本實用新型涉及一種滾動軸承動態(tài)性能試驗機及其通用機架。

背景技術(shù)：

機器人用薄壁軸承是工業(yè)機器人的關(guān)鍵配套元件，機器人的腕部、肘部、底盤等部位的RV減速器中均使用薄壁軸承。隨著機器人向著高精度、高效率及高壽命等方向發(fā)展，對機器人用薄壁軸承的運轉(zhuǎn)精度和可靠性的要求也越來越高，人們越來越深刻的認識到軸承試驗的重要性。實際上，軸承試驗是軸承設(shè)計和制造過程中一個不可缺少的重要驗證過程，在軸承試驗機上按照軸承的實際工況、實際運行狀態(tài)，即軸承的轉(zhuǎn)速、軸向載荷、徑向載荷以及環(huán)境溫度、潤滑狀態(tài)等按照實際工況給定進行運轉(zhuǎn)，達到預定壽命或軸承失效。軸承動態(tài)性能試驗機正是一類能夠真實模擬滾動軸承轉(zhuǎn)速、載荷、環(huán)境溫度和潤滑狀態(tài)等實際工況并對軸承的動態(tài)性能和壽命等進行試驗驗證的設(shè)備。

應用試驗方法研究不同的載荷與不同的轉(zhuǎn)速作用下軸承動態(tài)特性具有重要的價值。目前，國內(nèi)科技人員對機器人用薄壁軸承試驗機已開展一些相關(guān)的研究并取得了一定的成果，但動態(tài)試驗機的研究成果很少。而且國內(nèi)對機器人用薄壁軸承試驗機的研究主要在試驗機的設(shè)計、制造、測試等方面，其中試驗軸承的加載方式也各不相同。國外關(guān)于機器人軸承試驗機的研究成果及文獻資料公開的很少。

在進行動態(tài)性能試驗時，將待測的試驗軸承套裝在支撐主軸上，由主軸帶著待測的試驗軸承旋轉(zhuǎn)，同時，通過力加載裝置對試驗軸承進行加載以模擬實際工況，進而進行動態(tài)性能試驗。根據(jù)不同的測試需求，選擇不同的支撐軸系對試驗軸承進行支撐。如授權(quán)公告號為CN201247147Y的中國實用新型專利說明書中公開的直升機傾斜器薄壁軸承檢測裝置中的懸臂支承、加載機構(gòu)中所提供的懸臂軸系以實現(xiàn)對待測試驗軸承的支撐，懸臂軸系中的主軸通過支撐軸承結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動裝配在箱體機架上，在箱體機架上設(shè)有沿懸臂軸系的左右軸向間隔布置的兩軸承支承結(jié)構(gòu)，試驗軸承對應裝配在主軸的一端以形成懸臂支承結(jié)構(gòu)。而在授權(quán)公告號為CN2924697Y的中國實用新型專利說明書中公開的滾動軸承試驗臺中則提供了一種橋式軸系，該橋式軸系中的主軸的兩端各套裝有一個試驗軸承，兩試驗軸承連同整個橋式軸系對應的安裝在沿主軸左右軸向間隔設(shè)置的兩安裝座上，并由設(shè)置于主軸軸向兩側(cè)的軸向加載裝置實現(xiàn)軸向加載，由設(shè)置于主軸徑向旁側(cè)的徑向加載裝置實現(xiàn)徑向加載。但上述的兩類試驗裝置的機架上設(shè)置的徑向加載裝置要么適配懸臂軸系，要么適配橋式軸系，這就需要針對兩款不同的軸系設(shè)計兩類不同的測試裝置，通用性不好，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種滾動軸承動態(tài)性能試驗機通用機架，以解決現(xiàn)有技術(shù)中需要針對不同軸系設(shè)計兩類不同的測試裝置來滿足徑向加載裝置的安裝要求導致通用性不好的技術(shù)問題；同時，本實用新型還提供一種使用上述通用機架的滾動軸承動態(tài)性能試驗機。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的滾動軸承動態(tài)性能試驗機通用機架的技術(shù)方案是：一種滾動軸承動態(tài)性能試驗機通用機架，包括沿左右方向間隔設(shè)置的用于與選配的懸臂軸系、橋式軸系可拆支撐裝配的兩安裝座，機架上還具有沿左右方向依次布置的用于安裝徑向加載裝置以向試驗軸承施加徑向作用力的兩徑向加載位，兩徑向加載位中的一個為對應布置于所述兩安裝座之間的中間加載位，另一個為對應布置于所述兩安裝座左側(cè)的端部加載位。

所述的機架上于所述兩安裝座左側(cè)布置有用于安裝軸向加載裝置以向試驗軸承施加軸向加載力的軸向加載位。

所述兩安裝座為左安裝座、右安裝座，通用機架包括可拆的扣合裝配在一起的上、下架體，上架體上設(shè)有沿左右方向間隔布置的左側(cè)上壓部、右側(cè)上壓部，下架體上設(shè)有沿左右方向間隔布置的左側(cè)下支部、右側(cè)下支部，左側(cè)上壓部和左側(cè)下支部配合形成所述左安裝座，右側(cè)上壓部和右側(cè)下支部配合形成所述右安裝座。

所述的兩安裝座上分別設(shè)有用于與所述懸臂軸系、橋式軸系相應部位上設(shè)有的周向環(huán)槽插接配合的插接結(jié)構(gòu)。

本實用新型所提供的使用上述通用機架的滾動軸承動態(tài)性能試驗機的技術(shù)方案是：一種滾動軸承動態(tài)性能試驗機，包括機架和根據(jù)試驗要求擇一選裝在所述機架上的懸臂軸系、橋式軸系以及安裝在機架上以向試驗軸承施加徑向作用力的徑向加載裝置，機架上包括沿左右方向間隔設(shè)置的用于與選配的所述懸臂軸系、所述橋式軸系可拆支撐裝配的兩安裝座，機架上還具有沿左右方向依次布置的用于安裝所述徑向加載裝置以向試驗軸承施加徑向作用力的兩徑向加載位，兩徑向加載位中的一個為對應布置于所述兩安裝座之間的中間加載位，另一個為對應布置于所述兩安裝座左側(cè)的端部加載位。

所述的機架上于所述兩安裝座左側(cè)安裝有用于向試驗軸承施加軸向加載作用力的軸向加載裝置，所述機架上于所述兩安裝座右側(cè)設(shè)置有用于與所述懸臂軸系、橋式軸系傳動連接以驅(qū)動相應軸系的軸系主軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)。

所述兩安裝座為左安裝座、右安裝座，所述機架包括可拆的扣合裝配在一起的上、下架體，上架體上設(shè)有沿左右方向間隔布置的左側(cè)上壓部、右側(cè)上壓部，下架體上設(shè)有沿左右方向間隔布置的左側(cè)下支部、右側(cè)下支部，左側(cè)上壓部和左側(cè)下支部配合形成所述左安裝座，右側(cè)上壓部和右側(cè)下支部配合形成所述右安裝座。

所述的徑向加載裝置為可拆裝配在所述徑向加載位上的液壓加載機構(gòu)，液壓加載機構(gòu)具有加載桿，所述兩徑向加載位設(shè)置于所述的上架體上，在上架體上設(shè)有供所述加載桿穿過的加載穿孔。

所述的兩安裝座上分別設(shè)有用于與所述懸臂軸系、橋式軸系相應部位上設(shè)有的周向環(huán)槽插接配合的插接結(jié)構(gòu)。

所述的懸臂軸系包括第一主軸、兩第一軸承座和布置于所述第一主軸與兩第一軸承座之間的第一陪測軸承，第一主軸具有用于安裝試驗軸承的左端部，所述懸臂軸系上的與所述兩安裝座上的插接結(jié)構(gòu)對應插接配合的周向環(huán)槽設(shè)置于所述兩第一軸承座的外周面上；所述橋式軸系包括第二主軸、用于安裝兩試驗軸承的兩第二軸承座和套裝于所述第二主軸上并位于兩第二軸承座之間的用于與所述徑向加載裝置頂壓配合的第二陪測軸承，所述橋式軸系上的與所述兩安裝座上的插接結(jié)構(gòu)對應插接配合的周向環(huán)槽設(shè)置于所述兩第二軸承座的外周面上。

本實用新型的有益效果是：本實用新型所提供的滾動軸承動態(tài)性能試驗機通用機架具有用于與選配的懸臂軸系、橋式軸系可拆支撐裝配的兩安裝座，這樣可以根據(jù)實際性能試驗需要擇一選擇懸臂軸系、橋式軸系，并將其支撐裝配在兩安裝座上，而且，由于機架上設(shè)有與橋式軸系對應的中部加載位和與懸臂軸系對應的端部加載位，當選取懸臂軸系以進行相應的動態(tài)性能試驗時，將徑向加載裝置安裝在端部加載位處，實現(xiàn)對處于懸臂軸系端部的試驗軸承的徑向記載；而當選取橋式軸系進行相應功能的動態(tài)性能試驗時，將徑向加載裝置安裝在中部加載位處，通過對橋式軸系的相應軸系主軸的徑向加壓實現(xiàn)對處于橋式軸系的兩端的試驗軸承的徑向加載。本實用新型所提供的試驗機通用機架不僅提供與懸臂軸系、橋式軸系可拆支撐裝配的兩安裝座，還設(shè)有與懸臂軸系對應的安裝徑向加載裝置的端部加載位和與橋式軸系對應的安裝徑向加載裝置的中部加載位，這樣可以根據(jù)實際試驗需要選配不同的軸系及將徑向加載裝置安裝到相應的位置處，一套通用機架即可滿足兩套軸系的安裝要求，通用性好。

進一步地，機架包括可拆的扣合裝配在一起的上、下架體，這樣在更換懸臂軸系和橋式軸系時，只需要將上、下架體拆開，即可方便的實現(xiàn)對懸臂軸系和橋式軸系的更換，裝拆均較為方便。

進一步地，兩徑向加載位設(shè)置于上架體上，便于在相應的加載位上安裝徑向加載裝置。

進一步地，兩安裝座上分別設(shè)有插接結(jié)構(gòu)，在將懸臂軸系、橋式軸系與兩安裝座對應支撐裝配時，兩安裝座上的插接結(jié)構(gòu)對應的與懸臂軸系、橋式軸系的相應部位上設(shè)有的周向環(huán)槽插配，不僅實現(xiàn)對懸臂軸系、橋式軸系的徑向支撐定位，同時，實現(xiàn)對懸臂軸系、橋式軸系的軸向擋止定位，定位結(jié)構(gòu)簡單可靠，便于實現(xiàn)懸臂軸系和橋式軸系的更新替換。

附圖說明

圖1為本實用新型所提供的滾動軸承動態(tài)性能試驗機上安裝懸臂軸系的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的試驗機上安裝橋式軸系的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進一步說明。

本實用新型所提供的滾動軸承動態(tài)性能試驗機的具體實施例，如圖1和圖2所示，該實施例中的試驗機包括機架，機架包括底座1，底座1上設(shè)有上架體4和下架體2，上架體與下架體可拆的扣合裝配在一起，此處的機架為通用機架，既可以根據(jù)實際試驗要求安裝懸臂軸系，也可以根據(jù)實際試驗要求安裝橋式軸系，在機架上也設(shè)有用于對應不同軸系在不同位置安裝徑向加載裝置的徑向加載位。

具體來說，上架體4上設(shè)有沿左右間隔布置的左側(cè)上壓部20、右側(cè)上壓部21，下架體2上設(shè)有沿左右方向間隔布置的左側(cè)下支部22、右側(cè)下支部23，在上下架體對應的扣合裝配時，左側(cè)上壓部20和左側(cè)下支部22配合形成左安裝座，右側(cè)上壓部21和右側(cè)下支部23配合形成右安裝座，此處的兩安裝座沿左右方向間隔布置。實際上，在懸臂軸系和橋式軸系的外周面上分別設(shè)有周向環(huán)槽，這樣，在將懸臂軸系、橋式軸系對應的支撐裝配在兩安裝座上時，兩安裝座上對應設(shè)有的插接結(jié)構(gòu)與懸臂軸系、橋式軸系上的周向環(huán)槽對應插接以實現(xiàn)對懸臂軸系的徑向支撐定位和軸向擋止定位。實際上，兩安裝座上的插接結(jié)構(gòu)具體為左左側(cè)上壓部、右側(cè)上壓部、左側(cè)下支部和右側(cè)下支部的朝向懸臂軸系的軸系主軸、橋式軸系的軸系主軸的插接端部。這樣，可在懸臂軸系、橋式軸系中擇一的與兩安裝座可拆的支撐裝配在一起，以進行相應的滾動軸承動態(tài)性能試驗。

而且，在上架體4上設(shè)有沿左右方向間隔布置的兩個用于安裝徑向加載裝置6的徑向加載位，兩徑向加載位中的一個為對應布置于兩安裝座之間的中間加載位，另一個為對應布置在兩安裝座左側(cè)的端部加載位。并且，此處的徑向加載裝置6為可拆裝配在上架體4上的液壓加載機構(gòu)，液壓加載機構(gòu)通過安裝底板5可拆的裝配在上架體4上，液壓加載機構(gòu)具有加載桿，在上架體4上對應各徑向加載位分別設(shè)有供液壓加載機構(gòu)的加載桿穿過的加載穿孔。

本實施例中，機架上于兩安裝座左側(cè)布置有用于安裝軸向加載裝置3以向試驗軸承施加軸向加載力的軸向加載位，該軸向加載位處安裝有軸向加載裝置3，此處的軸向加載裝置3具體為液壓加載機構(gòu)。

而且，機架上于兩安裝座的右側(cè)設(shè)置有用于與懸臂軸系、橋式軸系傳動連接以驅(qū)動相應軸系的主軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)，該轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)包括依次設(shè)置的第一聯(lián)軸器13、第二聯(lián)軸器14、動態(tài)扭矩傳感器15、第三聯(lián)軸器16、傳動軸系17、傳動箱18及同步帶小帶輪19。此處的第一聯(lián)軸器13和第二聯(lián)軸器14均為法蘭盤式聯(lián)軸器，第三聯(lián)軸器16則為套筒式聯(lián)軸器。

第一聯(lián)軸器13一端與懸臂軸系、橋式軸系的主軸傳動連接、另一端則與第二聯(lián)軸器14傳動連接，動態(tài)扭矩傳感器15置于扭矩傳感器支架上，左右兩端分別連接第二聯(lián)軸器14與第三聯(lián)軸器16。動態(tài)扭矩傳感器15的測頭為針型測頭，安裝時，使針形測頭先插入針形孔，然后由針頭后面的螺帽與傳感器上的螺栓進行螺紋連接來固定測試頭。動態(tài)扭矩傳感器15直接與計算機連接可將檢測到的扭矩數(shù)值直接顯示并存儲。

傳動軸系17左端靠雙鍵與第三聯(lián)軸器16相連，傳動軸系17的傳動主軸與傳動箱18之間有三套角接觸軸承，第一套角接觸軸承根據(jù)軸肩定位，三套軸承之間有固定軸承內(nèi)外圈的套筒，三套軸承與傳動主軸和傳動箱體之間的配合屬于過盈配合。傳動箱兩端端蓋靠螺栓連接在傳動箱18的箱體上。

本實施例中的動力機構(gòu)變頻電機偏置在傳動軸系17的一側(cè)，并通過同步帶大帶輪帶動小帶輪從而帶動相應軸系主軸的轉(zhuǎn)動。同步帶小帶輪19的定位是由其兩端的套筒實現(xiàn)的，同步帶小帶輪19的緊固是由右端的兩個鎖緊螺母緊固套筒來實現(xiàn)。

本實施例中，用于連接軸系主軸的軸端部與連接動態(tài)扭矩傳感器15軸端的接頭通過尼龍繩穿設(shè)在第一聯(lián)軸器13、第二聯(lián)軸器14的圓柱孔內(nèi)以便實現(xiàn)浮動連接，即實現(xiàn)彈性聯(lián)軸器傳輸動力作用，也實現(xiàn)對軸承的緩沖減振作用，最主要防止試驗軸承卡死而導致的第二聯(lián)軸器14右端的各部件受損，起到保護試驗設(shè)備的作用。

如圖1所示，當需要對單個的試驗軸承10進行相應的動態(tài)性能試驗時，將對應的懸臂軸系支撐裝配在機架上，具體來說，此處的懸臂軸系包括作為軸系主軸的第一主軸11、兩第一軸承座和布置于第一主軸與兩第一軸承座之間的第一陪測軸承12，此處的第一陪測軸承12對應設(shè)有兩個，在兩第一軸承座的外周面上分別設(shè)有相應的軸承座，在兩軸承座上分別設(shè)有相應的潤滑油道，且在兩軸承座的外周面上設(shè)置相應的周向環(huán)槽，以用于與兩安裝座上的相應插接結(jié)構(gòu)對應插接配合。此處的第一主軸11具有用于試驗軸承10的左端部，具體在第一主軸11的左端部上固定安裝加載盤9，將試驗軸承過盈裝配在加載盤9上，并在試驗軸承10外裝配有承載套8，徑向加載裝置的加載桿頂壓在承載套8的外周面上，從而實現(xiàn)對試驗軸承10的徑向加載。

另外，在機架左側(cè)還設(shè)有軸向加載裝置3，此處的軸向加載裝置3實際上行采用軸向油缸組件。軸向油缸組件的油缸壓蓋正中心開設(shè)有螺紋孔用于連接軸向液壓油管，軸向加載液壓油通過油缸殼體推動軸向活塞進而推動活塞桿運動，此處的軸向活塞與軸向活塞桿采用螺紋連接，軸向加載裝置通過液壓控制活塞桿運動來對試驗軸承10的加載套7進行加載從而實現(xiàn)對試驗軸承10的外圈進行加載的功能。同時，利用壓力傳感器實現(xiàn)對軸向加載壓力的測量，并將該壓力傳感器與計算機連接，可將檢測到的加載力數(shù)據(jù)直接顯示并存儲。

當然，也可根據(jù)實際需要選裝橋式軸系，此時，可將上、下架體打開，將懸臂軸系從機架上拿出來，然后將橋式軸系對應的支撐放置在左右兩安裝座上，并將徑向加載裝置對應的安裝在中部加載位處，以滿足橋式軸系的試驗需求。

本實施例中的橋式軸系包括作為軸系主軸的第二主軸40、用于安裝兩試驗軸承9的兩第二軸承座和套裝于第二主軸40上并位于兩第二軸承座之間的第二陪測軸承43，第二陪測軸承43具有用于與徑向加載裝置頂壓的軸承外圈。此處的兩第二軸承座包括左襯套38和右襯套44，在兩襯套的外周面上設(shè)有周向環(huán)槽，以便于與兩安裝座上的插接結(jié)構(gòu)對應插接配合。

實際上，此處的橋式軸系中，第二陪測軸承43的內(nèi)圈與內(nèi)隔套安裝在第二主軸的中部，外圈與外隔套裝入承載套42內(nèi)，同時，將承載套壓蓋41上緊，試驗軸承9與第二陪測軸承43之間裝有隔套，試驗軸承9兩端由鎖緊螺母緊固內(nèi)圈，兩試驗軸承9的外圈對應裝配有左襯套38和右襯套44，左襯套38利用左壓蓋37緊固，右襯套44則利用右壓蓋45緊固，橋式軸系左端設(shè)有的左端蓋36通過螺栓緊固在左襯套38上，右端設(shè)有的右端蓋46通過螺栓緊固在右襯套44上。

由于徑向加載裝置布置于中間加載位處，徑向加載裝置的加載桿頂壓作用在承載套，從而對第二陪測軸承43施加徑向作用力，由于兩套試驗軸承9距離第二陪測軸承等距的原理，從而對兩套試驗軸承9分別施加同等大小載荷的功能。通過對第二陪測軸承43的徑向加載，徑向作用力通過作為軸系主軸的第二主軸40傳遞到試驗軸承9上。通過兩安裝座與兩襯套上設(shè)有的周向環(huán)槽的插配實現(xiàn)對橋式軸系的徑向支撐定位和軸向擋止定位。而且，利用軸向加載裝置對左壓蓋施加軸向作用力，進而實現(xiàn)軸向加載。

當需要將橋式軸系從機架上拆卸下來時，先將徑向加載裝置6拆卸，再拆卸上架體4，接著將第二主軸40左端的軸向加載裝置取出，第二主軸右端的兩聯(lián)軸器上的柔性連接去掉，最后利用吊車將整個橋式軸系吊起進行更換。

本實施例所提供的性能試驗機可滿足各類機器人薄壁軸承試驗的要求，此處機器人薄壁軸承可以是薄壁角接觸球軸承、薄壁深溝球軸承、薄壁交叉滾子軸承、薄壁四點接觸球軸承、薄壁圓錐滾子軸承。通過液壓裝置對不同轉(zhuǎn)數(shù)下的軸承施加大小不同的軸向載荷、徑向載荷，可以得到軸承的振動值，扭矩值和溫度值等參數(shù)。當然，也可滿足其他的滾動軸承進行相應的動態(tài)性能試驗。

上述實施例中，利用兩安裝座上設(shè)有的插接結(jié)構(gòu)與懸臂軸系、橋式軸系上設(shè)有的周向環(huán)槽插接配合，從而實現(xiàn)對懸臂軸系、橋式軸系的徑向支撐定位和軸向擋止定位，方便實現(xiàn)拆裝定位。在其他實施例中，也可利用兩安裝座僅實現(xiàn)對懸臂軸系和橋式軸系的徑向支撐定位，而另外設(shè)置其他的左右擋止結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)對懸臂軸系和橋式軸系的左右軸向定位。

上述實施例中，上下架體可拆的扣合裝配在一起，在需要更換懸臂軸系和橋式軸系時，只需要將上架體從下架體上拆卸下來，即可很方便的將原來的軸系從安裝座上拿掉，并將新替換的軸系安裝在兩安裝座上，便于進行懸臂軸系和橋式軸系的裝拆替換。在其他實施例中，在其他實施例中，也可利用其他結(jié)構(gòu)方便實現(xiàn)懸臂軸系和橋式軸系的裝拆替換，將相應的軸系空套的裝入相應安裝孔中，并利用另外單獨設(shè)置的左右擋止結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對軸系的擋止配合，當需要進行更換時，可將左右擋止結(jié)構(gòu)如法蘭盤拆卸下來，再將施加軸向作用力將軸系從安裝孔中頂出即可。

上述實施例中，在上架體上僅設(shè)置單個徑向加載裝置，根據(jù)實際需要選擇相應的徑向加載位安裝該徑向加載裝置。在其他實施例中，也可以在兩徑向加載位處分別設(shè)置徑向加載裝置。上述實施例中，徑向加載裝置為液壓加載機構(gòu)，在其他實施例中，徑向加載裝置也可采用其他的砝碼加載機構(gòu)或彈簧加載機構(gòu)。上述實施例中，將徑向加載裝置設(shè)置于上架體上，在其他實施例中，也可以將徑向加載裝置單獨設(shè)置的架體上，該架體可以沿左右方向?qū)蛞苿拥难b配在底座上，通過移動該架體同樣可以得到兩個徑向加載位。

本實用新型還提供一種滾動軸承動態(tài)性能試驗機通用機架的實施例，該實施例中的通用機架的結(jié)構(gòu)與上述滾動軸承動態(tài)性能試驗機中的機架的結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。