一种动力学实验用角接触球轴承及其加工方法

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	一种动力学实验用角接触球轴承及其加工方法
	王保民; 邬再新; 刘鹏; 傅英杰; 徐腾腾; 廖星尧; 常鹏; 张旭; 高超
	2017-04-05
专利权人	兰州理工大学
公开日期	2017-04-05
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	本发明公开了一种动力学实验用角接触球轴承及其加工方法；属于一种用于动力学特性试验用的角接触球轴承的结构及其该轴承的加工方法的技术领域。该轴承外圈的内环表面沿轴向同轴设置有结构相同的复数个凹槽；该凹槽内填充有绝缘胶；该绝缘胶上镶嵌有复数个按格雷码布置的压电传感器；该绝缘胶表面涂刷有耐磨胶；本发明的技术方案能够在不破坏油膜本身流动、边界和压力分布的情况下，通过改变外部载荷以及主轴转速，直接准确测量出轴承动力学特性参数的优点。
申请日期	2015-01-30
优先权日	2015-01-30
预估到期日	2035-01-30
语种	中文
专利状态	未缴年费
申请号	CN201510049992.1
公开（公告）号	CN104613090B
IPC 分类号	F16C19/16 ; F16C33/58 ; G01M13/04
专利代理人	段君峰
代理机构	北京市邦道律师事务所
CPC分类号	F16C19/163 ; F16C19/522 ; F16C33/585
权利要求	1.一种动力学实验用角接触球轴承，其特征在于该轴承外圈(1)的内环表面沿轴向同轴设置有相互平行且结构相同的复数个凹槽；所述的凹槽截面为矩形；该凹槽内填充有绝缘胶(2)；所述的绝缘胶(2)上镶嵌有复数个按格雷码布置的压电传感器(4)；该绝缘胶(2)表面涂刷有耐磨胶(3)；形成该轴承的轴承滚动体(5)在离心力和陀螺力矩的作用下绕转轴滚动的同时沿外圈轴向移动，当该轴承滚动体(5)压过凹槽时一并压过复数个压电传感器(4)的结构；不同凹槽内镶嵌的该压电传感器(4)的数量相同；不同凹槽内镶嵌的该压电传感器(4)的数量均为8个。 2.如权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于该复数个凹槽的个数为4或4的倍数。 3.如权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于该凹槽沿轴向长度不小于轴承滚动体(5)沿轴向移动的距离；该凹槽的深度方向为沟道法向方向，深度不超过轴承外圈最小径向壁厚的一半。 4.如权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于该复数个凹槽彼此之间相距的距离相等；该复数个凹槽彼此之间相距的距离为该轴承滚动体(5)周长的二十分之一或为该轴承滚动体(5)半径的七分之一。 5.如权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于该轴承外圈(1)的内环表面沿该轴承滚动体(5)的滚动方向依次设置有4个凹槽；分别为第一凹槽，第二凹槽，第三凹槽和第四凹槽；该第一凹槽，第二凹槽，第三凹槽和第四凹槽沿轴线分别被均分成16个能识别的位置；该16个能识别的位置分别标记为0位置，1位置，2位置，3位置，4位置，5位置，6位置，7位置，8位置，9位置，10位置，11位置，12位置，13位置，14位置和15位置；不同凹槽之间相同标记的位置对应相同；该第一凹槽内的8位置，9位置，10位置，11位置，12位置，13位置，14位置和15位置镶嵌有该压电传感器(4)；该第二凹槽内的4位置，5位置，6位置，7位置，8位置，9位置，10位置和11位置镶嵌有该压电传感器(4)；该第三凹槽内的2位置，3位置，4位置，5位置和10位置，11位置，12位置，13位置镶嵌有该压电传感器(4)；该第四凹槽内的1位置，2位置和5位置，6位置和9位置，10位置和13位置，14位置镶嵌有该压电传感器(4)。 6.如权利要求5所述的角接触球轴承，其特征在于该16个能识别的位置对应的格雷码及对应的二进制码为： 0位置对应的格雷码为0000，对应的二进制码为0000； 1位置对应的格雷码为0001，对应的二进制码为0001； 2位置对应的格雷码为0011，对应的二进制码为0010； 3位置对应的格雷码为0010，对应的二进制码为0011； 4位置对应的格雷码为0110，对应的二进制码为0100； 5位置对应的格雷码为0111，对应的二进制码为0101； 6位置对应的格雷码为0101，对应的二进制码为0110； 7位置对应的格雷码为0100，对应的二进制码为0111； 8位置对应的格雷码为1100，对应的二进制码为1000； 9位置对应的格雷码为1101，对应的二进制码为1001； 10位置对应的格雷码为1111，对应的二进制码为1010； 11位置对应的格雷码为1110，对应的二进制码为1011； 12位置对应的格雷码为1010，对应的二进制码为1100； 13位置对应的格雷码为1011，对应的二进制码为1101； 14位置对应的格雷码为1001，对应的二进制码为1110； 15位置对应的格雷码为1000，对应的二进制码为1111。 7.一种基于如权利要求1所述的动力学实验用角接触球轴承的加工方法，其特征在于，基于如下步骤： (1)在轴承外圈滚道上加工矩形凹槽，凹槽位置位于轴承工作时滚动体与外圈滚道的接触范围； (2)将凹槽内部填充绝缘胶； (3)在绝缘胶凝固之前，将压电传感器按格雷码镶嵌于其表面，使压电传感器触点与轴承滚道位于同一组圆周上，触点指向轴心，并引出传感器信号线； (4)待绝缘胶凝固后，将耐磨胶刷在绝缘材料表面，并进行磨削加工，使凹槽填充后的外圈滚道几何结构与加工凹槽前相同。 8.如权利要求7所述的动力学实验用角接触球轴承的加工方法，其特征在于，其步骤(3)中的压电传感器通过信号线与采集与控制系统连接；反馈的信号既可以得到滚动体与外圈的接触载荷大小，也可以根据各条凹槽中压电传感器反馈的信号判断滚动体与外圈的接触位置及滚动体的运动速度；根据测得滚动体与外圈滚道接触位置、油膜压力及滚动体运动速度，可以获得轴承接触角、接触载荷、接触应力和接触应变、接触椭圆参数及滑滚比等动力学特性参数。
引用专利	CN102597734A;CN104321629A;CN201062999Y;GB2193812B;US6571632B1
被引用专利数量	0
简单法律状态	失效
文献类型	专利
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/109401
专题	机电工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	王保民,邬再新,刘鹏,等. 一种动力学实验用角接触球轴承及其加工方法[P]. 2017-04-05.

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