[发明专利]轴承动态特性参数测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承动态特性参数测试装置，特别是可以测试角接触球轴承在不同工况载荷下的动态特性参数测试装置。

背景技术

在机械结构中大量存在各类机械结合面，这些结合面的接触刚度和阻尼对机械结构的性能有着重要的影响，比如Burdekin等人1979年在研究论文中指出机床中结合面的接触刚度约占机床总刚度的60～80%。

轴承动态特性实质上是指轴承内外圈和滚动体之间的滚动接触面之间的接触刚度，是影响机床动态特性的一个重要因素。轴承是应用极其广泛的一种机械支承装置，目前高速旋转机械采用的轴承主要有滚动轴承、滑动轴承、磁悬浮轴承和气浮轴承等，其中应用最广泛、成本最低的是滚动轴承。角接触球轴承与其它类型轴承相比，具有结构简单、能同时承受径向和轴向负荷、易维护等特点。随着对高档数控机床提出来的高速度，高精度，高稳定性等要求，作为其主要支承部件的轴承动态特性也日益成为人们关注的重点。

查阅以往的轴承参数测试装置，多数偏向于测定单一因素下轴承的参数，测试对象也通常只针对单个轴承，为了获取不同工况下轴承动态特性参数以支持现代机械结构的设计，因此发明一种测试原理正确、机构简单并且能够测试不同工况下轴承动态特性参数测试装置具有重要意义。

发明内容

本发明所解决的技术问题是（提供一种能够测试角接触球轴承轴向和径向动态特性参数的测试装置，该装置需要满足以下要求：测试原理正确，结构设计简单，测试精度高等。）提供一种具有测试原理正确、结构设计简单、测试精度高并能测量轴向和径向动态特性参数等特点的角接触球轴承动态特性参数测试装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种轴承动态特性参数测试装置，包括试验装置和仪器设备系统；所述试验装置包括铸铁平台、安装基板、下轴承座、上轴承座、轴承套、预紧螺母、预紧螺栓台、预紧螺杆、弹性绳、橡胶弹簧、支架、心轴、加载螺杆、加载杆、径向加载架、轴向螺栓台、滑键、轴端螺母、轴承、传递杆；所述仪器设备系统包括激振器、阻抗头、压电式加速度传感器、静力传感器、信号调理仪、数据采集器、功率放大器、电子计算机、数显仪表；其中，安装基板固定于铸铁平台上，安装基板上表面铣有T型槽和键槽，两个下轴承座装配在安装基板上，其中，一个下轴承座固定于安装基板上，另一个下轴承座用螺栓固定在安装基板上，下轴承座下表面安装有滑键，上轴承座和下轴承座装配组成对开式轴承座，轴承套安装在上轴承和下轴承座之间，并用螺栓与上轴承座和下轴承座固定，待测轴承安装在轴承套中，轴承外圈由预紧螺母压紧固定，心轴两端和一对轴承装配，轴承内圈由轴端螺母压紧固定；预紧螺栓台固定在安装基板上、预紧螺杆装在预紧螺栓台中，预紧螺杆一端装有加载杆，另一端装有传递杆，在预紧螺杆和传递杆之间装有橡胶弹簧，橡胶弹簧和传递杆之间留有间隙，静力传感器安装在传递杆另一端；轴向螺栓台固定在安装基板上，加载螺杆装在轴向螺栓台中，加载螺杆一端装有加载杆，另一端装有传递杆，在加载螺杆和传递杆之间装有橡胶弹簧，橡胶弹簧和传递杆之间留有间隙，静力传感器安装在传递杆另一端；两个径向加载架用螺栓固定在安装基板靠近心轴的两轴端处，加载螺杆装在径向加载架中，双加载螺杆的轴线所在的平面垂直于安装基板水平面，且经过心轴的轴线，加载螺杆一端装有加载杆，另一端装有传递杆，在加载螺杆和传递杆之间装有橡胶弹簧，橡胶弹簧和传递杆之间留有间隙，静力传感器安装在传递杆另一端；激振器通过弹性绳悬挂于支架上，阻抗头通过顶杆与激振器相连，心轴轴端面加工有轴向联接螺纹孔，轴向联接螺纹孔位于心轴的轴线和端面的几何中心交点处；在测量时，阻抗头通过螺柱与心轴上的轴向联接螺纹孔联接，压电式加速度传感器通过磁头吸盘分别安装在心轴和轴承套上，压电式加速度传感器和阻抗头通过数据线和信号调理仪输入端相连，信号调理仪输出端和数据采集器相连，功率放大器输出端和激振器相连，功率放大器输入端和数据采集器相连，数据采集器通过USB接口数据线连于电子计算机上，数显仪表输入端和静力传感器相连。

本发明与现有技术相比，其优点是：

（1）将测试装置简化为单自由度系统大大降低了测试的复杂程度，操作简单，容易准确的获取轴承动态特性测试信号。

（2）对测试装置进行轴向（径向）激励时，能够准确获取该轴承轴向（径向）动态特性参数。

（3）在心轴轴线和端面交点处进行激励时，激振力方向要通过其质心。这样激励时，心轴在激振力方向上都可获得平稳振型，避免了侧翻及扭转等振型出现，提高了参数识别的准确性。