柔性軸承疲勞壽命測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軸承疲勞檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性軸承的疲勞壽命測試裝置，用于測試變形后的柔性軸承在空載或不同載荷情況下的疲勞壽命。
【背景技術(shù)】
[0002]諧波傳動是1950年代出現(xiàn)的一種傳動形式，利用彈性原件可控的彈性變形來傳遞運動和動力的原理性創(chuàng)新，使其區(qū)別于其他傳動形式。諧波傳動減速器主要由波發(fā)生器、柔輪、剛輪等組成。裝有柔性軸承的凸輪波發(fā)生器是諧波傳動主要采用的波發(fā)生器結(jié)構(gòu)。
[0003]由于諧波傳動的諸多獨特優(yōu)點，近幾十年來，諧波傳動被廣泛的應(yīng)用到機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、食品包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、船舶、航空航天技術(shù)、武器等領(lǐng)域。在諧波傳動中，柔性軸承的疲勞壽命是影響諧波傳動壽命的重要因素之一。
[0004]柔性軸承不同于普通軸承，它的內(nèi)外圈壁厚薄，容易產(chǎn)生彈性變形，在未裝入凸輪之前內(nèi)外圈是圓形的。如圖1所示，裝上凸輪I之后，柔性軸承內(nèi)圈2、柔性軸承外圈3變形為凸輪I廓線的等距曲線。
[0005]現(xiàn)有的軸承疲勞試驗機(jī)都是以普通軸承為試驗對象，這類軸承的內(nèi)外圈在工作狀態(tài)保持圓形，以普通軸承為試驗對象的軸承疲勞試驗機(jī)主要測試軸承滾動體與滾道之間的接觸疲勞強(qiáng)度。
[0006]柔性軸承的工作狀態(tài)是裝有凸輪，其內(nèi)外圈為凸輪廓線等距曲線，目前，針對處于工作狀態(tài)的柔性軸承，尚沒有很好的疲勞壽命試驗方法。
[0007]通過測試工作狀態(tài)下柔性軸承的疲勞壽命，可以提高諧波傳動裝置使用壽命預(yù)測的準(zhǔn)確性，對諧波傳動技術(shù)的推廣應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重要意義。
[0008]本發(fā)明提出一種測試柔性軸承外圈疲勞強(qiáng)度的試驗裝置，該裝置可以在模擬柔性軸承工作狀態(tài)的條件下，測試柔性軸承的疲勞壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種柔性軸承外圈疲勞壽命的測試裝置，該裝置可以模擬柔性軸承的工作狀態(tài)，通過對預(yù)裝凸輪的柔性軸承裝配加載，實現(xiàn)空載或加載條件下，測試所述柔性軸承的疲勞壽命。
[0010]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0011]在柔性軸承中裝入凸輪，構(gòu)成諧波傳動的凸輪式波發(fā)生器裝配，此時柔性軸承內(nèi)圈和柔性軸承外圈都處于變形狀態(tài)。在機(jī)架上固定凸輪，并將傳動帶繞過傳動輪，包圍變形后的柔性軸承外圈，驅(qū)動器通過傳動輪驅(qū)動傳動帶轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動柔性軸承外圈轉(zhuǎn)動，因為柔性軸承外圈處于變形狀態(tài)，當(dāng)柔性軸承外圈轉(zhuǎn)動時，其上每一點都處于交變應(yīng)力狀態(tài)，通過探傷傳感器和轉(zhuǎn)數(shù)傳感器檢測柔性軸承外圈斷裂和開始測試到發(fā)生斷裂時的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，即可確定柔性軸承的疲勞壽命。用張緊輪調(diào)節(jié)裝置可以調(diào)整傳動帶對柔性軸承外圈的包角，用載荷調(diào)整裝置可以調(diào)整傳動帶對柔性軸承外圈的作用力，改變傳動帶對變形后柔性軸承的作用力。由于傳動帶對處于強(qiáng)制變形的柔性軸承外圈施加的是分布載荷，因此本發(fā)明提出的技術(shù)方案可以模擬柔性軸承的實際工作狀態(tài)，并可改變?nèi)嵝暂S承上的作用載荷。
[0012]所述探傷傳感器和所述轉(zhuǎn)數(shù)傳感器可采用兼有探傷和轉(zhuǎn)數(shù)檢測功能的傳感器。
[0013]發(fā)明有益效果:
[0014]本發(fā)明柔性軸承疲勞壽命測試裝置，可以在模擬柔性軸承工作狀態(tài)的條件下，測試柔性軸承的疲勞壽命，對改進(jìn)柔性軸承設(shè)計，提高柔性軸承疲勞壽命，準(zhǔn)確預(yù)測諧波傳動裝置使用壽命具有重要意義。
【附圖說明】
[0015]圖1是凸輪式波發(fā)生器裝配。圖中，1-凸輪，2a_柔性軸承，2—柔性軸承內(nèi)圈，3-柔性軸承外圈。
[0016]圖2為測試裝置。圖中，4、5、6、7—張緊輪，8、9一傳動輪，10、11傳動軸，12—傳動帶，13—探傷傳感器，14—轉(zhuǎn)數(shù)傳感器，15、16支架，17—計算機(jī)，18、19、20、21-張緊輪調(diào)節(jié)裝置，22—探傷傳感器電纜，23—轉(zhuǎn)數(shù)傳感器電纜，24,25-載荷調(diào)整裝置，26、27、28、29滑塊，30、31、32、33—螺旋副，34、35、36、37_ 連接軸，38、39_ 螺旋副，40、41—滑塊，42—機(jī)架。
[0017]圖3為圖2測試裝置A-A剖視圖。圖3中，43-驅(qū)動器，44-支架，45、46_帶輪，47-傳動帶，48、49、50、51、52-聯(lián)接件，50a-輸出軸，53-聯(lián)接件。
【具體實施方式】
[0018]如圖2、3所示，本測試裝置主要由計算機(jī)17、探傷傳感器13、轉(zhuǎn)數(shù)傳感器14、驅(qū)動器43、傳動輪8、傳動輪9、傳動帶12、凸輪1、柔性軸承2a、張緊輪4、張緊輪5、張緊輪6、張緊輪7、載荷調(diào)整裝置24、載荷調(diào)整裝置25、機(jī)架42等組成。其中凸輪I固定在機(jī)架42上，柔性軸承2a套入凸輪I后發(fā)生變形，柔性軸承內(nèi)圈2與柔性軸承外圈3變形為凸輪I廓線等距曲線。張緊輪調(diào)節(jié)裝置18通過螺旋副30調(diào)節(jié)滑塊26的位置，張緊輪4通過連接軸34與滑塊26連接。張緊輪調(diào)節(jié)裝置19通過螺旋副31調(diào)節(jié)滑塊27的位置，張緊輪5通過連接軸35與滑塊27連接。張緊輪調(diào)節(jié)裝置20通過螺旋副32調(diào)節(jié)滑塊28的位置，張緊輪6通過連接軸36與滑塊28連接。張緊輪調(diào)節(jié)裝置21通過螺旋副33調(diào)節(jié)滑塊29的位置，張緊輪7通過連接軸37與滑塊29連接。傳動輪8通過聯(lián)接件48與傳動軸11連接并安裝在滑塊40上，傳動輪9通過聯(lián)接件52與傳動軸10連接并安裝在滑塊41上，載荷調(diào)整裝置24、載荷調(diào)整裝置25分別通過螺旋副39與螺旋副38調(diào)整滑塊41、滑塊40的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)傳動輪9和傳動輪8之間的距離。傳動帶12繞過傳動輪8、傳動輪9、張緊輪4、張緊輪5、張緊輪6、張緊輪7、柔性軸承外圈3。通過載荷調(diào)整裝置24和載荷調(diào)整裝置25改變傳動輪9和傳動輪8之間的距離，可以調(diào)整傳動帶12中的拉力，并進(jìn)而改變傳動帶12對變形后柔性軸承外圈3上的作用力，實現(xiàn)對柔性軸承外圈3的加載。帶輪45通過聯(lián)接件49與傳動軸11連接，帶輪46通過聯(lián)接件51與傳動軸10連接，驅(qū)動器43的輸出軸50a通過聯(lián)接件50與傳動軸11連接，驅(qū)動器43通過支架44由聯(lián)接件53固定在滑塊40上，傳動帶47繞在帶輪45和帶輪46上，驅(qū)動器43通過傳動帶47驅(qū)動傳動輪8與傳動輪9轉(zhuǎn)動，傳動輪8與傳動輪9通過傳動帶12帶動柔性軸承外圈3轉(zhuǎn)動，由于柔性軸承2a處于被凸輪I強(qiáng)制變形狀態(tài)，并且柔性軸承外圈3在轉(zhuǎn)動同時被傳動帶12加載，因此該測試裝置可以模擬諧波傳動中柔性軸承的工作狀態(tài)。
[0019]探傷傳感器13通過支架15固定在機(jī)架42上，監(jiān)測柔性軸承外圈3斷裂信息，轉(zhuǎn)數(shù)傳感器14通過支架16固定在機(jī)架42上，監(jiān)測柔性軸承外圈3轉(zhuǎn)數(shù)信息。探傷傳感器電纜22、轉(zhuǎn)數(shù)傳感器電纜23分別將柔性軸承外圈3斷裂信息、柔性軸承外圈3轉(zhuǎn)數(shù)信息，傳輸給計算機(jī)17，用以監(jiān)測柔性軸承2a工作狀態(tài)。柔性軸承外圈3斷裂時，測試裝置停止運轉(zhuǎn)，柔性軸承外圈3轉(zhuǎn)數(shù)即為柔性軸承2a的疲勞壽命。
[0020]載荷調(diào)整裝置24和載荷調(diào)整裝置25可以采用滾珠絲杠、連桿等傳動形式。
[0021]探傷傳感器13可以兼有轉(zhuǎn)數(shù)檢測功能。轉(zhuǎn)數(shù)傳感器14可以兼有監(jiān)測柔性軸承外圈3斷裂功能。計算機(jī)17可以為數(shù)顯裝置。
[0022]凸輪I采用凸輪內(nèi)孔，將柔性軸承2a的柔性軸承外圈3套入所述凸輪內(nèi)孔，則所述柔性軸承2a的柔性軸承外圈3和柔性軸承內(nèi)圈2均發(fā)生變形，增加與變形后的所述柔性軸承內(nèi)圈2接觸的傳動軸，所述傳動軸由傳動帶12驅(qū)動，則該測試裝置也可以用于模擬實際工況測試柔性軸承內(nèi)圈2的疲勞壽命。
【主權(quán)項】
1.一種柔性軸承疲勞壽命測試裝置，包括凸輪(I)、柔性軸承(2a)、傳動輪(8、9)、探傷傳感器(13)、計算機(jī)(17)、載荷調(diào)整裝置(24、25)、機(jī)架(42)、驅(qū)動器(43)、傳動帶(12，47)，其特征在于:柔性軸承(2a)套入凸輪(I)后發(fā)生變形，通過載荷調(diào)整裝置(24、25)改變傳動輪(9)和傳動輪(8)之間距離，可以調(diào)整傳動帶(12)中的拉力，進(jìn)而改變傳動帶(12)對變形后柔性軸承外圈(3)上的作用力，驅(qū)動器(43)通過傳動帶(47)驅(qū)動傳動輪(8)與傳動輪(9)轉(zhuǎn)動，傳動輪(8)與傳動輪(9)通過傳動帶(12)帶動柔性軸承外圈(3)轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性軸承疲勞壽命測試裝置，其特征在于:所述裝置包括檢測柔性軸承外圈⑶轉(zhuǎn)數(shù)信息的轉(zhuǎn)數(shù)傳感器(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的柔性軸承疲勞壽命測試裝置，其特征在于:所述計算機(jī)(17)為數(shù)顯裝置。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種柔性軸承外圈疲勞壽命的測試裝置，包括驅(qū)動器(43)、傳動輪(8)(9)、傳動帶(12)(47)、凸輪(1)、柔性軸承(2a)、張緊輪(4)(5)(6)(7)、探傷傳感器(13)、轉(zhuǎn)數(shù)傳感器(14)、計算機(jī)(17)、機(jī)架(42)、載荷調(diào)整裝置(24)(25)、張緊輪調(diào)節(jié)裝置(18)(19)(20)(21)，該裝置能夠在模擬柔性軸承工作狀態(tài)的情況下，測試柔性軸承的疲勞壽命。
【IPC分類】G01M13-04
【公開號】CN104535321
【申請?zhí)枴緾N201410803710
【發(fā)明人】辛洪兵, 張文彪, 張帆, 劉龍, 李艷, 侯藝菡
【申請人】北京工商大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月23日