一种圆锥滚子轴承配对实验系统的制作方法

本技术涉及一种圆锥滚子轴承配对实验系统，实现轴承预紧力与位移的高精测量与精准调控，属于轴承。

背景技术：

1、滚动轴承应用过程中的配对安装和调试，大多凭经验来完成，无法精准获取配对参数，如力与位移，无法实现轴承预紧力与位移的高精测量与精准调控；当面向滚动轴承配对性能时，无法对配对优化方法进行原理验证。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种圆锥滚子轴承配对实验系统，实现轴承预紧力与位移的高精测量与精准调控，对配对优化方法进行原理验证。

2、为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种圆锥滚子轴承配对实验系统，包括：系统主机，所述系统主机中设置有轴承配对实验单元，所述轴承配对实验单元内部轴向中心设有配对轴承主轴，配对轴承主轴一端为轴承配对实验单元的轴向力加载与检测端，另一端为连接于轴承配对实验单元中的固定端，配对轴承主轴的固定端通过底座连接于轴承配对实验单元中；所述轴承配对实验单元包括：轴向力加载装置、预紧力检测机构、位移检测机构、实验圆锥滚子轴承、轴套及铸件单元；所述实验圆锥滚子轴承为db配对结构的左侧实验轴承和右侧实验轴承，左侧实验轴承和右侧实验轴承均配合在配对轴承主轴上，配对轴承主轴的轴向力加载与检测端延伸至整个轴承配对实验单元的外端并设置轴向力加载装置，靠近轴向力加载装置方向的左侧实验轴承为加载端实验轴承，加载端实验轴承的外端设置位移检测机构；加载端实验轴承与右侧实验轴承之间的配对轴承主轴上设置预紧力检测机构；所述铸件单元包括：铸件盖和铸件座，位于实验圆锥滚子轴承的外围设置有轴套，所述轴套嵌设在铸件盖与铸件座之间；

3、进一步的，所述配对轴承主轴设计为三级阶梯段结构，从配对轴承主轴的外端向内端依次为一级阶梯段、二级阶梯段、三级阶梯段且三级阶梯段直径尺寸依次增大，一级阶梯段、二级阶梯段之间形成第一轴肩，二级阶梯段、三级阶梯段之间形成第二轴肩；实验圆锥滚子轴承设置于二级阶梯段上；

4、进一步的，所述轴向力加载装置采用内凹式加载柱体，加载柱体套设于配对轴承主轴的一级阶梯段上并通过端面压在加载端实验轴承内圈外端面上；

5、进一步的，所述加载柱体内径与一级阶梯段外径之间设置有石墨铜套，且加载柱体内径表面开设有卡簧凹槽，卡簧凹槽内安装卡簧；

6、进一步的，所述位移检测机构包括三支轴向位移传感器，三支轴向位移传感器与加载端实验轴承形成三测量点；三支轴向位移传感器的端头均搭在加载端实验轴承内圈外端面上且三测量点在加载端实验轴承内圈端面上呈120°分布；

7、所述位移检测机构还包括位移测量板，位移测量板上开设有穿设三支轴向位移传感器的安装孔，安装孔中设置传感器锁紧支架，轴向位移传感器通过传感器锁紧支架安装在位移测量板中，各个轴向位移传感器通过连接线连接于轴承配对实验单元外部的电控柜中；

8、进一步的，所述轴向位移传感器采用基恩士gt2-p12k接触式位移传感器，行程12mm，分辨率0.1μm。

9、进一步的，所述的预紧力检测机构包括：环形压力传感器、传感器外圈垫环、传感器内圈垫环、间隔环及尼龙环；所述环形压力传感器通过间隔环及尼龙环定位于加载端实验轴承与右侧实验轴承之间；间隔环内径与配对轴承主轴配合，间隔环外径与环形压力传感器内径之间通过尼龙环分隔；所述传感器外圈垫环粘接在环形压力传感器左侧上，使加载端实验轴承的外圈压在传感器外圈垫环上，所述传感器内圈垫环粘接在环形压力传感器右侧上，使右侧实验轴承的外圈压在传感器内圈垫环；

10、进一步的，所述环形压力传感器为定制的压力传感器，其型号选用hy 606，其外径为270mm，内径为210mm，厚度45mm，量程100kn，精度为0.5%fs。

11、进一步的，右侧实验轴承的内圈外端面通过设置拆卸环抵在配对轴承主轴的第二轴肩处，通过设置拆卸环，方便拆卸轴承，避免拆卸时直接压装轴承。

12、进一步的，所述加载端实验轴承、右侧实验轴承，采用型号为hh926749/hh926710。

13、进一步的，所述铸件盖与轴套之间、铸件座与轴套之间均通过螺钉固定在一起。

14、进一步的，配对轴承主轴的固定端与底座通过内六角螺钉连接，底座通过内六角螺钉与轴承配对实验单元连接在一起。

15、本方案上述结构设计主旨在于圆锥滚子轴承背对背（db）配对结构，利用轴承配对实验单元上轴向加载装置以及位移传感器进行实验，测试轴向预紧力和内圈位移量之间的关系，在加载柱上施加轴向力，通过减小内圈间隔（进给分辨率0.1μm）来测试轴承预紧力。

16、本方案的轴承配对实验单元设置于系统主机中，系统主机外设置外围机构并与外围机构构成整个实验系统；位于轴承配对实验单元外部设有主轴伺服电机，伺服电机安装在系统主机外部的主轴电机驱动器柜中，靠近主轴电机驱动器柜位置设置电控柜，系统主机通过电缆连接于电控柜，主轴电机驱动器柜通过电缆连接于电控柜；系统主机外部还设有液压站，液压站中通过电缆连接于电控柜中。

17、本实用新型的技术方案的有益效果是：

18、本系统可以实现轴承配对参数如预紧力和位移的精准测量，其中，配对预紧力采用定制的环形压力传感器来进行测量，获得轴承内圈位移量；通过软件系统可以得到实验轴承内圈位移量随配对轴承预紧力变化的关系曲线，即轴承的载荷-位移曲线，与仿真结果对比，来验证配对预紧力-位移的准确率，进而实现滚动轴承配对优化方法的原理验证。

1.一种圆锥滚子轴承配对实验系统，其特征在于，包括：系统主机，所述系统主机中设置有轴承配对实验单元，所述轴承配对实验单元内部轴向中心设有配对轴承主轴，配对轴承主轴一端为轴承配对实验单元的轴向力加载与检测端，另一端为连接于轴承配对实验单元中的固定端，配对轴承主轴的固定端通过底座连接于轴承配对实验单元中；所述轴承配对实验单元包括：轴向力加载装置、预紧力检测机构、位移检测机构、实验圆锥滚子轴承、轴套及铸件单元；所述实验圆锥滚子轴承为db配对结构的左侧实验轴承和右侧实验轴承，左侧实验轴承和右侧实验轴承均配合在配对轴承主轴上，配对轴承主轴的轴向力加载与检测端延伸至整个轴承配对实验单元的外端并设置轴向力加载装置，靠近轴向力加载装置方向的左侧实验轴承为加载端实验轴承，加载端实验轴承的外端设置位移检测机构；加载端实验轴承与右侧实验轴承之间的配对轴承主轴上设置预紧力检测机构；所述铸件单元包括：铸件盖和铸件座，位于实验圆锥滚子轴承的外围设置有轴套，所述轴套嵌设在铸件盖与铸件座之间。

2.根据权利要求1所述的一种圆锥滚子轴承配对实验系统，其特征在于：所述配对轴承主轴设计为三级阶梯段结构，从配对轴承主轴的外端向内端依次为一级阶梯段、二级阶梯段、三级阶梯段且三级阶梯段直径尺寸依次增大，一级阶梯段、二级阶梯段之间形成第一轴肩，二级阶梯段、三级阶梯段之间形成第二轴肩；实验圆锥滚子轴承设置于二级阶梯段上。

3.根据权利要求2所述的一种圆锥滚子轴承配对实验系统，其特征在于：所述轴向力加载装置采用内凹式加载柱体，加载柱体套设于配对轴承主轴的一级阶梯段上并通过端面压在加载端实验轴承内圈外端面上。

4.根据权利要求3所述的一种圆锥滚子轴承配对实验系统，其特征在于：所述加载柱体内径与一级阶梯段外径之间设置有石墨铜套，且加载柱体内径表面开设有卡簧凹槽，卡簧凹槽内安装卡簧。

5.根据权利要求1所述的一种圆锥滚子轴承配对实验系统，其特征在于：所述位移检测机构包括三支轴向位移传感器，三支轴向位移传感器与加载端实验轴承形成三测量点；三支轴向位移传感器的端头均搭在加载端实验轴承内圈外端面上且三测量点在加载端实验轴承内圈端面上呈120°分布。

6.根据权利要求5所述的一种圆锥滚子轴承配对实验系统，其特征在于：所述位移检测机构还包括位移测量板，位移测量板上开设有穿设三支轴向位移传感器的安装孔，安装孔中设置传感器锁紧支架，轴向位移传感器通过传感器锁紧支架安装在位移测量板中，各个轴向位移传感器通过连接线连接于轴承配对实验单元外部的电控柜中。

7.根据权利要求5所述的一种圆锥滚子轴承配对实验系统，其特征在于：所述轴向位移传感器采用基恩士gt2-p12k接触式位移传感器，行程12mm，分辨率0.1μm。

8.根据权利要求1所述的一种圆锥滚子轴承配对实验系统，其特征在于：所述的预紧力检测机构包括：环形压力传感器、传感器外圈垫环、传感器内圈垫环、间隔环及尼龙环；所述环形压力传感器通过间隔环及尼龙环定位于加载端实验轴承与右侧实验轴承之间；间隔环内径与配对轴承主轴配合，间隔环外径与环形压力传感器内径之间通过尼龙环分隔；所述传感器外圈垫环粘接在环形压力传感器左侧上，使加载端实验轴承的外圈压在传感器外圈垫环上，所述传感器内圈垫环粘接在环形压力传感器右侧上，使右侧实验轴承的外圈压在传感器内圈垫环。

9.根据权利要求8所述的一种圆锥滚子轴承配对实验系统，其特征在于：所述环形压力传感器为定制的压力传感器，其外径为270mm，内径为210mm，厚度45mm，量程100kn，精度为0.5%fs。

10.根据权利要求1所述的一种圆锥滚子轴承配对实验系统，其特征在于：轴承配对实验单元设置于系统主机中，系统主机外设置外围机构并与外围机构构成整个实验系统；位于轴承配对实验单元外部设有主轴伺服电机，伺服电机安装在系统主机外部的主轴电机驱动器柜中，靠近主轴电机驱动器柜位置设置电控柜，系统主机通过电缆连接于电控柜，主轴电机驱动器柜通过电缆连接于电控柜；系统主机外部还设有液压站，液压站中通过电缆连接于电控柜中。