申请/专利权人：大连工业大学;聊城市中瑞轴承配件股份有限公司

申请日：2023-07-12

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117109913B

主分类号：G01M13/04

分类号：G01M13/04;G01M7/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2023.12.12#实质审查的生效;2023.11.24#公开

摘要：本发明属于轴承试验技术领域,公开了一种可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置，主要由钢球自转驱动装置、保持架夹紧装置、保持架振动激励装置、外圈角度偏转装置、轴向预紧调整装置、润滑装置、试验台架体和被测轴承组成。本发明具有外圈角度偏转装置和轴向预紧调整装置，能够控制轴承外圈角度偏转及轴向位移变化。本发明保持架振动激励装置及保持架夹紧装置，实现对保持架的定位及夹紧。本发明具有钢球自转驱动装置，其采用轴和部分外圈夹持单个钢球进行驱动，模拟钢球旋转工况，同时配合外圈角度偏转和轴向加载及预紧，实现钢球与外圈以及保持架的相互作用状态的模拟。

主权项：1.一种可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置，其特征在于，该可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置主要由钢球自转驱动装置1、保持架夹紧装置2、保持架振动激励装置3、外圈角度偏转装置4、轴向预紧调整装置5、润滑装置6、试验台架体7和被测轴承8组成，由钢球自转驱动装置1带动轴11旋转，从而带动球轴承内圈及钢球旋转，实现钢球自旋；保持架夹紧装置2通过调节V型块21及夹紧机构，实现对球轴承保持架的定位及夹紧；夹紧机构由可动滑块22、固定滑块23、旋钮24组成；保持架振动激励装置3通过铰接机构与保持架夹紧装置2中的V型块21连接，由激振器33对球轴承保持架施加不同频率和幅值的冲击载荷，实现球轴承保持架的冲击模拟；铰接机构由连接套筒34、连接销35、铰接座36、铰接座螺栓37组成；外圈角度偏转装置4通过角度偏转旋柄48调节球轴承外圈偏转角度，实现球轴承接触角控制；轴向预紧调整装置5通过旋柄调节球轴承外圈轴向位移，从而改变轴向预紧力的大小，实现球轴承预紧控制；润滑装置6通过夹持机构64调节喷油装置位置；钢球自转驱动装置1主要由轴11、锁紧螺母12、轴承座13、联轴器14、联轴器螺栓15和驱动电机16组成；轴11两端由轴承座13支撑于试验台架体7上，轴11的右端通过联轴器14与驱动电机16连接，中间部分与球轴承内圈配合，实现扭矩传递；锁紧螺母12通过螺纹连接在轴11上，与另一侧轴11上的轴肩配合，实现球轴承内圈的轴向定位；轴承座13分布在轴11的两侧，固定在试验台架体7上，实现对轴11的支撑；联轴器14与联轴器螺栓15将驱动电机16的输出轴与轴11连接，实现扭矩的传递；驱动电机16输出轴由联轴器14与轴11连接，通过联轴器14将扭矩传递至轴11上，再传递到球轴承钢球上，驱动电机16由电机底座固定在试验台架体7上，实现扭矩输入；通过控制驱动电机16的转速，控制轴11及球轴承内圈的转速，进而控制球轴承钢球的转速，实现球轴承钢球的转速控制；保持架夹紧装置2主要由V型块21、可动滑块22、固定滑块23、旋钮24、圆柱滑块25、圆柱滑轨26和固定台27组成；V型块21与球轴承保持架配合以限制其自由度，实现对球轴承保持架的定位；V型块21的一侧的一端安装有可动滑块22，可进行轴向窜动；V型块21的一侧的另一端安装有固定滑块23，可动滑块22和固定滑块23由旋钮24连接，V型块21两侧结构相同，通过拧紧旋钮24实现对球保持架的夹紧；圆柱滑块25固定于V型块21上，固定台27上的圆柱滑轨26过圆柱滑块25上的通孔，在激振器33工作时可实现的径向滑动，实现冲击的传递；固定台27固定于试验台架体7的夹紧机构固定面64上，实现保持架夹紧装置2的固定；通过拧松旋钮24将被试轴承放入V型块21中，由V型块21将球轴承保持架进行定位，接下来拧紧旋钮24，使球轴承保持架被夹紧，各部分相互配合以实现球轴承保持架的定位及夹紧；保持架振动激励装置3主要由激振架31、连接螺栓32、激振器33、连接套筒34、连接销35、铰接座36和铰接座螺栓37组成；激振架31与试验台架体7中的激振系统连接面73连接，再通过连接螺栓32与激振器33连接，实现激振器33的固定；激振器33通过激振架31放置于竖直方向，实现对保持架的径向激励；连接套筒34通过连接销35与激振器33顶部连接，另一端由铰接座36通过铰接座螺栓37固定于V型块21上，实现径向激励的传递；在启动激振器33后，使其通过铰接机构传递给V型块21，在圆柱滑块25及圆柱滑轨26的限制下，V型块21带动球轴承保持架做径向窜动，实现对球轴承保持架冲击频率和幅值的控制；外圈角度偏转装置4主要由固定支架41、角度偏转锁紧螺钉42、悬臂锁紧螺栓43、悬臂锁紧块44、角度偏转平台45、角度偏转平台联轴器46、角度偏转平台联轴器螺栓47和角度偏转旋柄48组成；固定支架41下端通过螺栓固定在试验台架体7中的支架固定孔74上，上端与角度偏转平台45连接，实现外圈角度偏转装置4的固定；角度偏转锁紧螺钉42通过拧紧和放松来控制角度偏转旋柄48是否旋转，实现对角度偏转平台45的偏转位置控制；悬臂锁紧螺栓43将悬臂锁紧块44用螺栓连接于固定支架41上，实现悬臂锁紧块44的固定；悬臂锁紧块44在角度偏转平台45旋转一定角度后与角度偏转锁紧螺钉42配合将其锁死，实现接触角度的控制；角度偏转平台45内部与丝杠57及光轴59连接，外部与固定支架41连接，并设置有角度偏转旋柄48和锁紧螺母，实现球轴承外圈整体的角度偏转；角度偏转平台联轴器46用角度偏转平台联轴器螺栓47将角度偏转旋柄48与角度偏转平台45连接，实现扭矩的等效传递；角度偏转旋柄48固定于固定支架41上，与角度偏转平台45的轴连接，旋合角度偏转旋柄48带动角度偏转平台45旋转，从而带动球轴承外圈旋转，实现对球轴承接触角的控制；通过调节角度偏转旋柄48有效改变球轴承外圈偏转角度的大小，并通过旋紧与放松角度偏转锁紧螺钉42控制接触角度大小；轴向预紧调整装置5主要由加载旋柄51、加载锁紧螺钉52、丝杠滑块螺栓53、加载平台54、丝杠滑块55、夹紧旋钮56、丝杠57、侧面夹紧旋钮58和光轴59组成；加载旋柄51连接于角度偏转平台45的一侧，通过旋合控制加载平台54前进，进而推动球轴承外圈前进，实现球轴承的预紧调整；加载锁紧螺钉52通过拧紧和放松来控制加载旋柄51是否推进，实现对球轴承预紧程度的控制；丝杠滑块螺栓53将丝杠滑块55固定在加载平台54上，实现丝杠滑块55与加载平台54的同步运行；加载平台54两侧由光轴59进行固定轨迹，再由丝杠57控制行程，实现球轴承轴向预紧；丝杠滑块55沿丝杠57进行轴向移动，并由丝杠滑块螺栓53固定在加载平台54上，实现二者的同步运行；夹紧旋钮56和两个侧面夹紧旋钮58配合夹紧球轴承外圈，实现球轴承外圈的定位固定；丝杠57由加载旋柄51控制旋转，光轴59两端固定在角度偏转平台45上，二者相互配合实现轴向移动；通过调节加载旋柄51，有效改变球轴承外圈对钢球的轴向预紧力及加载力的大小，并通过旋紧与放松加载锁紧螺钉52实现球轴承的预紧调整；润滑装置6主要由底座61、锁紧旋钮62、固定轴63、夹持机构64和喷油装置65组成；底座61与试验台架体7中的润滑装置底座固定孔72连接，实现润滑装置6的固定；锁紧旋钮62通过旋紧和放松调整喷油位置，实现润滑位置的控制；固定轴63先与底座61连接，再由夹持机构64与另一根固定轴63连接，最后再由夹持机构64与喷油装置65连接，实现润滑装置6的支撑；夹持机构64通过旋合螺母调节其在固定轴63上的位置，并且在到达合适位置后固定，实现润滑角度的控制；喷油装置65由夹持机构64固定，并在需要时将油喷到旋转的钢球上；润滑装置可调整喷嘴角度和位置，且喷嘴可调节润滑流量，各部分配合实现润滑的控制；试验台架体7主要由轴承座连接面71、润滑装置底座固定孔72、激振系统连接面73、支架固定孔74和电机底座固定面75组成；轴承座连接面71通过螺栓与轴承座13连接，使其固定于试验台架体7上；润滑装置底座固定孔72通过螺栓与底座61连接，使其固定于试验台架体7上；激振系统连接面73通过螺栓与激振架31连接，使其固定于试验台架体7上；支架固定孔74通过螺栓与固定支架41连接，使其固定于试验台架体7上；电机底座固定面75通过螺栓与驱动电机16底座连接，使其固定于试验台架体7上；通过不同的连接方式使各部分装置固定于试验台架体7，保证各部分正常工作。

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