一种轴承试验机加载装置论文和设计-曲浩然

全文摘要

本实用新型属于机械装备领域，主要涉及一种轴承试验机加载装置，包括伺服电机、控制器、丝杠、加载盘和弹性体，所述伺服电机可拆卸设置在底座上；所述控制器与所述伺服电机设置在底座同侧，所述控制器用于控制所述伺服电机的转速和转矩；所述丝杠与所述伺服电机的输出轴可拆卸连接；所述弹性体为中空状，套设在所述丝杠上，其两端分别固定设置有加载盘，通过所述加载盘对该弹性体的压缩或拉伸产生加载力；所述加载盘与丝杠可拆卸连接，用于传递和作用加载力。该装置采用伺服电机进行驱动，自动化程度高，能保证加载的精度和稳定性，能获得更高的加载力矩，试验范围更加广泛；且结构简单、占地尺寸小且操作简便。

主设计要求

1.一种轴承试验机加载装置，其特征在于：包括伺服电机、控制器、丝杠、加载盘和弹性体，所述伺服电机可拆卸设置在底座上；所述控制器与所述伺服电机设置在底座同侧，所述控制器用于控制所述伺服电机的转速和转矩；所述丝杠与所述伺服电机的输出轴可拆卸连接；所述弹性体为中空状，套设在所述丝杠上，其两端分别固定设置有加载盘，通过所述加载盘对该弹性体的压缩或拉伸产生加载力；所述加载盘与丝杠可拆卸连接，用于传递和作用加载力。

设计方案

2.如权利要求1中所述的轴承试验机加载装置，其特征在于：所述弹性体为螺旋弹簧。

3.如权利要求1中所述的轴承试验机加载装置，其特征在于：还包括伺服电机驱动器以及控制屏幕，所述伺服电机驱动器、控制屏幕均设置在所述底座上且与所述伺服电机同侧设置；所述控制屏幕、控制器、伺服电机驱动器以及伺服电机之间电性相连。

4.如权利要求1中所述的轴承试验机加载装置，其特征在于：还包括联轴器，所述联轴器设置在所述伺服电机靠近所述丝杠的一端上；所述联轴器远离伺服电机的一侧与所述丝杠可拆卸连接。

5.如权利要求1中所述的轴承试验机加载装置，其特征在于：所述丝杠靠近联轴器的一侧设置有丝杠螺母，所述丝杠螺母沿丝杠轴线方向与丝杠滑动连接。

6.如权利要求1中所述的轴承试验机加载装置，其特征在于：所述加载盘包含有两个，分别为第一加载盘和第二加载盘，分设在弹性体两侧。

7.如权利要求6中所述的轴承试验机加载装置，其特征在于：所述第一加载盘一侧与丝杠螺母可拆卸连接，另一侧与弹性体固定设置，且所述第一加载盘沿丝杠轴线方向与丝杠滑动连接。

8.如权利要求6中所述的轴承试验机加载装置，其特征在于：所述第二加载盘与弹性体在其远离第一加载盘的一端固定设置，所述第二加载盘与丝杠在远离联轴器的一侧固定设置，用于将加载力作用到加载部位上；且所述第二加载盘远离弹簧的一侧还设置有力传感器。

9.如权利要求8中所述的轴承试验机加载装置，其特征在于：所述力传感器与加载部位接触，用于获得加载部位受到的实际加载力的大小；所述力传感器与所述控制器电性相连，用于将检测到的加载力转化为电信号反馈给控制器。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于机械装备领域，涉及一种轴承试验机加载装置。

背景技术

轴承是机械装备的重要组成部分，在工业中应用广泛。轴承属于高精密度工业产品，轴承的使用寿命受外界因素影响非常大，而轴承的性能很大程度上影响着主机的性能。因此对轴承的检测就至关重要。

轴承试验机是一种能模拟轴承真实运行环境的机械装置，能够有效研究轴承的振动、温度等性能参数的变化。目前的轴承试验机加载方式一般有液压加载、机械加载等方式，液压加载通过控制液压油流向，从而使液压缸产生加载力，但液压加载存在操作不便、维护困难等缺点；机械加载的方式种类繁多，有着结构简单、可靠性高等优点，但同时存在结构尺寸大、加载力矩小、加载连续性和稳定性不强等缺点。

因此，为解决上述问题，本实用新型设计了一种轴承试验机加载装置，该装置采用的加载方式为电机驱动。电机加载方式自动化程度高，而且不论是静态加载抑或是动态加载时都能保证加载的精度和稳定性，适合长时间加载，同时加载力矩更高，可以满足更高的实验要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种轴承试验机加载装置，用于解决目前常见的轴承试验机其加载装置操作不便、维护困难或加载力矩较小、加载连续性和稳定性不高等问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种轴承试验机加载装置，包括伺服电机、控制器、丝杠、加载盘和弹性体，所述伺服电机可拆卸设置在底座上；所述控制器与所述伺服电机设置在底座同侧，所述控制器用于控制所述伺服电机的转速和转矩；所述丝杠与所述伺服电机的输出轴可拆卸连接；所述弹性体为中空状，套设在所述丝杠上，其两端分别固定设置有加载盘，通过所述加载盘对该弹性体的压缩或拉伸产生加载力；所述加载盘与丝杠可拆卸连接，用于传递和作用加载力。

可选地，所述弹性体为螺旋弹簧。

可选地，还包括伺服电机驱动器以及控制屏幕，所述伺服电机驱动器、控制屏幕均设置在所述底座上且与所述伺服电机同侧设置；所述控制屏幕、控制器、伺服电机驱动器以及伺服电机之间电性相连。

可选地，还包括联轴器，所述联轴器设置在所述伺服电机靠近所述丝杠的一端上；所述联轴器远离伺服电机的一侧与所述丝杠可拆卸连接。

可选地，所述丝杠靠近联轴器的一侧设置有丝杠螺母，所述丝杠螺母沿丝杠轴线方向与丝杠滑动连接。

可选地，所述加载盘包含有两个，分别为第一加载盘和第二加载盘，分设在弹性体两侧。

可选地，所述第一加载盘一侧与丝杠螺母可拆卸连接，另一侧与弹性体固定设置，且所述第一加载盘沿丝杠轴线方向与丝杠滑动连接。

可选地，所述第二加载盘与弹性体在其远离第一加载盘的一端固定设置，所述第二加载盘与丝杠在远离联轴器的一侧固定设置，用于将加载力作用到加载部位上；且所述第二加载盘远离弹簧的一侧还设置有力传感器。

可选地，所述力传感器与加载部位接触，用于获得加载部位受到的实际加载力的大小；所述力传感器与所述控制器电性相连，用于将检测到的加载力转化为电信号反馈给控制器。

本实用新型的有益效果在于：

1、所述加载方式为伺服电机驱动，自动化程度高，且能保证加载的精度和稳定性，适合长时间加载。电机驱动加载能获得更高的加载力矩，试验范围更加广泛。

2、所述第二加载盘用于将压缩弹簧获得的轴向加载力作用到所需加载部位上，且所述第二加载盘与加载部位接触的一侧设置有力传感器，所述力传感器与加载部位直接接触，可以获得真实实际的加载部位受到的加载力，并将实际加载力反馈给控制器，用于与控制器预先设定的加载力做对比，方便验证和补偿加载误差。

3、所述加载装置结构简单、占地尺寸小，且操作简单试验方便。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型的三维示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的信号传递图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图3，附图中的元件标号分别表示：伺服电机1、控制屏幕2、伺服电机驱动器3、控制器4、联轴器5、第一加载盘6、弹性体7、第二加载盘 8、力传感器9、丝杠10、丝杠螺母11、底座12。

本实用新型涉及一种轴承试验机加载装置，包括伺服电机1、控制器4、丝杠10、加载盘和弹性体7，所述伺服电机1可拆卸设置在底座12上；所述控制器4与所述伺服电机1设置在底座12同侧，所述控制器4用于控制所述伺服电机1的转速和转矩；所述丝杠10与所述伺服电机1的输出轴可拆卸连接；所述弹性体7为中空状，套设在所述丝杠10上，其两端分别固定设置有加载盘，通过所述加载盘对该弹性体7的压缩或拉伸产生加载力；所述加载盘与丝杠10可拆卸连接，用于传递和作用加载力。

具体地，所述装置还包括控制屏幕2和伺服电机驱动器3，两者均设置在底座12靠近伺服电机1的一侧上，所述控制屏幕2、控制器4、伺服电机驱动器3 以及伺服电机1之间电性相连。所述控制屏幕2中存储上位机预先编制的程序，且所述控制屏幕2设置有触觉反馈系统，用于方便操作者触摸操作；所述控制器4用于接收控制屏幕2编译的控制程序，并依据控制程序发送脉冲信号到伺服电机驱动器3；所述伺服电机驱动器3根据从控制器4接收的指令向伺服电机 1发送脉冲信号，用于控制伺服电机加载力矩；所述装置还包括联轴器5，所述伺服电机1靠近丝杠10的一端与联轴器5可拆卸连接；所述联轴器5远离伺服电机1的一侧与丝杠10可拆卸连接；所述丝杠10靠近联轴器5的一侧设置有丝杠螺母11，所述丝杠螺母11沿丝杠10轴线方向与丝杠10滑动连接；所述加载盘包含有两个，分别为第一加载盘6和第二加载盘8，所述第一加载盘6和所述第二加载盘8平行且等高地设置在丝杠10上；所述第一加载盘6一侧与丝杠螺母11可拆卸连接，另一侧与弹性体7固定设置，且该第一加载盘6沿丝杠10 轴线与丝杠10滑动设置；所述第二加载盘8与弹性体7在远离第一加载盘6的一端固定设置，且该第二加载盘8固定设置在丝杠10远离联轴器5的一端，所述第二加载盘8远离弹性体7的一侧还设置有力传感器9；所述力传感器9与控制器4之间电性相连，用于将检测到的加载力转化为电信号反馈给控制器3，之后控制器4将反馈电信号显示在控制屏幕2上。

使用时，首先需要编制好加载控制程序，并通过控制屏幕2传输到控制器4 当中，之后控制器4将控制指令以脉冲信号的形式传输给伺服电机驱动器3，伺服电机驱动器3依据脉冲信号控制伺服电机1的转速和转矩，在伺服电机1转动的过程中，由于丝杠10通过联轴器5与伺服电机1相连，丝杠10与伺服电机1保持有同等的转动状态，在丝杠10转动过程中，丝杠螺母11沿丝杠10轴线方向向靠近第二加载盘8的方向滑动，从而带动第一加载盘6沿丝杠10向靠近第二加载盘8的方向滑动，进而使得弹性体7缩短从而产生加载力，该加载力通过第二加载盘8施加在加载部位上，从而实现了轴向力加载。同时，由于伺服电机1是通过联轴器5与丝杆10进行连接的，因而丝杆10实际运转时存在一定的摩擦力，这就造成了操作者通过控制器4预先设定的加载力与加载部位实际受到的加载力之间存在一定的误差，为了准确得到轴承的受力情况，丝杆10顶端的第二加载盘8上安装有一个力传感器9，当进行加载时，所述力传感器9与加载部位接触，受到与加载部位相同的加载力作用，之后将该加载力转化为电信号通过传感器内部的通信模块传输到控制器4中并显示在控制屏幕2上，操作者可以得到准确的实际加载部位受力数据，并依此调整伺服电机1的加载力矩，更好的达到研究目的。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

设计图

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