[发明专利]一种轴承轴向刚度动态测试方法及测试设备

说明书

本发明涉及一种轴承轴向刚度动态测试方法及测试设备。本发明通过旋转加载机构对轴承的内、外圈中的一个施加旋转动作，使形成转动套圈和静止套圈，对待测轴承的转动和静止套圈中的一个施加单向轴向载荷、并对另一个沿轴向载荷的反向提供轴向定位，在旋转和施加轴向载荷的同时通过位移传感器检测轴承内、外圈之间的轴向相对位移，进而测出轴承的动态轴向刚度，填充了目前该领域的空白，其不再是对轴承轴向刚度的单个点或者几个离散点的测量，而是提供了一个连续地、全范围的测量，所测结果可以直接绘制出对应的轴承轴向刚度的动态曲线，对于研究轴承的轴向刚度与主轴转速和轴向载荷之间的关系十分关键，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种轴承轴向刚度动态测试方法及测试设备。

背景技术

随着发动机主机、机床主轴特性向高转速、高精度、高刚性的方向发展，主机主轴的动态性能在设计及试验过程中必须给予关注。轴承作为此类主机主轴中的核心零部件，包括内圈和外圈，在使用时，内圈好外圈中的一个作为转动套圈、另一个作为静止套圈，其自身的动态性能参数对主机整体性能的影响至关重要，现代高性能的主机都要经过恶劣环境下的力学性能试验考核，在高低温的情况下接受冲击、振动、加速度的试验中，机动过载有时可达到10g-20g，这样的测试都是在动态下完成的，这样高的过载对轴承的动态刚度指标提出了很高的要求，同时也对轴承动态刚度的测量精度提出较高要求。

目前在国内，航空轴承动态刚度测量还没有专门的测量设备，大多用户只是对轴承的刚度进行理论计算，也有用比较简单的实验装置对轴承静态刚度进行校验和测试，但是只是给出一些离散点的刚度值，无法绘出动态刚度曲线，因此就不能真实反映轴承的动态刚度性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可检测轴承在运动状态下的轴向刚度的轴承轴向刚度动态测试设备；本发明的目的还在于提供一种轴承轴向刚度动态测试方法。

为实现上述目的，本发明的轴承轴向刚度动态测试方法采用如下的技术方案：

技术方案1：轴承轴向刚度动态测试方法，对待测轴承的转动套圈和静止套圈中的一个施加单向轴向载荷、并对另一个沿轴向载荷的反方向提供轴向定位，在转动套圈转动过程中，通过位移传感器检测转动套圈和静止套圈的轴向相对位移进而得到被测轴承的轴向刚度。

有益效果：本发明提供一种可对轴承的轴向刚度进行动态测量的技术，通过旋转加载机构对轴承的内、外圈中的一个施加旋转动作，使形成转动套圈和静止套圈，对待测轴承的转动套圈和静止套圈中的一个施加单向轴向载荷、并对另一个沿轴向载荷的反向提供轴向定位，在旋转和施加轴向载荷的同时通过位移传感器检测轴承内、外圈之间的轴向相对位移，进而测出轴承的动态轴向刚度，填充了目前该领域的空白，其不再是对轴承轴向刚度的单个点或者几个离散点的测量，而是提供了一个连续地、全范围的测量，所测结果可以直接绘制出对应的轴承轴向刚度的动态曲线，对于研究轴承的轴向刚度与主轴转速和轴向载荷之间的关系十分关键，具有广阔的应用前景。

技术方案2：在技术方案1的基础上，通过中空回转气缸为轴承的转动套圈施加轴向载荷并带动转动套圈转动。通过中空回转气缸带动转动套圈转动的同时还可施加轴向载荷，简单方便。

技术方案3：在技术方案2的基础上，中空回转气缸通过其定心芯轴与轴承的转动套圈定心定位配合。可防止轴承在动态检测过程中移动。

技术方案4：在技术方案3的基础上，定心芯轴为台阶轴，台阶轴的外周面与轴承内圈定位配合、台阶面与轴承内圈的端面顶推配合，轴承内圈即为所述转动套圈。台阶轴的设置不仅实现轴向加载、周向带动旋转而且还可实现对轴承内圈的定心定位。

技术方案5：在技术方案1-4任意一项的基础上，通过比例压力阀和力传感器组成的闭环系统检测气缸输出的实时轴向载荷，并将轴向载荷值反馈给系统控制器以便系统控制器做出实时调节。