本發(fā)明涉及軸承測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置及測量方法。

背景技術(shù)：

軸承在變速箱或減速箱的傳動系中的應(yīng)用極為普遍，且軸承普遍采用成對配置。軸承的軸向預(yù)緊涉及到三個至關(guān)重要的參數(shù)：剛度、預(yù)緊力和起動摩擦力矩；而如何通過實際測試手段同時得到上述三個參數(shù)之間的關(guān)系，在當前行業(yè)內(nèi)并無成熟應(yīng)用的先例。因此，研發(fā)一種可以同時測量軸承剛度、預(yù)緊力和起動摩擦力矩的裝置十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置及測量方法，以通過一個測量裝置可以同時獲得單個軸承或成對配置的軸承的預(yù)緊力、剛度以及起動摩擦力矩。

本發(fā)明提供了一種軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，其特征在于，包括：

主動軸，所述主動軸包括第一臺階和用于卡設(shè)軸承的第二臺階，以及測試端和緊固端，所述測試端和所述緊固端上設(shè)置有外螺紋；

內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊，所述內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊套設(shè)在所述第一臺階上，所述內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊上開設(shè)有凹槽；

外軸向壓力傳導(dǎo)塊，所述外軸向壓力傳導(dǎo)塊上設(shè)置有與所述凹槽配合的凸起；

壓力傳感器，所述壓力傳感器套設(shè)在所述主動軸上，且所述壓力傳感器的端面與所述內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊的端面貼合；

鎖緊螺母，所述鎖緊螺母包括第一螺母和第二螺母，所述第一螺母與所述測試端固定連接，所述第二螺母與所述緊固端固定連接。

如上所述的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，其中，優(yōu)選的是，還包括套筒，所述套筒的內(nèi)壁上設(shè)置有第一凸部和第二凸部，所述第一凸部和所述第二凸部均與軸承過盈配合，且所述第一凸部的過盈量小于第二凸部的過盈量。

如上所述的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，其中，優(yōu)選的是，所述套筒上開設(shè)有油孔。

如上所述的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，其中，優(yōu)選的是，所述套筒上還設(shè)置有支撐座。

如上所述的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，其中，優(yōu)選的是，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于所述第二凹槽的深度。

如上所述的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，其中，優(yōu)選的是，所述外軸向壓力傳導(dǎo)塊上設(shè)置有第一壓緊部，所述第一壓緊部與軸承端面配合。

如上所述的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，其中，優(yōu)選的是，所述內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊上設(shè)置有第二壓緊部，所述第二壓緊部與所述主動軸上的軸肩配合。

本發(fā)明還提供了一種測量成對配置的軸承的剛度及起動摩擦力矩的方法，其中，所述測量成對配置的軸承的剛度及起動摩擦力矩的方法采用了本發(fā)明提供的所述軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，包括如下步驟：

將外軸向壓力傳導(dǎo)塊上的凸起與內(nèi)壓力傳導(dǎo)塊上的第一凹槽配合，使外壓力傳導(dǎo)塊上的第一壓緊部壓緊在軸承端面；

安裝千分表，使千分表的探頭與第一螺母的端面貼合，并將表頭指針調(diào)零；

通過扳手夾緊第二螺母，使主動軸無法旋轉(zhuǎn)；

通過扳手不斷鎖緊第一螺母，以對軸承施加軸向壓力，當所述軸向壓力達到設(shè)定值時，停止鎖緊，并記錄千分表上的數(shù)值，即系統(tǒng)的變形量，并根據(jù)設(shè)定的軸向壓力，查表獲得傳感器軸向變形的數(shù)值，再根據(jù)公式計算軸承剛度，所述公式如下：

軸承剛度＝F/(L-σ)，

其中，F(xiàn)為軸向壓力，L為系統(tǒng)變形量，σ為傳感器軸向變形量；

解除扳手對第二螺母的固定狀態(tài)，通過數(shù)顯扳手測量軸承的起動摩擦力矩。

如上所述的測量成對配置的軸承的剛度及起動摩擦力矩的方法，其中，優(yōu)選的是，在步驟“安裝千分表，使千分表的探頭與第一螺母的端面貼合，并將表頭指針調(diào)零”之前，還包括步驟：

通過扳手夾緊第二螺母，使主動軸無法旋轉(zhuǎn)；

通過扳手不斷鎖緊第一螺母，以對軸承施加軸向壓力，當所述軸向壓力達到設(shè)定值時，停止鎖緊；

解除扳手對第二螺母的固定狀態(tài)，并安裝千分表，使千分表的探頭與主動軸上的圓柱面貼合，并將表頭指針調(diào)零；

勻速旋轉(zhuǎn)主動軸，并記錄千分表上顯示的最大值，同時查表判斷所述最大值是否滿足國標要求；

拆卸千分表。

本發(fā)明還提供了一種測量單個軸承的剛度及起動摩擦力矩的方法，其中，所述測量成對配置的軸承的剛度及起動摩擦力矩的方法采用了本發(fā)明提供的所述軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，包括如下步驟：

將外軸向壓力傳導(dǎo)塊上的凸起與內(nèi)壓力傳導(dǎo)塊上的第二凹槽配合，使內(nèi)壓力傳導(dǎo)塊上的第二壓緊部壓緊在主動軸的軸肩上；

通過扳手夾緊第二螺母，使主動軸無法旋轉(zhuǎn)；

安裝千分表，使千分表的探頭與第一螺母的端面貼合，并將表頭指針調(diào)零；

通過扳手不斷鎖緊第一螺母，以對軸承施加軸向壓力，當所述軸向壓力達到設(shè)定值時，停止鎖緊，并記錄千分表上的數(shù)值，即系統(tǒng)的變形量，并根據(jù)設(shè)定的軸向壓力，查表獲得傳感器軸向變形的數(shù)值，再根據(jù)公式計算軸承剛度，所述公式如下：

軸承剛度＝F/(L-σ)，

其中，F(xiàn)為軸向壓力，L為系統(tǒng)變形量，σ為傳感器軸向變形量；

解除扳手對第二螺母的固定狀態(tài)，通過數(shù)顯扳手測量軸承的起動摩擦力矩。

本發(fā)明提供的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置及測量方法，通過內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊和外軸向壓力傳導(dǎo)塊之間可變換的配合，實現(xiàn)了通過一個測量裝置即可同時獲得單個軸承或成對配置的軸承的預(yù)緊力、剛度以及起動摩擦力矩。

附圖說明

圖1為測量成對配置的軸承的剛度及起動摩擦力矩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為測量單個軸承的剛度及起動摩擦力矩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為套筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為套筒的剖視圖；

圖6為外軸向壓力傳導(dǎo)塊的軸測圖；

圖7為外軸向壓力傳導(dǎo)塊在另一角度的軸測圖；

圖8為內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊的軸測圖；

圖9為凸起與第一凹槽配合的狀態(tài)圖；

圖10為凸起與第二凹槽配合的狀態(tài)圖。

附圖標記說明：

100-主動軸 110-測試端 120-緊固端

130-第一臺階 140-第二臺階 200-內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊

210-第二壓緊部 220-第二凹槽 230-第一凹槽

300-外軸向壓力傳導(dǎo)塊 310-第一壓緊部 320-凸起

400-套筒 410-第一凸部 420-第二凸部

430-進油孔 440-出油孔 450-支撐座

451-安裝孔 500-第一螺母 510第一螺母端面

520-第一螺母圓柱面 600-第二螺母 700-壓力傳感器

800-軸承

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

圖1為測量成對配置的軸承的剛度及起動摩擦力矩的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為測量單個軸承的剛度及起動摩擦力矩的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明實施例提供的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

請同時參照圖1至圖3，本發(fā)明實施例提供了一種軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，其中包括主動軸100、內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊200、外軸向壓力傳導(dǎo)塊300、壓力傳感器700和鎖緊螺母；其中，主動軸100包括第一臺階130和用于卡設(shè)軸承800的第二臺階140，以及測試端110和緊固端120，測試端110和緊固端120上設(shè)置有螺紋相互反向的螺紋；內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊200套設(shè)在第一臺階130上，內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊200上開設(shè)有凹槽；外軸向壓力傳導(dǎo)塊300上設(shè)置有與凹槽配合的凸起320；壓力傳感器700套設(shè)在主動軸100上，且壓力傳感器700的端面與內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊200的端面貼合；鎖緊螺母包括第一螺母500和第二螺母600，第一螺母500與測試端110固定連接，第二螺母600與緊固端120固定連接。

本發(fā)明實施例提供的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置在其使用過程中，可以將待測的單個軸承或者成對配置的軸承安裝到該軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置上，并通過擰緊螺母以獲得預(yù)緊力，并根據(jù)千分表測得的系統(tǒng)的變形量，可以計算出單個軸承或成對配置的軸承的剛度；另外在設(shè)定預(yù)緊力下，通過數(shù)顯扳手可以測得單個軸承或成對配置的軸承的起動摩擦力矩，從而實現(xiàn)通過該軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置可以同時獲得單個軸承或成對配置的軸承的預(yù)緊力、剛度以及起動摩擦力矩。

圖4為套筒的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為套筒的剖視圖。

進一步地，請同時參照圖4和圖5，該軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置還包括套筒400，套筒400的內(nèi)壁上設(shè)置有第一凸部410和第二凸部420，第一凸部410和第二凸部420均與軸承800過盈配合，且第一凸部410的過盈量小于第二凸部420的過盈量。

具體地，該軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置的裝配順序為：先將一個軸承800套設(shè)在主動軸100上靠近緊固端120的第二臺階140上，再將主動軸100從套筒400上靠近第一凸部410的一側(cè)穿設(shè)到套筒400中，并將軸承800卡設(shè)在第二凸部420的位置；隨后將另一個同一規(guī)格的軸承800套設(shè)在主動軸100上靠近測試端110的第二臺階140上，同時將其卡緊在第一凸部410的位置；然后依次將外軸向壓力傳導(dǎo)塊300和內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊200套設(shè)在主動軸100上，最后將鎖緊螺母分別擰緊到主動軸100的兩端，以完成該裝置的裝配。

需要說明的是，第一凸部410的過盈量小于第二凸部420的過盈量，是為了在保證第一凸部410與軸承800緊固的同時，又可以通過一定的外力將軸承800推入到套筒400中，以便于主動軸100上靠近緊固端120一側(cè)的軸承800的裝配，同時也保證了施加在套設(shè)主動軸100上靠近測試端110一側(cè)的軸承800上的力，可以有效傳遞到套設(shè)在主動軸100上靠近緊固端120一側(cè)的軸承800上。

進一步地，套筒400上還開設(shè)有油孔，該油孔包括進油孔430和出油孔440，其中進油孔430可以便于向軸承800上加注潤滑油，便于該裝置的運轉(zhuǎn)；出油孔440可以方便將多余的或失效的油液及時排除。

進一步地，套筒400上還設(shè)置有支撐座450，且支撐座450上開設(shè)有安裝孔451，以便該裝置可以通過螺栓等連接件固定設(shè)置在地面上。

可以理解的是，為了便于工藝加工，套筒400和支撐座450可以是一體成型。

圖6為外軸向壓力傳導(dǎo)塊的軸測圖，圖7為外軸向壓力傳導(dǎo)塊在另一角度的軸測圖，圖8為內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊的軸測圖，圖9為凸起與第一凹槽配合的狀態(tài)圖，圖10為凸起與第二凹槽配合的狀態(tài)圖。

進一步地，請同時參照圖6至圖10，凹槽包括第一凹槽230和第二凹槽220，第一凹槽230的深度小于第二凹槽220的深度；當凸起320和第一凹槽230配合時，可以實現(xiàn)對成對配置的軸承的剛度及起動摩擦力矩的測量；當凸起320和第二凹槽220配合時，可以實現(xiàn)對單個軸承的剛度及起動摩擦力矩的測量。

需要說明的是，第一凹槽230的數(shù)量可以是三個，第二凹槽220的數(shù)量也可以是三個，且第一凹槽230和第二凹槽220均以內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊200的軸心為中心在內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊200的一端面上平均分布，從而可以保證內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊200上受力均衡，進而可以保證軸承800能夠接收到均衡的軸向壓力，保證了測量結(jié)果的準確性。

一步地，參照圖1，外軸向壓力傳導(dǎo)塊300上設(shè)置有第一壓緊部310，第一壓緊部310與軸承800端面配合；具體地，當凸起320與第一凹槽230配合時，第一壓緊部310與軸承800端面配合，第一螺母500施加的軸向力可以通過套設(shè)在主動軸100上靠近測試端110一側(cè)的軸承800傳遞到套設(shè)在主動軸100上靠近緊固端120一側(cè)的軸承800上，從而實現(xiàn)了成對配置的軸承的剛度及起動摩擦力矩的測量。

進一步地，參照圖2，內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊200上設(shè)置有第二壓緊部210，第二壓緊部210與主動軸100上的軸肩配合，具體地，當凸起320與第二凹槽220配合時，第二壓緊部210與軸承800端面配合，第一螺母500施加的軸向力可以直接通過主動軸100傳遞到套設(shè)在主動軸100上靠近緊固端120一側(cè)的軸承800上，從而實現(xiàn)了對單個軸承的剛度及起動摩擦力矩的測量。

本發(fā)明實施例還提供了一種測量成對配置的軸承的剛度及起動摩擦力矩的方法，其中，該方法采用了本發(fā)明實施例提供的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，如圖1所示，具體包括如下步驟：

將外軸向壓力傳導(dǎo)塊300上的凸起320與內(nèi)壓力傳導(dǎo)塊上的第一凹槽230配合，使外壓力傳導(dǎo)塊上的第一壓緊部310壓緊在軸承800端面；

安裝千分表，使千分表的探頭與第一螺母端面510貼合，并將表頭指針調(diào)零；

通過扳手夾緊第二螺母600，使主動軸100無法旋轉(zhuǎn)；

通過扳手不斷鎖緊第一螺母500，以對軸承800施加軸向壓力，當軸向壓力達到設(shè)定值時，停止鎖緊，并記錄千分表上的數(shù)值，即系統(tǒng)的變形量，并根據(jù)設(shè)定的軸向壓力，查表獲得傳感器軸向變形的數(shù)值，再根據(jù)公式計算成對配置的軸承的綜合剛度，公式如下：

成對配置的軸承剛度＝F/(L-σ)，

其中，F(xiàn)為軸向壓力，L為系統(tǒng)變形量，σ為傳感器軸向變形量；

解除扳手對第二螺母600的固定狀態(tài)，通過數(shù)顯扳手測量軸承800的起動摩擦力矩。

需要說明的是，對軸承800施加的軸向壓力可以通過壓力傳感器700獲得，且壓力傳感器700具有設(shè)定的力與傳感器變形關(guān)系的數(shù)據(jù)庫，通過該數(shù)據(jù)庫可以直接根據(jù)力的大小獲得傳感器軸向變形量。

進一步地，在步驟“安裝千分表，使千分表的探頭與第一螺母500的端面貼合，并將表頭指針調(diào)零”之前，還包括步驟：

通過扳手夾緊第二螺母600，使主動軸100無法旋轉(zhuǎn)；

通過扳手不斷鎖緊第一螺母500，以對軸承800施加軸向壓力，當軸向壓力達到設(shè)定值時，停止鎖緊；

解除扳手對第二螺母600的固定狀態(tài)，并安裝千分表，使千分表的探頭與第一螺母圓柱面520貼合，并將表頭指針調(diào)零；

勻速旋轉(zhuǎn)主動軸100，并記錄千分表上顯示的最大值，同時查表判斷最大值是否滿足國標要求；

拆卸千分表。

需要說明的是，在步驟“安裝千分表，使千分表的探頭與第一螺母端面510貼合，并將表頭指針調(diào)零”之前的上述步驟，其目的是為了在測量成對配置的軸承800的剛度及起動摩擦力矩之前，對軸承800與軸之間的同軸度進行檢測，以保證獲得軸承800上準確的剛度及起動摩擦力矩。

具體地，千分表上顯示的數(shù)值是主動軸100的徑向跳動值，若該徑向跳動值滿足國標要求，則可以繼續(xù)對成對配置的軸承800進行剛度及起動摩擦力矩的測量；若滿足和國標要求，則需對主動軸100進行修整，并再次對軸承800與修整后的主動軸100之間的同軸度進行檢測。

本發(fā)明實施例還提供了一種測量單個軸承的剛度及起動摩擦力矩的方法，其中，該方法采用了本發(fā)明實施例提供的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置，如圖2所示，具體包括如下步驟：

將外軸向壓力傳導(dǎo)塊300上的凸起320與內(nèi)壓力傳導(dǎo)塊上的第二凹槽220配合，使內(nèi)壓力傳導(dǎo)塊上的第二壓緊部210壓緊在主動軸100的軸肩上；

安裝千分表，使千分表的探頭與第一螺母端面510貼合，并將表頭指針調(diào)零；

通過扳手夾緊第二螺母600，使主動軸100無法旋轉(zhuǎn)；

通過扳手不斷鎖緊第一螺母500，以對軸承800施加軸向壓力，當軸向壓力達到設(shè)定值時，停止鎖緊，并記錄千分表上的數(shù)值，即系統(tǒng)的變形量，并根據(jù)設(shè)定的軸向壓力，查表獲得傳感器軸向變形的數(shù)值，再根據(jù)公式計算單個軸承的綜合剛度，公式如下：

單個軸承剛度＝F/(L-σ)，

其中，F(xiàn)為軸向壓力，L為系統(tǒng)變形量，σ為傳感器軸向變形量；

解除扳手對第二螺母600的固定狀態(tài)，通過數(shù)顯扳手測量軸承800的起動摩擦力矩。

需要說明的是，當內(nèi)壓力傳導(dǎo)塊上的第二壓緊部210壓緊在主動軸100的軸肩上時，靠近測試端110的軸承800不受軸向壓力的作用，并處于自由狀態(tài)，有第一螺母500提供的軸向壓力通過主動軸100傳遞到靠近緊固端120的軸承800上，從而實現(xiàn)了對單個軸承的剛度及起動摩擦力矩的測量。

本發(fā)明實施例提供的軸承剛度及起動摩擦力矩的綜合測量裝置及測量方法，通過內(nèi)軸向壓力傳導(dǎo)塊和外軸向壓力傳導(dǎo)塊之間可變換的配合，實現(xiàn)了通過一個測量裝置即可同時獲得單個軸承或成對配置的軸承的預(yù)緊力、剛度以及起動摩擦力矩。

以上依據(jù)圖式所示的實施例詳細說明了本發(fā)明的構(gòu)造、特征及作用效果，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明不以圖面所示限定實施范圍，凡是依照本發(fā)明的構(gòu)想所作的改變，或修改為等同變化的等效實施例，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。