座、與兩個(gè)軸承座分別對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩個(gè)滾動(dòng)軸承、與兩個(gè)滾動(dòng)軸承同時(shí)配合設(shè)置的主軸、用于對(duì)主軸在滾動(dòng)軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加軸向力和/或徑向力的施力裝置以及用于分別觀測(cè)在施力裝置的作用下兩個(gè)滾動(dòng)軸承外圈形變量并利用數(shù)字散斑相關(guān)方法得出接觸應(yīng)變或應(yīng)力分布趨勢(shì)的測(cè)算裝置；其中，所述的軸承座與滾動(dòng)軸承之間均設(shè)置有硬質(zhì)透明薄環(huán)。

進(jìn)一步的，所述的施力裝置包括設(shè)置在工作平臺(tái)上且設(shè)置在兩個(gè)軸承座之間的電磁鐵和與電磁鐵位置對(duì)應(yīng)且設(shè)置在主軸上的鐵鎳合金徑向力加載環(huán)。

進(jìn)一步的，所述的施力裝置還包括對(duì)稱設(shè)置在兩個(gè)軸承座相對(duì)側(cè)的不同時(shí)工作的環(huán)狀電磁鐵和設(shè)置在主軸上且分別靠近相應(yīng)側(cè)環(huán)狀電磁鐵的兩個(gè)鐵鎳合金軸向力加載環(huán)；所述的環(huán)狀電磁鐵與軸承座可拆卸連接。

進(jìn)一步的，所述的觀測(cè)裝置包括分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩個(gè)軸承座厚度中心位置的用于實(shí)時(shí)采集滾動(dòng)軸承外圈散斑變化圖像的多個(gè)攝像頭、用于接收多個(gè)攝像頭數(shù)據(jù)的多通道高速攝像機(jī)以及用于接收多通道高速攝像機(jī)數(shù)據(jù)并進(jìn)行dscm計(jì)算的計(jì)算機(jī)。

進(jìn)一步的，所述的軸承座上設(shè)置有多個(gè)通槽；所述的通槽沿滾動(dòng)軸承的徑向分布用于放置透過硬質(zhì)透明薄環(huán)觀測(cè)滾動(dòng)軸承外圈的攝像頭。

優(yōu)選的，所述的通槽的數(shù)量是3個(gè)。

優(yōu)選的，攝像頭的數(shù)量為6個(gè)。

優(yōu)選的，所述的硬質(zhì)透明薄環(huán)的材質(zhì)是工程塑料。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在軸承座內(nèi)圈配合設(shè)置有硬質(zhì)透明薄環(huán)體現(xiàn)了滾動(dòng)軸承與軸承座之間的接觸，在不改變邊界接觸條件下使分析更加準(zhǔn)確。同時(shí)，施力裝置對(duì)主軸進(jìn)行軸向和/或徑向施加力，再利用攝像頭透過硬質(zhì)透明薄環(huán)對(duì)滾動(dòng)軸承外圈進(jìn)行觀察，實(shí)時(shí)采集滾動(dòng)軸承外圈的形變情況，最后利用數(shù)字散斑相關(guān)方法對(duì)滾動(dòng)軸承接觸應(yīng)變或應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以很好的控制成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的a-a向視圖。

圖3為圖1的e部放大圖。

其中，1.工作平臺(tái)；2.軸承座；201.通槽；3.滾動(dòng)軸承；4.硬質(zhì)透明薄環(huán)；5.主軸；6.施力裝置；601.電磁鐵；602.鐵鎳合金徑向力加載環(huán)；603.環(huán)狀電磁鐵；604.鐵鎳合金軸向力加載環(huán)；7.測(cè)算裝置；701.攝像頭；702.高速攝像機(jī)；703.計(jì)算機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

如圖1~3，一種滾動(dòng)軸承接觸應(yīng)變或應(yīng)力動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置，其技術(shù)方案在于：包括工作平臺(tái)1、同軸設(shè)置在工作平臺(tái)1上的兩個(gè)軸承座2、與兩個(gè)軸承座2分別對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩個(gè)滾動(dòng)軸承3、與兩個(gè)滾動(dòng)軸承3同時(shí)配合設(shè)置的主軸5、用于對(duì)主軸5在滾動(dòng)軸承3內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加軸向力和/或徑向力的施力裝置6以及用于分別觀測(cè)在施力裝置6的作用下兩個(gè)滾動(dòng)軸承3外圈形變量并利用數(shù)字散斑相關(guān)方法得出接觸應(yīng)變或應(yīng)力分布趨勢(shì)的測(cè)算裝置7；其中，所述的軸承座2與滾動(dòng)軸承3之間均設(shè)置有硬質(zhì)透明薄環(huán)4。

需要明確的是：軸承座2內(nèi)圈配合設(shè)置硬質(zhì)透明薄環(huán)4、硬質(zhì)透明薄環(huán)4內(nèi)圈配合設(shè)置滾動(dòng)軸承3，這樣的結(jié)構(gòu)可以體現(xiàn)滾動(dòng)軸承與軸承座的接觸，且測(cè)量時(shí)不改變邊界接觸條件，使測(cè)量更加準(zhǔn)確。

需要明確的是：在測(cè)量時(shí)，在滾動(dòng)軸承3的外圈圓柱表面噴涂有色物質(zhì)，形成散斑，在通過施力裝置6向主軸5施加軸向力和/或徑向力，通過測(cè)算裝置7透過硬質(zhì)透明薄環(huán)4觀察滾動(dòng)軸承3外圈散斑變化情況即時(shí)反應(yīng)滾動(dòng)軸承3外圈的形變，并通過數(shù)字散斑相關(guān)方法進(jìn)行計(jì)算，最終得到滾動(dòng)軸承接觸應(yīng)變或應(yīng)力動(dòng)態(tài)測(cè)量的檢測(cè)結(jié)果。

需要明確的是：兩個(gè)軸承座2可以通過螺栓緊固結(jié)構(gòu)連接在工作平臺(tái)1上，且此方案為本領(lǐng)域常見的結(jié)構(gòu)，為現(xiàn)有技術(shù)。

進(jìn)一步的，所述的施力裝置6包括設(shè)置在工作平臺(tái)1上且設(shè)置在兩個(gè)軸承座2之間的電磁鐵601和與電磁鐵601位置對(duì)應(yīng)且設(shè)置在主軸5上的鐵鎳合金徑向力加載環(huán)602。

需要明確的是：電磁鐵601與鐵鎳合金徑向力加載環(huán)602位置對(duì)應(yīng)，在通電后可以最大限度的向主軸5提供徑向力。優(yōu)選的，電磁鐵601設(shè)置在兩個(gè)軸承座2的中間位置。

進(jìn)一步的，所述的施力裝置6還包括對(duì)稱設(shè)置在兩個(gè)軸承座2相對(duì)側(cè)的不同時(shí)工作的環(huán)狀電磁鐵603和設(shè)置在主軸5上且分別靠近相應(yīng)側(cè)環(huán)狀電磁鐵603的兩個(gè)鐵鎳合金軸向力加載環(huán)604；所述的環(huán)狀電磁鐵603與軸承座2可拆卸連接。

需要明確的是：兩個(gè)環(huán)狀電磁鐵603不同時(shí)工作，可以向滾動(dòng)軸承3提供方向不同的軸向力。具體的，如圖1所示，位于圖1右側(cè)的環(huán)狀電磁鐵603通電時(shí)，與其靠近的鐵鎳合金軸向力加載環(huán)604產(chǎn)生吸合力，對(duì)滾動(dòng)軸承3產(chǎn)生一個(gè)向左的軸向力。同理，圖1中左側(cè)的環(huán)狀電磁鐵603通電時(shí)，與其靠近的鐵鎳合金軸向力加載環(huán)604產(chǎn)生吸合力，對(duì)滾動(dòng)軸承3產(chǎn)生一個(gè)向右的軸向力。

需要明確的是：環(huán)狀電磁鐵603可拆卸的連接在軸承座2的外側(cè)，可通過螺栓緊固連接方式等連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，為本領(lǐng)域人員明確的連接結(jié)構(gòu)。

需要聲明的是：本申請(qǐng)中雖然采用如圖1所示的左右兩個(gè)環(huán)狀電磁鐵603，但也不排除使用單個(gè)環(huán)狀電磁鐵603的情況：如上述的環(huán)狀電磁鐵603上通直流電，且方向可調(diào)，對(duì)靠近該環(huán)狀電磁鐵603的鐵鎳合金軸向力加載環(huán)604產(chǎn)生吸合力或排斥力，從而對(duì)滾動(dòng)軸承3產(chǎn)生向左或向右的軸向力。

進(jìn)一步的，所述的觀測(cè)裝置7包括分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩個(gè)軸承座2厚度中心位置的用于實(shí)時(shí)采集滾動(dòng)軸承3外圈散斑變化圖像的多個(gè)攝像頭701、用于接收多個(gè)攝像頭701數(shù)據(jù)的多通道高速攝像機(jī)702以及用于接收多通道高速攝像機(jī)702數(shù)據(jù)并進(jìn)行dscm計(jì)算的計(jì)算機(jī)703。

進(jìn)一步的，所述的軸承座2上設(shè)置有多個(gè)通槽201；所述的通槽201沿滾動(dòng)軸承3的徑向分布用于放置透過硬質(zhì)透明薄環(huán)4觀測(cè)滾動(dòng)軸承3外圈的攝像頭701。

優(yōu)選的，所述的通槽201的數(shù)量是3個(gè)。通槽201的數(shù)量也可以為3個(gè)以下或3個(gè)以上。

優(yōu)選的，攝像頭701的數(shù)量為6個(gè)，也可以小于兩個(gè)軸承座2上設(shè)置的通槽201的總數(shù)量6個(gè)，即6個(gè)以下也可以為6個(gè)以上。

優(yōu)選的，所述的硬質(zhì)透明薄環(huán)4的材質(zhì)是工程塑料。

需要明確的是：工程塑料具有一定的硬度和耐磨性，符合本技術(shù)方案的要求。

本發(fā)明的工作原理是：電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)主軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，電磁鐵601通電后對(duì)鐵鎳合金徑向力加載環(huán)602產(chǎn)生作用力，從而對(duì)滾動(dòng)軸承3產(chǎn)生一個(gè)徑向力；同理，任一側(cè)的環(huán)狀電磁鐵603通電后，與鐵鎳合金軸向力加載環(huán)604產(chǎn)生作用力，從而對(duì)滾動(dòng)軸承3產(chǎn)生一個(gè)軸向力。滾動(dòng)軸承3的外圈圓柱表面噴涂黑白啞光漆，用于制作均勻散斑，可通過軸承座（2）厚度中心位置設(shè)置的攝像頭701透過硬質(zhì)透明薄環(huán)4采集散斑的變化信息，通過多通道的高速攝像機(jī)702記錄散斑變化信息，再利用數(shù)字散斑相關(guān)方法獲得滾動(dòng)軸承3的應(yīng)變或應(yīng)力分布趨勢(shì)。

以上所述僅為發(fā)明的較佳實(shí)施例而己，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。