柔性軸承疲勞壽命測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于軸承疲勞檢測技術領域，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】
[0002]諧波傳動是1950年代出現的一種傳動形式，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新，使其區別于其他傳動形式。諧波傳動減速器主要由波發生器、柔輪、剛輪等組成。裝有柔性軸承的凸輪波發生器是諧波傳動主要采用的波發生器結構。
[0003]由于諧波傳動的諸多獨特優點，近幾十年來，諧波傳動被廣泛的應用到機器人、數控機床、食品包裝機械、印刷機械、紡織機械、船舶、航空航天技術、武器等領域。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，它的內外圈壁厚薄，容易產生彈性變形，在未裝入凸輪之前內外圈是圓形的。如圖1所示，裝上凸輪I之后，柔性軸承內圈2、柔性軸承外圈3變形為凸輪I廓線的等距曲線。
[0005]現有的軸承疲勞試驗機都是以普通軸承為試驗對象，這類軸承的內外圈在工作狀態保持圓形，以普通軸承為試驗對象的軸承疲勞試驗機主要測試軸承滾動體與滾道之間的接觸疲勞強度。
[0006]柔性軸承的工作狀態是裝有凸輪，其內外圈為凸輪廓線等距曲線，目前，針對處于工作狀態的柔性軸承，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測的準確性，對諧波傳動技術的推廣應用和經濟社會發展具有重要意義。
[0008]本發明提出一種測試柔性軸承外圈疲勞強度的試驗裝置，該裝置可以在模擬柔性軸承工作狀態的條件下，測試柔性軸承的疲勞壽命。
【發明內容】
[0009]本發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，通過對預裝凸輪的柔性軸承裝配加載，實現空載或加載條件下，測試所述柔性軸承的疲勞壽命。
[0010]本發明采用以下技術方案:
[0011]在柔性軸承中裝入凸輪，構成諧波傳動的凸輪式波發生器裝配，此時柔性軸承內圈和柔性軸承外圈都處于變形狀態。在機架上固定凸輪，并將傳動帶繞過傳動輪，包圍變形后的柔性軸承外圈，驅動器通過傳動輪驅動傳動帶轉動，進而帶動柔性軸承外圈轉動，因為柔性軸承外圈處于變形狀態，當柔性軸承外圈轉動時，其上每一點都處于交變應力狀態，通過探傷傳感器和轉數傳感器檢測柔性軸承外圈斷裂和開始測試到發生斷裂時的轉動圈數，即可確定柔性軸承的疲勞壽命。用張緊輪調節裝置可以調整傳動帶對柔性軸承外圈的包角，用載荷調整裝置可以調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制變形的柔性軸承外圈施加的是分布載荷，因此本發明提出的技術方案可以模擬柔性軸承的實際工作狀態，并可改變柔性軸承上的作用載荷。
[0012]所述探傷傳感器和所述轉數傳感器可采用兼有探傷和轉數檢測功能的傳感器。
[0013]發明有益效果:
[0014]本發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的條件下，測試柔性軸承的疲勞壽命，對改進柔性軸承設計，提高柔性軸承疲勞壽命，準確預測諧波傳動裝置使用壽命具有重要意義。
【附圖說明】
[0015]圖1是凸輪式波發生器裝配。圖中，1-凸輪，2a_柔性軸承，2—柔性軸承內圈，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—轉數傳感器，15、16支架，17—計算機，18、19、20、21-張緊輪調節裝置，22—探傷傳感器電纜，23—轉數傳感器電纜，24,25-載荷調整裝置，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—機架。
[0017]圖3為圖2測試裝置A-A剖視圖。圖3中，43-驅動器，44-支架，45、46_帶輪，47-傳動帶，48、49、50、51、52-聯接件，50a-輸出軸，53-聯接件。
【具體實施方式】
[0018]如圖2、3所示，本測試裝置主要由計算機17、探傷傳感器13、轉數傳感器14、驅動器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、載荷調整裝置24、載荷調整裝置25、機架42等組成。其中凸輪I固定在機架42上，柔性軸承2a套入凸輪I后發生變形，柔性軸承內圈2與柔性軸承外圈3變形為凸輪I廓線等距曲線。張緊輪調節裝置18通過螺旋副30調節滑塊26的位置，張緊輪4通過連接軸34與滑塊26連接。張緊輪調節裝置19通過螺旋副31調節滑塊27的位置，張緊輪5通過連接軸35與滑塊27連接。張緊輪調節裝置20通過螺旋副32調節滑塊28的位置，張緊輪6通過連接軸36與滑塊28連接。張緊輪調節裝置21通過螺旋副33調節滑塊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通過聯接件52與傳動軸10連接并安裝在滑塊41上，載荷調整裝置24、載荷調整裝置25分別通過螺旋副39與螺旋副38調整滑塊41、滑塊40的位置，進而調節傳動輪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。通過載荷調整裝置24和載荷調整裝置25改變傳動輪9和傳動輪8之間的距離，可以調整傳動帶12中的拉力，并進而改變傳動帶12對變形后柔性軸承外圈3上的作用力，實現對柔性軸承外圈3的加載。帶輪45通過聯接件49與傳動軸11連接，帶輪46通過聯接件51與傳動軸10連接，驅動器43的輸出軸50a通過聯接件50與傳動軸11連接，驅動器43通過支架44由聯接件53固定在滑塊40上，傳動帶47繞在帶輪45和帶輪46上，驅動器43通過傳動帶47驅動傳動輪8與傳動輪9轉動，傳動輪8與傳動輪9通過傳動帶12帶動柔性軸承外圈3轉動，由于柔性軸承2a處于被凸輪I強制變形狀態，并且柔性軸承外圈3在轉動同時被傳動帶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。
[0019]探傷傳感器13通過支架15固定在機架42上，監測柔性軸承外圈3斷裂信息，轉數傳感器14通過支架16固定在機架42上，監測柔性軸承外圈3轉數信息。探傷傳感器電纜22、轉數傳感器電纜23分別將柔性軸承外圈3斷裂信息、柔性軸承外圈3轉數信息，傳輸給計算機17，用以監測柔性軸承2a工作狀態。柔性軸承外圈3斷裂時，測試裝置停止運轉，柔性軸承外圈3轉數即為柔性軸承2a的疲勞壽命。
[0020]載荷調整裝置24和載荷調整裝置25可以采用滾珠絲杠、連桿等傳動形式。
[0021]探傷傳感器13可以兼有轉數檢測功能。轉數傳感器14可以兼有監測柔性軸承外圈3斷裂功能。計算機17可以為數顯裝置。
[0022]凸輪I采用凸輪內孔，將柔性軸承2a的柔性軸承外圈3套入所述凸輪內孔，則所述柔性軸承2a的柔性軸承外圈3和柔性軸承內圈2均發生變形，增加與變形后的所述柔性軸承內圈2接觸的傳動軸，所述傳動軸由傳動帶12驅動，則該測試裝置也可以用于模擬實際工況測試柔性軸承內圈2的疲勞壽命。
【主權項】
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(17)、載荷調整裝置(24、25)、機架(42)、驅動器(43)、傳動帶(12，47)，其特征在于:柔性軸承(2a)套入凸輪(I)后發生變形，通過載荷調整裝置(24、25)改變傳動輪(9)和傳動輪(8)之間距離，可以調整傳動帶(12)中的拉力，進而改變傳動帶(12)對變形后柔性軸承外圈(3)上的作用力，驅動器(43)通過傳動帶(47)驅動傳動輪(8)與傳動輪(9)轉動，傳動輪(8)與傳動輪(9)通過傳動帶(12)帶動柔性軸承外圈(3)轉動。
2.根據權利要求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轉數信息的轉數傳感器(14)。
3.根據權利要求1或權利要求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(17)為數顯裝置。
【專利摘要】本發明提供一種柔性軸承外圈疲勞壽命的測試裝置，包括驅動器(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)、轉數傳感器(14)、計算機(17)、機架(42)、載荷調整裝置(24)(25)、張緊輪調節裝置(18)(19)(20)(21)，該裝置能夠在模擬柔性軸承工作狀態的情況下，測試柔性軸承的疲勞壽命。
【IPC分類】G01M13-04
【公開號】CN104535321
【申請號】CN201410803710
【發明人】辛洪兵, 張文彪, 張帆, 劉龍, 李艷, 侯藝菡
【申請人】北京工商大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月23日