自找正轴向加载装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110954286 A(43)申请公布日 2020.04.03

(21)申请号 201911381046.1(22)申请日 2019.12.27

(71)申请人 武汉天拓宇航智能装备有限公司

地址 430056 湖北省武汉市经济技术开发

区军山街小军山社区商业楼1楼103－11(72)发明人 许冶　王鹏　万建武　李雷　

杨庆君　王维　王月锋　涂克恒　(51)Int.Cl.

G01M 5/00(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页 附图1页

CN 110954286 A(54)发明名称

自找正轴向加载装置(57)摘要

本发明提供了一种自找正轴向加载装置，包括：安装支架；承载套筒，承载套筒安装在安装支架上；加载组件，安装在承载套筒的第一端；自找正组件，包括承载套、第一活动块、第二活动块、固定盖以及找正杆，承载套可移动地安装在承载套筒的第二端并与加载组件驱动连接，第一活动块可活动地安装在承载套内，第二活动块可活动地安装在承载套内部，第二活动块扣盖在第一活动块上并与第一活动块围设形成球形腔体，找正杆的第一端设置有球头部，球头部可转动安装在球形腔体内，固定盖盖设在承载套上，找正杆的第二端穿出固定盖以与待测件连接。本发明中的自找正轴向加载装置能够保证加载组件与待测件的同轴度，能够保证轴类零件性能的测试精度。

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权　利　要　求　书

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1.一种自找正轴向加载装置，其特征在于，包括：安装支架（10）；承载套筒（20），所述承载套筒（20）安装在所述安装支架（10）上；加载组件（30），所述加载组件（30）安装在所述承载套筒（20）的第一端；自找正组件（40），所述自找正组件（40）包括承载套（41）、第一活动块（42）、第二活动块（43）、固定盖（44）以及找正杆（45），所述承载套（41）可移动地安装在所述承载套筒（20）的第二端并与所述加载组件（30）驱动连接，所述第一活动块（42）可活动地安装在所述承载套（41）内，所述第二活动块（43）可活动地安装在所述承载套（41）内部，所述第二活动块（43）扣盖在所述第一活动块（42）上并与所述第一活动块（42）围设形成球形腔体（46），所述找正杆（45）的第一端设置有球头部（451），所述球头部（451）可转动安装在所述球形腔体（46）内，所述固定盖（44）盖设在所述承载套（41）上，所述找正杆（45）的第二端穿出所述固定盖（44）以与待测件（100）连接。

2.根据权利要求1所述的自找正轴向加载装置，其特征在于，所述承载套筒（20）的第一端设置有连接法兰（21），所述承载套筒（20）通过穿设在所述连接法兰（21）上的连接件（50）固定在所述安装支架（10）上。

3.根据权利要求1所述的自找正轴向加载装置，其特征在于，所述安装支架（10）上设置有与所述承载套筒（20）同轴设置的螺纹孔（11），所述加载组件（30）包括：

加载导套（31），所述加载导套（31）可移动地安装在所述承载套筒（20）内部；加载螺杆（32），所述加载螺杆（32）安装在所述螺纹孔（11）内，所述加载螺杆（32）的第一端与所述加载导套（31）连接；

加载手轮（33），所述加载手轮（33）连接在所述加载螺杆（32）的第二端。4.根据权利要求1所述的自找正轴向加载装置，其特征在于，所述自找正轴向加载装置还包括载荷传递组件（60），所述载荷传递组件（60）连接在所述加载组件（30）和所述自找正组件（40）之间。

5.根据权利要求4所述的自找正轴向加载装置，其特征在于，所述载荷传递组件（60）包括：

第一弹簧装载盘（61），所述第一弹簧装载盘（61）可移动地安装在所述承载套筒（20）内并与所述加载组件（30）固定连接；

第二弹簧装载盘（62），所述第二弹簧装载盘（62）可移动地安装在所述承载套筒（20）内并与所述自找正组件（40）连接；

拉簧（63），所述拉簧（63）的两端分别固定连接在所述第一弹簧装载盘（61）和所述第二弹簧装载盘（62）上；

压簧（64），所述压簧（64）的两端分别固定连接在所述第一弹簧装载盘（61）和所述第二弹簧装载盘（62）上。

6.根据权利要求4所述的自找正轴向加载装置，其特征在于，所述自找正轴向加载装置还包括拉压力检测元件（70），所述拉压力检测元件（70）连接在所述载荷传递组件（60）和所述自找正组件（40）之间。

7.根据权利要求6所述的自找正轴向加载装置，其特征在于，所述拉压力检测元件（70）为拉压力传感器。

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8.根据权利要求7所述的自找正轴向加载装置，其特征在于，所述承载套筒（20）上设置有通孔（22），所述拉压力传感器通过穿设在所述通孔（22）内的导线与上位机连接。

9.根据权利要求1所述的自找正轴向加载装置，其特征在于，所述自找正轴向加载装置还包括密珠保持架（80），所述自找正组件（40）通过所述密珠保持架（80）安装在所述承载套筒（20）内。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的自找正轴向加载装置，其特征在于，所述自找正轴向加载装置还包括位移传感器，所述位移传感器用于检测所述待测件（100）的变形量。

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说　明　书自找正轴向加载装置

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技术领域

[0001]本发明涉及加载装置技术领域，具体而言，涉及一种自找正轴向加载装置。背景技术

[0002]在机械领域经常性的进行各种轴类件的性能检测，尤其经常涉及到电机、减速器的轴刚度的测试。

[0003]目前常用的测试加载方式为使用轴承固定的进行轴向加载，但由于安装及测量误差，固定式结构经常性导致加载杆和被测件主轴的同轴度误差较大，而加载不同轴则会对被加载轴产生弯矩，严重影响测量精度和测量结果，同时也会降低测试设备的使用寿命。发明内容

[0004]本发明的主要目的在于提供一种自找正轴向加载装置，以解决现有技术中的轴向加载装置的加载杆和被侧件主轴同轴度误差较大的问题。[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种自找正轴向加载装置，包括：安装支架；承载套筒，所述承载套筒安装在所述安装支架上；加载组件，所述加载组件安装在所述承载套筒的第一端；自找正组件，所述自找正组件包括承载套、第一活动块、第二活动块、固定盖以及找正杆，所述承载套可移动地安装在所述承载套筒的第二端并与所述加载组件驱动连接，所述第一活动块可活动地安装在所述承载套内，所述第二活动块可活动地安装在所述承载套内部，所述第二活动块扣盖在所述第一活动块上并与所述第一活动块围设形成球形腔体，所述找正杆的第一端设置有球头部，所述球头部可转动安装在所述球形腔体内，所述固定盖盖设在所述承载套上，所述找正杆的第二端穿出所述固定盖以与待测件连接。[0006]进一步地，所述承载套筒的第一端设置有连接法兰，所述承载套筒通过穿设在所述连接法兰上的连接件固定在所述安装支架上。[0007]进一步地，所述安装支架上设置有与所述承载套筒同轴设置的螺纹孔，所述加载组件包括：加载导套，所述加载导套可移动地安装在所述承载套筒内部；加载螺杆，所述加载螺杆安装在所述螺纹孔内，所述加载螺杆的第一端与所述加载导套连接；加载手轮，所述加载手轮连接在所述加载螺杆的第二端。[0008]进一步地，所述自找正轴向加载装置还包括载荷传递组件，所述载荷传递组件连接在所述加载组件和所述自找正组件之间。[0009]进一步地，所述载荷传递组件包括：第一弹簧装载盘，所述第一弹簧装载盘可移动地安装在所述承载套筒内并与所述加载组件固定连接；第二弹簧装载盘，所述第二弹簧装载盘可移动地安装在所述承载套筒内并与所述自找正组件连接；拉簧，所述拉簧的两端分别固定连接在所述第一弹簧装载盘和所述第二弹簧装载盘上；压簧，所述压簧的两端分别固定连接在所述第一弹簧装载盘和所述第二弹簧装载盘上。[0010]进一步地，所述自找正轴向加载装置还包括拉压力检测元件，所述拉压力检测元件连接在所述载荷传递组件和所述自找正组件之间。

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进一步地，所述拉压力检测元件为拉压力传感器。

[0012]进一步地，所述承载套筒上设置有通孔，所述拉压力传感器通过穿设在所述通孔内的导线与上位机连接。[0013]进一步地，所述自找正轴向加载装置还包括密珠保持架，所述自找正组件通过所述密珠保持架安装在所述承载套筒内。[0014]进一步地，所述自找正轴向加载装置还包括位移传感器，所述位移传感器用于检测所述待测件的变形量。

[0015]应用本发明的技术方案，在进行轴类零件性能测试时，首先使得找正杆与待测件连接，利用加载组件对待测件进行加载时，加载载荷传递给承载套和第一活动块，同时找正杆悬浮在承载套筒的端部，这样在找正杆与待测件连接后，找正杆端部的球头部可以在第一活动块和第二活动块形成的球形腔体内转动，自微调找正，第一活动块以及第二活动块在承载套内浮动，同时配合找正杆移动，在施加加载力时，能够保证力传递的同轴性，找正杆与待测件连接，施加加载力时，加载力弹性作用在待测件上产生变形，便于对轴类零件的性能进行测试。可见，本发明中的自找正轴向加载装置设置有自找正组件，通过该自找正组件的作用，能够保证轴类零件与加载组件的同轴度，进而提高本发明的自找正轴向加载装置对轴类零件性能的测试精度。[0016]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。附图说明

[0017]构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的自找正轴向加载装置的剖视图。[0018]其中，上述附图包括以下附图标记：

10、安装支架；11、螺纹孔；20、承载套筒；21、连接法兰；22、通孔；30、加载组件；31、加载导套；32、加载螺杆；33、加载手轮；40、自找正组件；41、承载套；42、第一活动块；43、第二活动块；44、固定盖；45、找正杆；451、球头部；46、球形腔体；50、连接件；60、载荷传递组件；61、第一弹簧装载盘；62、第二弹簧装载盘；63、拉簧；64、压簧；70、拉压力检测元件；80、密珠保持架；90、位移传感器；100、待测件。具体实施方式

[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0020]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0021]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第

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二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。[0022]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。[0023]参见图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种自找正轴向加载装置，该自找正轴向加载装置包括安装支架10、承载套筒20、加载组件30以及自找正组件40。[0024]其中，承载套筒20安装在安装支架10上；加载组件30安装在承载套筒20的第一端；自找正组件40包括承载套41、第一活动块42、第二活动块43、固定盖44以及找正杆45，承载套41可移动地安装在承载套筒20的第二端并与加载组件30驱动连接，第一活动块42可活动地安装在承载套41内，第一活动块42与承载套41的内壁面之间具有间隙，同样地，第二活动块43可活动地安装在承载套41内部，第二活动块43与承载套41内壁面之间也具有间隙，安装好之后，第二活动块43扣盖在第一活动块42上并与第一活动块42围设形成球形腔体46，找正杆45的第一端设置有球头部451，球头部451可转动安装在球形腔体46内，固定盖44盖设在承载套41上，找正杆45的第二端穿出固定盖44以与待测件100连接。[0025]在进行轴类零件性能测试时，首先使得找正杆45与待测件100连接，利用加载组件30对待测件100进行加载时，加载载荷传递给承载套41和第一活动块42，同时找正杆45悬浮在承载套筒20的端部，这样在找正杆45与待测件100连接后，找正杆45端部的球头部451可以在第一活动块42和第二活动块43形成的球形腔体46内转动，自微调找正，第一活动块42以及第二活动块43在承载套41内浮动，同时配合找正杆45移动，在施加加载力时，第一活动块42和第二活动块43由于是浮动的，因此在调节同轴性的时候可随着加载杆45上下左右移动，保证加载杆45沿着待测件100的轴向加载，能够保证力传递的同轴性，找正杆45与待测件100连接，施加加载力时，可以对待测件100施加载荷，便于对轴类零件的性能进行测试。可见，本发明中的自找正轴向加载装置设置有自找正组件40，通过该自找正组件40的作用，能够保证轴类待测件100与加载组件40的同轴度，进而提高本发明的自找正轴向加载装置对轴类零件性能的测试精度，提高自找正轴向加载装置的使用寿命。[0026]本实施例中的承载套筒20的第一端设置有连接法兰21，该承载套筒20通过穿设在连接法兰21上的连接件50固定在安装支架10上，结构简单，便于对加载组件30以及自找正组件40进行安装和导向。[0027]优选地，本实施例中的连接件50为连接螺栓，当然，在本发明的其他实施例中，还可以将连接件50设置为连接销钉或者连接螺钉等结构，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

[0028]为了便于对轴类待测件100进行加载，本实施例中的安装支架10上设置有与承载套筒20同轴设置的螺纹孔11，具体来说，加载组件30包括加载导套31、加载螺杆32以及加载手轮33，其中，加载导套31可移动地安装在承载套筒20内部；加载螺杆32安装在螺纹孔11

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内，加载螺杆32的第一端与加载导套31连接；且加载手轮33连接在加载螺杆32的第二端。[0029]当需要对待测件100进行加载时，只需要转动加载手轮33，驱动加载螺杆32在螺纹孔11内转动，就可以带动加载导套31在承载套筒20内移动，进而对自找正组件40加载，便于对待测件100进行加载。[0030]为了便于连接，在本实施例中的加载导套31上设置有连接腔，加载螺杆32的端部设置有第一活动块，该第一活动块连接在连接腔内，便于保证加载导套31与加载螺杆32的连接稳定性。当然，在本发明的其他实施例中，还可以采用螺钉或者卡扣等结构将加载导套31与加载螺杆32连接在一起，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

[0031]为了便于将加载组件30施加的载荷稳定地传递给自找正组件40，本实施例中的自找正轴向加载装置还包括载荷传递组件60，该载荷传递组件60连接在加载组件30和自找正组件40之间。

[0032]具体来说，本实施例中的载荷传递组件60包括第一弹簧装载盘61、第二弹簧装载盘62、拉簧63以及压簧64。[0033]其中，第一弹簧装载盘61可移动地安装在承载套筒20内并与加载组件30固定连接；第二弹簧装载盘62可移动地安装在承载套筒20内并与自找正组件40连接；拉簧63的两端分别固定连接在第一弹簧装载盘61和第二弹簧装载盘62上；压簧64的两端分别固定连接在第一弹簧装载盘61和第二弹簧装载盘62上。通过拉簧63和压簧64进行拉压加载测试，当利用加载手轮33进行加载时，能够将刚性加载变为弹性加载，在实际设计过程中，可以根据实际的使用需求选择使用不同弹性系数的拉簧63和压簧64，便于加载手轮33对待测件100进行加载。采用拉簧63和压簧64的弹性设计，可以避免因为直接刚性加载，加载力不可控或加载力过大导致待测件100超过变形极限值而损坏。

[0034]本实施例中的自找正轴向加载装置还包括拉压力检测元件70，该拉压力检测元件70连接在载荷传递组件60和自找正组件40之间，便于对加载组件30施加的载荷进行测试。优选地，拉压力检测元件70为拉压力传感器。[0035]为了便于安装和连接，本实施例中的承载套筒20上设置有通孔22，安装时，拉压力传感器通过穿设在通孔22内的导线与上位机连接，便于将拉压力传感器检测得到的信号传递给上位机。

[0036]优选地，本实施例中的自找正轴向加载装置还包括密珠保持架80，自找正组件40通过密珠保持架80安装在承载套筒20内。通过采用密珠保持架80的作用，能够保证自找正组件40移动的灵活定，避免在载荷传递的过程中出现卡滞现象，保证加载力传递的同心性。[0037]优选地，本实施例中的自找正轴向加载装置还包括位移传感器90，该位移传感器90用于检测待测件100的变形量。[0038]在使用时，通过转动加载手轮33，推动或者拉动加载螺杆32，带动加载导套31移动，加载导套31末端安装拉簧63和压簧64，拉簧63和压簧64设计为安装长度相等时拉压力平衡，在不加载时整个结构受力为零，加载导套31移动带动拉簧63或者压簧64移动施加载荷，同时载荷通过拉压力传感器在上位机上显示加载力的具体数值，同时带动自找正组件40产生拉压力，自找正组件40外圈安装密珠保持架80，用以保证自找正组件40移动的灵活性和保证加载力传递的轴向性，自找正组件40的找正杆45与第一活动块42和第二活动块43

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通过球头部451和球形腔体46连接，同时自找正组件40的找正杆45的前端设计成浮动件，这样在找正杆45与待测件100连接后，可进行自微调找正，在施加加载力时，保证力传递的同轴性，找正杆45与待测件100连接，施加加载力时对待测件100施加拉压力，通过位移传感器90测量该施加力下待测件100的轴向变形量，用以确定待测件100的轴向刚度。[0039]从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的自找正轴向加载装置可在进行轴类零件，尤其是电机和减速机主轴的性能测试时，在待测件与自找正轴向加载装置连接出现同轴度误差时，可进行自动的找正调整，保证被测件与加载杆的同心度，确保测量精度高，测量结果准。[0040]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。[0041]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。[0042]在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。[0043]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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