[发明专利]一种轴承内部载荷分布的测量方法及测量装置

权利要求书

1.一种轴承内部载荷分布的测量方法，其特征在于，测量轴承在旋转且受载的情况下的内部载荷分布；

在轴承的滚动体上安装一个光纤传感器，通过光纤传感器采集滚动体在受载后的形变信息，并通过光纤传感器的光导纤维传导给应变分析器；

在轴承的保持架上安装保持架转速传感器，应变分析器将保持架转速信息处理成滚动体的位置信息，并结合滚动体的形变信息确定载荷分布情况。

2.根据权利要求1所述的轴承内部载荷分布的测量方法，其特征在于，在滚动体轴心开设一个孔洞，所述光纤传感器固定在所述孔洞内。

3.根据权利要求1或2所述的轴承内部载荷分布的测量方法，其特征在于，所述光导纤维经过中间传递部件与应变分析器连接，所述中间传递部件用于将转动输入的光导纤维转化为静止输出的光导纤维。

4.根据权利要求1所述的轴承内部载荷分布的测量方法，其特征在于，所述方法基于下述部件：轴承、光纤传感器、自转用旋转接头、连接管、公转用旋转接头、公转用夹具、保持架转速传感器、中央处理器、主轴驱动电机、公转夹具驱动电机、应变分析器、主轴、轴承座；

所述方法具体包括安装步骤A和实施步骤B，其中：

安装步骤A包括：

将一个光纤传感器固定在轴承的滚动体轴心开设的孔洞中；

将安装有光纤传感器的轴承安装到主轴上，将轴承座安装到轴承上，将连接管的一端与安装有光纤传感器的滚动体的孔洞粘接，使滚动体自转的同时能够驱动连接管同步自转，将连接管的另一端与自转用旋转接头的一端连接，自转用旋转接头另一端与公转用夹具固定连接，将光纤传感器的光导纤维穿过连接管和自转用旋转接头；

将公转用夹具与轴承同轴安装，将公转用旋转接头安装在公转用夹具上，从自转用旋转接头出来的光导纤维穿过公转用旋转接头后与应变分析器连接；公转用旋转接头与自转用旋转接头均能将转动输入的光导纤维转化为静止输出的光导纤维；

在轴承的保持架上安装保持架转速传感器，将保持架转速传感器与中央处理器连接，将中央处理器分别与主轴驱动电机、公转用夹具驱动电机、应变分析器连接；

实施步骤B包括：

在轴承座上施加一定的载荷F，载荷F经过轴承座的传导，最终作用在轴承的外圈上，进而作用在轴承的滚动体上；

通过中央处理器对主轴驱动电机发出动作指令，使主轴驱动电机驱动主轴旋转，带动轴承旋转；

轴承旋转的同时，保持架转速传感器将保持架的转速信息传递给中央处理器，中央处理器根据得到的保持架转速信息对公转夹具驱动电机发出同样转速的动作指令，实现公转用夹具与轴承的滚动体同步公转；

轴承的滚动体在受载后的形变信息通过设置在滚动体的孔洞内的光纤传感器采集得到，并且通过光导纤维传导到应变分析器中；

应变分析器将中央处理器传递的保持架转速信息处理成轴承的滚动体的绝对位置信息，同时将此时测量的滚动体的形变信息记录下来，生成载荷分布信息。

5.一种轴承内部载荷分布的测量装置，其特征在于，包括轴承、光纤传感器、主轴、轴承座、保持架转速传感器、中央处理器、主轴驱动电机、应变分析器；

所述轴承安装在主轴上，轴承座安装在轴承上；

所述光纤传感器固定在轴承的滚动体上，所述光纤传感器的光导纤维与应变分析器连接；

所述保持架转速传感器安装在轴承的保持架上，所述保持架转速传感器与中央处理器、应变分析器依次连接；

所述主轴驱动电机分别与中央处理器和主轴连接。

6.根据权利要求5所述的轴承内部载荷分布的测量装置，其特征在于，所述轴承的滚动体的轴心开有孔洞，所述光纤传感器固定在所述孔洞内。

7.根据权利要求6所述的轴承内部载荷分布的测量装置，其特征在于，还包括公转用夹具、自转用旋转接头、公转用旋转接头、公转用夹具驱动电机；

所述公转用夹具与轴承同轴安装，自转用旋转接头和公转用旋转接头安装在公转用夹具上；公转用夹具驱动电机分别与中央处理器及公转用夹具连接；

所述光纤传感器的光导纤维，依次穿过自转用旋转接头和公转用旋转接头后与应变分析器连接，所述自转用旋转接头由轴承的滚动体带动同步旋转，所述自转用旋转接头和公转用旋转接头用于将转动输入的光导纤维转化为静止输出的光导纤维。