[实用新型]一种滚动轴承回转精度的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轴承测试装置。特别是涉及一种滚动轴承回转精度的测试装置。

背景技术

滚动轴承是回转类机械设备的重要零部件之一，它的性能直接影响了设备的性能。研究主轴的回转精度与运行环境等因素的变化规律，确定出主轴在不同工况下最佳预紧力，有助于提高主轴的加工精度。为了满足高速高精度的要求，对轴承精度的要求也逐渐提高。然而，要想对轴承精度进行研究，首先要对其精度进行测试。如果把轴承放在主轴里来测试，测试结果会受到来自主轴其它误差因素的影响，比如测试球的圆度误差、主轴的偏心误差等。轴承的回转误差会与主轴轴颈以及轴承孔的圆度误差耦合在一起，很难分开。所以，要想精确的测到轴承在不同预紧力、不同润滑条件下的回转精度，轴承必须在模拟工况的测试装置上，进行单独的测试和分析。目前，大部分轴承测试装置结构复杂，测试精度低，实际应用价值较小。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可以在不同轴承预紧力、不同转速和载荷条件下，测试轴承的回转精度，分析测试数据的滚动轴承回转精度的测试装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种滚动轴承回转精度的测试装置，包括设置在支撑台面上的参考主轴，所述参考主轴上设置有芯轴，所述芯轴的上部分位于轴承盖内侧，并且，所述芯轴上部分的外周面与所述轴承盖的内周面通过待测轴承相连接，所述参考主轴的上端面设置有位移传感器支架，所述芯轴位于所述位移传感器支架内侧，所述位移传感器支架上方通过柔性铰链固定板设置有二自由度柔性铰链机构，所述轴承盖固定在所述二自由度柔性铰链机构的底端面中心上，所述位移传感器支架上对应所述轴承盖的外周面设置有用于测量轴承盖水平位移的电容位移传感器，所述二自由度柔性铰链机构的上端面上设置有用于向待测轴承施加预紧力的并同时测量预紧力大小的竖向施力测量装置。

所述的电容位移传感器包括X向电容位移传感器和Y向电容位移传感器。

所述的二自由度柔性铰链机构包括有边框，相对称的一体形成在所述边框内周边的四个结构相同的由两个半圆形虎克铰链结构串接形成的第一铰链机构，形成在所述边框中心的用于固定所述轴承盖的固定盘，所述固定盘的外周边分别通过由一个半圆形虎克铰链结构形成的第一铰链机构一体连接四个所述的第一铰链机构。

所述固定盘上形成有用于固定所述轴承盖的沉孔。

所述的竖向施力测量装置包括有：设置在气缸支架上的加载气缸，所述加载气缸的气缸杆底端贯穿气缸支架通过力传感器基座连接力传感器，所述力传感器上连接有与所述二自由度柔性铰链机构的中心部分为赫兹接触的加载头。

所述加载头的上端为螺纹结构用于与所述力传感器为螺纹连接，下端为球形结构用于与所述二自由度柔性铰链机构的中心部分赫兹接触。

所述气缸支架的下部固定在参考主轴的外壳上。

本实用新型的一种滚动轴承回转精度的测试装置，可以在不同轴承预紧力、不同转速和载荷条件下，测试轴承的回转精度，分析测试数据，对不同工况下的轴承精度进行研究，为轴承的几何参数及工作参数确定提供依据。本实用新型具有的优点和积极效果是：

1)通过加载气缸对待测轴承施加预紧力，并通过力传感器准确测得预紧力的大小，可以模拟实际工况，测得待测轴承在不同预紧力下的回转精度；

2)通过高精度高刚度的参考主轴驱动待测轴承内圈旋转，通过二自由度柔性铰链机构防止待测轴承的外圈随内圈旋转，可以防止其它圆度误差的影响，不用进行误差分离；

3)通过纳米级分辨率的电容位移传感器测量位移数据，通过轴承径向刚度和二自由度柔性铰链机构的X、Y向的刚度来拟合修正系数，对所测位移数据进行修正，提高了测试精度。

附图说明

图1是本实用新型一种滚动轴承回转精度的测试装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型一种滚动轴承回转精度的测试装置主要结构的剖示图；

图3是本实用新型中电容位移传感器分布示意图；

图4是本实用新型中二自由度柔性铰链机构的结构示意图；

图5是本实用新型一种滚动轴承回转精度的测试装置的刚度第一等效图；

图6是本实用新型一种滚动轴承回转精度的测试装置的刚度第二等效图。

图中

1：加载气缸 2：气缸支架

3：力传感器基座 4：力传感器

5：加载头 6：二自由度柔性铰链机构

6-1：边框 6-2：第一铰链机构

6-3：固定盘 6-4：第一铰链机构