一种轴承寿命实验定量加载装置

专利摘要:
本实用新型提供了一种轴承寿命实验定量加载装置，包括轴承座，轴承座上设置被试轴承，轴承座上方通过螺纹加载杆连接加载手柄；加载手柄包括手柄盒体，手柄盒体上设置导向调节槽，导向调节槽内设置调节销钉，手柄盒体内依次设置加载连杆、敲击连杆，加载连杆上的方头与螺纹加载杆的方槽相配合，敲击连杆通过调节销钉固定在手柄盒体内，调节销钉另一端安装有自由旋转的弹簧。本实用新型螺纹加载方式只需要在轴承座上打出螺纹孔，可以应用于固定式或悬臂式等任意形式的轴承座及其滚动轴承上，适用范围广；将螺纹加载机构和定量加载手柄相结合，避免了因加载过度导致螺纹加载结构的破坏，并且使得实验过程具有较强的可重复性和可对比性。
公开号:CN214334235U
申请号:CN202120252721.7U
申请日:2021-01-29
公开日:2021-10-01
发明作者:奚卉；唐兴璐；马晓丽；杨月英；曹金凤；刘鹏
申请人:Qingdao University of Technology；
IPC主号:G01M13-04

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及一种实验定量加载装置，特别涉及一种轴承寿命实验定量加载装置。
[n0002] 滚动轴承是重要的基础零部件，广泛应用于各类旋转机械中，其可靠性和使用寿命会影响转子系统乃至整个主机的性能和寿命。滚动轴承寿命试验是预测轴承使用寿命和进行轴承剩余寿命、故障诊断监测等研究的有效方法。自然状态下的滚动轴承寿命实验一般需要持续数周甚至数月时间，为了节省时间和测量成本，通常采用加载或增加转速等方式加速轴承的损坏过程，从而在较高的应力水平下加速样本的失效，用较少的试验时间监测整个损坏失效过程，进而预测产品在正常应力作用下的寿命演化特征。
[n0003] 轴承寿命实验台上所使用的加载装置主要采用液压气动加载和纯机械式加载两种方式。CN207007512U专利所述滚动轴承寿命试验机利用加载顶杆、液压系统和PLC控制器实现对被测试轴承的自动加载，并借助压力传感器测定加载力大小。为了降低实验台成本和结构的复杂度，CN204387125U和CN209727461U专利所述的径向加载装置采用螺纹结构对轴承外圈进行纯机械式加载，前者采用内嵌式的压力传感器对加载力进行测量，后者只实现加载，不测量加载力的大小。此外，如CN204944839U专利所述的滚动轴承寿命试验台采用砝码和杠杆进行纯机械式加载，根据杠杆支点位置和砝码重量计算加载力大小。
[n0004] CN207007512U专利所采用的液压加载系统能够实现轴承的加载控制，但装置结构较为复杂，造价高昂，并且需要借助压力传感器确定加载力大小，增加了测试成本和机构复杂性。CN204387125U专利所采用的螺纹加载装置仍需要采用压力传感器和数据采集处理系统来确定加载力，导致测试成本大大增加。而CN209727461U专利并未对加载力进行控制，容易导致加载机构的失效，且实验结果不具有可重复性，不利于后续分析研究。
[n0005] CN204944839U专利所采用的砝码-杠杆机械加载方式能够通过纯机械方式实现滚动轴承径向固定载荷加载，但有以下几个缺点：①仅适用于轴承座悬臂的情况，②砝码-杠杆加载装置导致实验台整机结构不够紧凑，③根据杠杆支点位置和砝码重量计算加载力，需要考虑杠杆本身重量对计算结果的影响，且对机构加工和装配精度要求较高，④杠杆机构在实验台运转时会产生较大振动，影响加载的稳定性和可靠性。
[n0006] 本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种轴承寿命实验定量加载装置。
[n0007] 本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种轴承寿命实验定量加载装置，包括轴承座，轴承座上设置被试轴承，所述轴承座上方通过螺纹加载杆连接加载手柄；所述加载手柄包括手柄盒体，手柄盒体上设置导向调节槽，导向调节槽内设置调节销钉，所述手柄盒体内依次设置加载连杆、敲击连杆，其中加载连杆上的方头与螺纹加载杆的方槽相配合，敲击连杆通过调节销钉固定在手柄盒体内，调节销钉另一端安装有自由旋转的弹簧，弹簧的一端固定在敲击连杆的耳板上, 另一端抵住手柄盒体壁面。
[n0008] 优选的，所述被试轴承的外圈与轴承座的内孔相配合。
[n0009] 优选的，所述手柄盒体上设置旋转固定孔，旋转固定孔内固定加载连杆。
[n0010] 优选的，所述加载手柄还包括手柄盒盖，手柄盒盖上设置四个销孔，销孔与手柄盒体上的四个手柄盒体销孔相对应，手柄盒盖通过四个圆锥销与手柄盒体固定。
[n0011] 优选的，所述被试轴承为需要进行径向加载的滚动轴承，包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承。
[n0012] 优选的，所述耳板上设置通孔，通孔固定弹簧上端的簧丝，弹簧下端的簧丝抵住手柄盒体的下端壁面。
[n0013] 与现有技术相比，本实用新型的有益之处为：
[n0014] 1、本实用新型螺纹加载方式只需要在轴承座上打出螺纹孔，因而，可以应用于固定式或悬臂式等任意形式的轴承座及其滚动轴承上，适用范围广；
[n0015] 2、将螺纹加载机构和定量加载手柄相结合，不需通过复杂的传感器测试和采集系统即实现了滚动轴承径向加载的定量化，避免了因加载过度导致螺纹加载结构的破坏，并且使得实验过程具有较强的可重复性和可对比性；
[n0016] 3、利用加载手柄上的调节销钉调整两个连杆旋转中心的距离，进而调节手柄的作用力矩，从而方便地增减作用在滚动轴承上的加载力；
[n0017] 4、巧妙地通过连杆对手柄盒体内壁的敲击来判定力矩是否到达设定值。
[n0018] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[n0019] 图1为本实用新型轴承寿命实验定量加载装置结构示意图；
[n0020] 图2为本实用新型轴承寿命实验定量加载装置装配关系示意图；
[n0021] 图3为本实用新型加载手柄背面结构示意图；
[n0022] 图4为本实用新型加载手柄盒内机构示意图；
[n0023] 图5为本实用新型加载手柄盒盖示意图。
[n0024] 图中，1、加载手柄，2、螺纹加载杆，3、轴承座，4、被试轴承，1-1、手柄盒体，1-1a、旋转固定孔，1-1b、导向调节槽，1-1c、手柄盒体销孔，1-2、调节销钉，1-3、加载连杆，1-4、敲击连杆，1-4a、耳板，1-5、弹簧，1-6、手柄盒盖，1-6a、销孔，1-7、方头，1-8、方槽。
[n0025] 以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。
[n0026] 如图1、图2所示，一种轴承寿命实验定量加载装置，包括轴承座3，轴承座3上设置被试轴承4，所述轴承座3上方通过螺纹加载杆2连接加载手柄1，其中被试轴承4的外圈与轴承座3的内孔相配合，被试轴承4为需要进行径向加载的滚动轴承，包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承等，轴承座3的结构形式不限于本实施案例中的固定式结构，亦可为悬臂式等不同轴承座形式。使用时，加载手柄1能保证加载装置输出固定数值的加载力，最终通过螺纹加载杆2和轴承座3上螺纹结构的旋合实现对被试轴承4的径向加载。
[n0027] 如图3、图4所示，加载手柄1包括手柄盒体1-1，手柄盒体1-1主要用来容纳和安装加载连杆1-3和敲击连杆1-4，手柄盒体1-1上设置旋转固定孔1-1a，来固定加载连杆1-3并起到旋转导向作用，盒体上开有引导调节销钉1-2位置的导向调节槽1-1b，用来调整敲击连杆1-4与加载连杆1-3旋转中心的相对位置，本实施案例中，调节销钉1-2安装在导向调节槽1-1b内，加载连杆1-3上的方头1-7与螺纹加载杆2的方槽1-8相配合，旋转加载手柄1时，力矩将通过螺纹加载杆2转化为施加在被试轴承4上的加载力，螺纹加载杆2通过其螺杆上螺纹与轴承座3上螺纹孔的旋合，产生对被试轴承4的加载力，引起被试轴承4外圈的变形。当滚动体通过变形区域时，因受到挤压而产生附加应力或加剧打滑现象，从而加速滚动轴承组件的疲劳破坏和磨损失效。
[n0028] 如图3-5所示，敲击连杆1-4通过调节销钉1-2固定在手柄盒体1-1内，调节销钉1-2另一端安装有自由旋转的弹簧1-5，可绕调节销钉1-2自由旋转，弹簧1-5通过调节销钉1-2约束其水平位移，同时通过手柄盒盖1-6约束其垂直位移，以防止弹簧1-5脱离调节销钉1-2。敲击连杆1-4上焊接有耳板1-4a，耳板1-4a上设置通孔，耳板1-4a的通孔用于固定弹簧1-5的上端簧丝，而下端簧丝抵住手柄盒体1-1下端壁面。加载手柄1还包括手柄盒盖1-6，手柄盒盖1-6上设置四个销孔1-6a，销孔1-6a与手柄盒体1-1上的四个手柄盒体销孔1-1c相对应，手柄盒盖1-6通过四个圆锥销与手柄盒体1-1固定。
[n0029] 当旋转加载手柄1施加加载力时，加载连杆1-3旋转拨动敲击连杆1-4进行旋转，当足够大的力矩施加于弹簧1-5时，敲击连杆1-4焊接有耳板1-4a的一端将会敲击手柄盒体1-1的下端壁面，此时停止继续施加力矩即可获得固定量值的加载力。下一次实验若需要施加同样载荷的力，不需要调整调节销钉1-2的位置，直接施加扭力至敲击连杆1-4敲击手柄盒体1-1的下端壁面即可达到同样的加载力。
[n0030] 采用力矩测量装置对加载手柄1进行校准，标定调节销钉1-2位置与加载力矩之间的线性关系，在手柄盒体1-1的导向调节槽1-1b处标注刻度。滑动调节销钉1-2到所需的力矩数值刻度，当敲击连杆1-4敲击手柄盒体1-1的下端壁面时就达到了调节销钉1-2所指示的力矩数值，从而实现定量加载力矩数值的获取和力矩大小的实时调整。
[n0031] 本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中的“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接连接，也可以是通过中间部件间接连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。
[n0032] 以上所述为本实用新型的优选实施方式，具体实施例的说明仅用于更好的理解本实用新型的思想。对于本技术领域的普通技术人员来说，依照本实用新型原理还可以做出若干改进或者同等替换，这些改进或同等替换也视为落在本新型的保护范围。

权利要求:
Claims (6)
[0001] 1.一种轴承寿命实验定量加载装置，其特征在于：包括轴承座（3），轴承座（3）上设置被试轴承（4），所述轴承座（3）上方通过螺纹加载杆（2）连接加载手柄（1）；所述加载手柄（1）包括手柄盒体（1-1），手柄盒体（1-1）上设置导向调节槽（1-1b），导向调节槽（1-1b）内设置调节销钉（1-2），所述手柄盒体（1-1）内依次设置加载连杆（1-3）、敲击连杆（1-4），其中加载连杆（1-3）上的方头（1-7）与螺纹加载杆(2)的方槽（1-8）相配合，敲击连杆（1-4）通过调节销钉（1-2）固定在手柄盒体（1-1）内，调节销钉（1-2）另一端安装有自由旋转的弹簧（1-5），弹簧（1-5）的一端固定在敲击连杆（1-4）的耳板（1-4a）上。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种轴承寿命实验定量加载装置，其特征在于：所述被试轴承（4）的外圈与轴承座（3）的内孔相配合。
[0003] 3.根据权利要求1所述的一种轴承寿命实验定量加载装置，其特征在于：所述手柄盒体（1-1）上设置旋转固定孔（1-1a），旋转固定孔（1-1a）内固定加载连杆（1-3）。
[0004] 4.根据权利要求1所述的一种轴承寿命实验定量加载装置，其特征在于：所述加载手柄（1）还包括手柄盒盖（1-6），手柄盒盖（1-6）上设置四个销孔（1-6a），销孔（1-6a）与手柄盒体（1-1）上的四个手柄盒体销孔（1-1c）相对应，手柄盒盖（1-6）通过四个圆锥销与手柄盒体（1-1）固定。
[0005] 5.根据权利要求1所述的一种轴承寿命实验定量加载装置，其特征在于：所述被试轴承（4）为需要进行径向加载的滚动轴承，包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承。
[0006] 6.根据权利要求1所述的一种轴承寿命实验定量加载装置，其特征在于：所述耳板（1-4a）上设置通孔，通孔固定弹簧（1-5）上端的簧丝，弹簧（1-5）下端的簧丝抵住手柄盒体（1-1）的下端壁面。

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120252721.7U|CN214334235U|2021-01-29|2021-01-29|一种轴承寿命实验定量加载装置|CN202120252721.7U| CN214334235U|2021-01-29|2021-01-29|一种轴承寿命实验定量加载装置|