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专利号: 2019107852471
申请人: 河南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种轴承碰撞实验方法,其特征在于:先将待测轴承装夹在碰撞机构上,保证待测轴承能够自由转动,然后使步进电机正转以驱动碰撞机构运动,从而带动待测轴承从转轮的一侧靠近转轮并与转轮的侧面碰撞;通过调节步进电机的转动圈数和转速,以控制碰撞机构朝向转轮运动的距离和速度,从而控制碰撞力的大小;碰撞过程中由变频电机带动转轮旋转使待测轴承同步转动,通过调节变频电机的转速以控制转轮的转速,从而控制碰撞过程中待测轴承的转速;碰撞机构上安装有能够监控碰撞力的压力传感器,当碰撞发生使压力传感器开始受压时,由控制器开始记录步进电机的转动圈数,当步进电机的转动圈数达到预定值时,通过控制器使步进电机反转以带动碰撞机构向远离转轮方向运动,使待测轴承与转轮分离,从而使碰撞实验结束并保证碰撞力不超出预定的最大值。

2.根据权利要求1所述的一种轴承碰撞实验方法,其特征在于:所述控制器采用PLC控制器,控制器通过串行通讯的方式与步进电机、变频电机和压力传感器分别连接,控制器上设有触摸屏,通过触摸屏能够对步进电机和变频电机的运转参数进行设置,控制器内能够同时存储多次碰撞过程中步进电机和变频电机的运转参数,从而使待测轴承能够按照预设的参数连续进行多次碰撞实验。

3.一种轴承碰撞实验装置,其特征在于:包括安装平台(1),安装平台(1)上设有转轮机构、用于装夹待测轴承(3)并带动待测轴承(3)向转轮机构运动的碰撞机构、以及用于协调控制转轮机构的旋转和碰撞机构的运动的控制器;

所述的转轮机构包括一个转轮(2),转轮(2)套装在主轴(4)上,主轴(4)通过一对轴承座(5)架设在安装平台(1)上,主轴(4)的一端通过联轴器(6)与变频电机(7)连接;

所述的碰撞机构包括一段滑轨(8),滑轨(8)设置在安装平台(1)上,滑轨(8)的长度方向与转轮(2)的轴线平行,滑轨(8)上设有第一滑台(9)和第二滑台(10),第二滑台(10)位于第一滑台(9)沿滑轨(8)的长度方向靠近转轮(2)的一侧,第二滑台(10)上安装有一个推杆(11),推杆(11)从第二滑台(10)的上方延伸至第二滑台(10)靠近转轮(2)的一侧,推杆(11)靠近转轮(2)的一端穿设有用于供待测轴承(3)套设的转轴(12),转轴(12)的轴线与滑轨(8)的长度方向垂直;

滑轨(8)上还安装有一根丝杠(13),丝杠(13)的轴线与滑轨(8)的长度方向平行,丝杠(13)贯穿第一滑台(9)并拧设在第一滑台(9)的螺纹通孔内,丝杠(13)的一端与步进电机(14)连接,使丝杠(13)能够带动第一滑台(9)沿滑轨(8)运动;

第一滑台(9)和第二滑台(10)之间设有压力传感器(15),通过压力传感器(15)的两端分别顶设在第一滑台(9)和第二滑台(10)相对的侧壁上,使第一滑台(9)能够推动第二滑台(10)向靠近转轮(2)方向运动,从而使待测轴承(3)靠近转轮(2)一侧的外圆周能够与转轮(2)的侧壁碰撞贴合;

第一滑台(9)上安装有一个压板(16),压板(16)向第二滑台(10)延伸且压板(16)靠近第二滑台(10)的一段上开设有通槽(17),通槽(17)的长度方向与滑轨(8)的长度方向平行,第二滑台(10)上连接有一个拉回块(18),拉回块(18)穿设在通槽(17)内且拉回块(18)能够沿通槽(17)的长度方向运动,拉回块(18)和通槽(17)的配合尺寸满足当待测轴承(3)与转轮(2)碰撞时,拉回块(18)能够向通槽(17)靠近第一滑台(9)的一端运动,使第一滑台(9)能够继续向靠近转轮(2)方向运动,以便于压力传感器(15)受压变形从而测量碰撞力;拉回块(18)和通槽(17)的配合尺寸还满足当丝杠(13)带动第一滑台(9)向远离转轮(2)方向运动时,拉回块(18)能够向通槽(17)靠近第二滑台(10)的一端运动并卡设通槽(17)靠近第二滑台(10)一端的侧壁,使通槽(17)能够带动拉回块(18)向远离转轮(2)方向运动,从而使第一滑台(9)能够带动第二滑台(10)远离转轮(2)以便于待测轴承(3)与转轮(2)分离;

所述的控制器能够调节变频电机(7)带动转轮(2)旋转的转速,并能够控制步进电机(14)带动丝杠(13)旋转,当待测轴承(3)与转轮(2)碰撞使压力传感器(15)开始受压时,控制器开始记录步进电机(14)的转动圈数,并在步进电机(14)的转动圈数达到预定值时控制步进电机(14)带动丝杠(13)反转使待测轴承(3)与转轮(2)分离。

4.根据权利要求3所述的一种轴承碰撞实验装置,其特征在于:所述安装平台(1)的上表面水平设置,转轮(2)的轴线以及滑轨(8)的长度方向也为水平设置,转轮(2)的轴线与待测轴承(3)的轴线位于同一水平面。

5.根据权利要求3所述的一种轴承碰撞实验装置,其特征在于:所述安装平台(1)中部开设有一段方形槽(19),转轮(2)贯穿方形槽(19)使转轮(2)的底端延伸至安装平台(1)下侧。

6.根据权利要求3所述的一种轴承碰撞实验装置,其特征在于:所述滑轨(8)通过多个螺钉安装在安装平台(1)的上表面,安装平台(1)上沿着与滑轨(8)长度垂直的方向开设有多组螺纹孔,通过滑轨(8)上的螺钉分别拧设在不同的螺纹孔内,使滑轨(8)沿着与其长度垂直方向的位置能够调节。

7.根据权利要求3所述的一种轴承碰撞实验装置,其特征在于:所述推杆(11)通过多个螺钉安装在第二滑台(10)的上表面,第二滑台(10)的上表面沿着与滑轨(8)长度垂直的方向开设有多个腰型槽(20),推杆(11)的多个螺钉分别穿设在各自的腰型槽(20)内,使推杆(11)与第二滑台(10)之间沿着与滑轨(8)长度垂直方向的相对位置能够调节。

8.根据权利要求3所述的一种轴承碰撞实验装置,其特征在于:所述压板(16)为一个矩形平板,压板(16)同时贴设在第一滑台(9)和第二滑台(10)相同一侧的侧壁上,第一滑台(9)的侧壁上拧设有用于固定压板(16)的螺钉;所述拉回块(18)为一个拧设在第二滑台(10)侧壁上的螺钉,拉回块(18)的轴线与滑轨(8)长度方向垂直,通槽(17)的宽度与拉回块(18)的直径相匹配,拉回块(18)与第一滑台(9)侧壁上拧设的螺钉沿滑轨(8)的长度方向对齐。

9.根据权利要求3所述的一种轴承碰撞实验装置,其特征在于:所述变频电机(7)安装在安装平台(1)上表面,并位于转轮(2)远离碰撞机构的一侧;所述步进电机(14)与丝杠(13)远离转轮(2)的一端连接。

10.根据权利要求3所述的一种轴承碰撞实验装置,其特征在于:所述安装平台(1)底部安装有多个用于配合支撑安装平台(1)的地脚(21),所有地脚(21)的高度均能够调节以便于安装平台(1)找正。