[發明專利]一種軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測量方法

無效

• 申請號: 201210354382.9
• 申請日: 2012-09-22
• 公開（公告）號: CN102889990A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 馬會防;諶勇;華宏星
• 申請（專利權）人: 馬會防
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于機械測量技術領域，可用于滾動軸承以及部分滑動軸承的徑向剛度、軸向剛度的測量。

背景技術

軸承剛度的測量方法，一般依據胡克定理F=Kx，通過測量力F和力引起的位移x，從而計算得到剛度K。最新的關于軸承剛度測試的專利技術，比如“軸承剛度測試裝置”（申請號：200810137157）、“氣浮軸承的剛度測試裝置”（申請號：?201010530570），都是對基于胡克定理的測試裝置的改進和發明。

?基于胡克定理的測試方法，屬于靜力學方法，雖然原理簡單，但對設備要求較高，原因在于軸承剛度K一般較大，施加很大的力F但卻產生很小的位移x，導致測試設備既需要產生并測量很大的載荷力，又需要精密測量力產生的極其微小的位移，容易造成測試裝置的結構復雜、成本高昂。

?另外，根據最近科技論文的研究成果，有諸多因素影響軸承的剛度，主要包括預緊力、內外圈變形等，而這些因素，基于胡克定理的測試裝置通常無法予以考慮，也就不容易測出實際安裝狀態下軸承的剛度。

發明內容

本發明的目的是為了解決軸承徑向剛度、軸向剛度的測量，而提出的一種動力學測量方法。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：

1、軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測量方法，其特征在于：測量軸承徑向剛度時，包括以下步驟：

步驟1.1：確定軸承徑向剛度K_r與測試用軸一階橫向振動固有頻率f的函數關系K_r=K_r(f)；

步驟1.2：組建測試用軸--被測軸承--剛性支座的物理系統；

步驟1.3：測量測試用軸的一階橫向振動固有頻率，設測量值為f₀?Hz；

步驟1.4：按照公式計算軸承的徑向剛度，公式為：?K_r=?K_r(f₀)；

2、根據權利要求1所述的軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測量方法，其特征在于：步驟1.1進一步包括以下步驟：

步驟1.1.1：建立以彈簧單元為支撐的測試用軸的有限元模型；

步驟1.1.2：設置彈簧單元剛度K_r；

步驟1.1.3：求解測試用軸的一階橫向振動固有頻率f；

步驟1.1.4：改變彈簧單元剛度K_r，重復步驟1.1.2和1.1.3，得到一系列K_r、f數對；

步驟1.1.5：構建K_r與f的函數關系K_r=K_r(f)；

3、根據權利要求1所述的軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測量方法，其特征在于：步驟1.2中，測試用軸的兩端分別安裝被測軸承，被測軸承安裝在剛性支座上；

4、根據權利要求1所述的軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測量方法，其特征在于：步驟1.2中，在測試用軸中部通過電磁力等柔性接觸方式施加徑向力，以測量不同徑向力下軸承的徑向剛度；

5、根據權利要求1所述的軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測量方法，其特征在于：步驟1.2中，被測軸承可以加裝預緊裝置，但要求兩端的被測軸承處于同樣的預緊狀態，以測量不同預緊力下軸承的徑向剛度；

6、軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測量方法，其特征在于：測量軸承軸向剛度時，包括以下步驟：

步驟2.1：求出測試用軸的質量M；

步驟2.2：組建測試用軸--被測軸承--剛性軸承座的物理系統；

步驟2.3：測量測試用軸的一階軸向振動固有頻率，設測量值為f?Hz；

步驟2.4：按照公式計算軸承的徑向剛度，公式為：K_a=4π²f²M；

7、根據權利要求6所述的軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測量方法，其特征在于：步驟2.2中，測試用軸的一端安裝被測軸承，另一端僅需限定徑向位移、允許軸向位移，測試用軸和被測軸承安裝在剛性支座上；

8、根據權利要求7所述的軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測量方法，其特征在于：測試用軸僅需限定徑向位移、允許軸向位移的一端，可安裝無擋邊的圓柱滾子軸承；

9、根據權利要求6所述的軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測量方法，其特征在于：步驟2.2中，在測試用軸上通過電磁力等柔性接觸方式施加軸向力，以測量不同軸向力下軸承的軸向剛度；