[实用新型]角接触球轴承温度、轴向热位移测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，特别是一种角接触球轴承温度、轴向热位移测试装置及实验方法。

背景技术

目前，机床进给速度得到进一步提升，作为进给系统主要生热部件的角接触球轴承生热量快速提高。据统计，由于机床进给系统热变形造成的加工误差占到机床总误差高达70%，同时轴承温度异常上升，会引起接触面材料回火软化，最终导致轴承过早疲劳失效。

虽然有很多研究学者对角接触球轴承的温度场和热变形进行了深入的研究分析，但多半停留在理论分析和软件仿真方面，实际情况中，轴承边界的对流换热系数及润滑剂的粘度变化系数难以确定，因此从实验的角度分析处于不同转速、轴向力下的角接触球轴承的温度、轴向热位移显得格外重要。

目前，虽有部分研究人员对电主轴轴承的温度进行过实验测试，但也只是停留在采集轴承外圈外圆柱面的温度层次上，而对进给系统角接触球轴承的温度、轴向热位移测试实验几乎为空白。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种角接触球轴承的温度及轴向热位移量的测试方法及实验装置，它可以快速的测量出轴承处于不同转速、轴向载荷下的热参数，可以加快对轴承制造质量的改进，也可为机床进给系统丝杠预拉伸量提供理论依据。

实现本实用新型的技术解决方案为：一种角接触球轴承温度、轴向热位移测试装置，包括垫铁、实验基体、T型基板、电机底座、伺服电机、联轴器、轴系、轴向加力器、热电阻传感器、上轴承座、下轴承座、色散共焦位移计、微位移调节器、微位移调节器安装板、圆头导向平键、定位销、PC机、热电阻传感器显示仪、力传感器显示仪、变频器、红外测温仪；

    垫铁的数量为四块，该四块垫铁设置在实验基体的底部，实验基体的上方固连T型基板，T型基板的上方固连电机底座，伺服电机通过高度调节垫片安装在电机底座上，电机轴通过联轴器与轴系相连；T型基板的上方还固连两个下轴承座，每个下轴承座上方均固连一个上轴承座，轴系位于两套上轴承座和下轴承座之间，轴向加力器的数量为两个，该两个轴向加力器对称设置在轴系的两侧；轴系的轴承外圈上设置热电阻传感器；

实验基体的上方还设置微位移调节器安装板，微位移调节器安装板的上方固连微位移调节器，色散共焦位移计装夹在微位移调节器上，用于测量轴系的轴向位移，圆头导向平键、定位销位于下轴承座和T型基板之间，用于提高下轴承座轴向的导向精度并降低水平面内的扭转误差；

色散共焦位移计与PC机相连，将色散共焦位移计检测到的数据传输给PC机，PC机通过变频器与伺服电机相连，控制伺服电机工作，热电阻传感器与热电阻传感器显示仪相连，轴向加力器与力传感器显示仪相连，红外测温仪位于轴系的端部，用于测量轴系中轴承内圈的温度。

轴系包括键、轴和两套相同的轴承组件，该两套轴承组件对称设置在轴的两端，每套轴承组件均包括轴承、轴端螺母和轴承套；其中第一轴承组件包括第一轴承套、轴承、轴端螺母，第一轴承套上设置三个螺栓孔，第二轴承组件中的轴承套上对称设置两个定位销孔；

其中轴承内圈与轴为过盈配合，轴承的内圈通过轴端螺母锁紧在轴上，轴承外圈与第一轴承套过盈配合，轴承套通过螺栓固定在上轴承座和下轴承座之间。

轴向加力器包括轴向橡胶环、轴向橡胶环安装底板、轴向右螺杆、轴向加载螺母、轴向左螺杆、力传感器安装底板、力传感器、加力杆； 

其中，轴向右螺杆端部的小圆柱穿过轴向橡胶环安装底板中间的圆柱通孔，并插入到轴向橡胶环中，轴向右螺杆通过外螺纹与轴向加载螺母的一侧内螺纹配合，加力杆插入到轴向加载螺母中，轴向加载螺母通过其另一侧内螺纹与轴向左螺杆进行配合，轴向左螺杆与力传感器安装底板为间隙配合，轴向左螺杆通过端部的小圆柱插入到力传感器安装底板的圆柱通孔中，力传感器安装底板与力传感器通过四个螺栓进行固连，力传感器通过导线与力传感器显示仪进行连接，最终施加的轴向力数值通过力传感器显示仪进行显示。

微位移调节器包括径向移动微调旋钮、径向移动板、径向移动导向沟槽、色散共焦位移计安装底座、轴向移动导向沟槽、轴向移动板、轴向移动微调旋钮、微位移调节底板、高度调节垫板、弹簧、拧紧螺栓；