CN106124214A - 一种轴承综合加载装置的试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轴承综合加载装置的试验台，该试验台的轴承试验箱和支点通过滚动轴承与转轴连接，轴承试验箱的轴承悬挂在转轴一侧，实现对被试轴承径向、轴向、弯矩组合加载；支点中部有阶梯孔洞，用于支撑转轴2旋转；轴承试验箱和支点的下部通过螺栓与箱式底台固定连接，箱式底台安装在底座上；联轴器一端与转轴连接，带动转轴旋转，另一端与驱动电机连接；驱动电机与底座固定连接。该试验台能够实现被试轴承在运转状态下的径向、轴向加载、弯矩加载及任何组合动态加载，安装拆卸方便，装置简易、成本低。

Description

一种轴承综合加载装置的试验台

技术领域

本发明涉及轴承试验领域，尤其涉及一种轴承径向、轴向、弯矩组合加载的轴承综合加载装置及其试验台。

背景技术

滚动轴承是旋转机械中关键零部件之一，其性能直接影响着旋转机械的性能与寿命。而轴承加载试验装置及试验台对于研究测试滚动轴承性能有着重要意义。

滚动轴承在运动过程中通常要承受径向载荷、轴向载荷、弯矩载荷,而目前常用滚动轴承加载试验器多数仅具有径向加载、轴向加载，缺少弯矩加载，不能满足轴承弯矩测试试验的需求。

目前滚动轴承试验台常用加载方式主要有液压加载和机械加载等。液压加载通过液压缸给轴承施加载荷，需要额外配备液压泵站、电磁阀等，且需要与PLC等控制系统连接，具有加载载荷大，实时反馈调整优点，国内外试验器多采用此加载方式，通过施加轴向和径向交变载荷，模拟轴承的实际受力状态，例如专利：高速铁路轴承综合性能试验台(CN103439112 A)，但采用液压加载方式具有成本高，维护困难，易泄露，噪声大的缺点。常用机械加载方式有杠杆砝码加载、弹簧加载、凸轮机构加载等，但位移与力之间是非线性对应的，加载精度就难以把握和实现，难以便捷的实现轴承组合加载。

发明内容

本发明旨在解决上述轴承试验器加载装置中的不足，提供一种具有简单、方便综合加载装置的轴承试验台，实现轴承轴向、径向、弯矩的综合加载。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种轴承综合加载装置的试验台,包括轴承试验箱1、转轴2、支点3、联轴器4、驱动电机5、底座6和底台7。

所述的支点3中部有阶梯孔洞，采用双角接触球轴承面装结构形式，用于支撑转轴2旋转；所述的轴承试验箱1和支点3通过滚动轴承与转轴2连接，所述的轴承试验箱1的轴承悬挂在转轴2一侧，能够实现对被试轴承18径向、轴向、弯矩组合加载；所述的轴承试验箱1和支点3的下部通过螺栓与底台7固定连接，底台7安装在底座6的一边。所述的联轴器4为弹性联轴器或刚性联轴器，其一端与转轴2连接，带动转轴2旋转，另一端与驱动电机5连接。所述的驱动电机5通过螺栓与底座6的另一边固定连接。所述的底座6为阶梯型。该试验台可实现被试轴承在运转状态下的径向、轴向加载、弯矩加载及任意组合加载。

所述的轴承试验箱1包括箱体11、径向加载单元12、弯矩加载单元13、轴向加载单元14、轴承座压盖15、内圈压盖16、轴承座17、被试轴承18和外圈压盖19。所述的箱体11包括上箱111、箱体前盖112和下箱113，三部分通过螺栓连接，所述的下箱113与底台7通过螺栓固定连接。

所述的径向加载单元12通过螺旋加载拖动轴承座17实现被试轴承18径向加载，包括径向螺栓121、径向螺母123和径向力传感器122；所述的径向螺栓121与径向力传感器122固定连接，径向螺栓121通过径向螺母123与箱体上盖111固定连接，所述的径向力传感器122通过螺栓与轴承座17的上部固定连接。

所述的弯矩加载单元13通过螺旋加载拖动轴承座压盖15实现对被试轴承18的弯矩加载，包括弯矩螺栓131、弯矩螺母133和径向力传感器132；所述的弯矩螺栓131和弯矩螺母133固定连接，弯矩螺栓131通过弯矩螺母133与箱体前盖112固定连接，所述的径向力传感器132与轴承座压盖15连接。

所述的轴向加载单元14通过螺旋加载拖动轴承座压盖15实现对被试轴承18的轴向加载，包括轴向螺栓141、轴向螺母143和弯矩力传感器142；所述的轴向螺栓141与轴向螺母143固定连接，轴向螺栓141通过径向螺母143与箱体前盖112固定连接，所述的弯矩力传感器142与轴承座压盖15连接。

所述的被试轴承18通过其外圈表面与轴承座17的内孔配合，被试轴承18的内圈与转轴2的末端轴肩和外圈表面相配合，用于固定被试轴承18位置。所述的外圈压盖19通过螺栓与轴承座17的一侧固定连接，用于固定被试轴承18的外圈。所述的内圈压盖16通过螺栓与转轴2的端面连接，用于固定被试轴承18的内圈。

所述的支点3包括支点轴承外圈压盖31和35、锁紧螺母32、一对支承轴承33和轴承支座34；所述的支承轴承33内圈固定在转轴2上；所述的支点轴承外圈压盖31和35用于轴向固定支承轴承33的外圈；所述的锁紧螺母32用于锁紧支承轴承33的内圈；所述的轴承支座34固定安装在底台7的上表面。

试验台整体上采用悬臂式结构形式，伺服电机通过联轴器驱动主轴，被试轴承悬臂安装在主轴一端，方便更换试验轴承。通过直接对轴承座加载，实现轴承不同转速下轴承轴向、径向和弯矩组合加载试验。螺栓拉杆与力传感器直接相连，通过螺旋拉力的方式改变轴承座与箱体之间的距离，实现载荷的施加，可监测、装置简易、低成本，可在轴承运转情况下进行轴承轴向、径向和弯矩加载的单独加载及组合加载试验。

本发明加载及试验台工作原理为：螺栓与力传感器相连，传感器与采集系统相连，通过螺旋拉杆加载、系统采集，实现加载时时控制。轴承座、轴承座压盖、被试轴承、轴承内外圈压盖组成一个整体。轴向加载装置与轴承座压盖直接相连，通过螺旋拉拽拖动轴承座整体及被试轴承实现轴承轴向加载；弯矩加载装置偏离轴承中心轴一定距离，通过螺旋拉拽拖动轴承座整体改变被试轴承与箱体前盖之间平行关系实现轴承外圈弯矩加载；径向加载装置通过螺旋拉拽方式改变轴承座整体与上箱之间距离实现加载实现轴承外圈径向加载。

本发明的有益效果为：能够实现真实、简易地实现轴承轴向、径向，尤其是弯矩载荷施加，安装拆卸方便，装置简易、成本低。

附图说明

图1为本发明试验台结构示意图；

图2为本发明试验台结构剖视示意图；

图3为轴承试验箱具体结构三维剖视图；

图4为轴承试验箱具体结构剖视图；

图5为轴承加载装置具体结构示意图；

图6为弯矩加载单元工作原理图；

图中：1轴承试验箱；2转轴；3支点；4联轴器；5驱动电机；6底座；7底台；11箱体；111上箱；112箱体前盖；113下箱；12径向加载单元；13弯矩加载单元；14轴向加载单元；15轴承座压盖；16内圈压盖；17轴承座；18被试轴承；19外圈压盖；31、35支点轴承外圈压盖；32锁紧螺母；33支承轴承；34轴承支座；121径向螺栓；122径向力传感器；123径向螺母；131弯矩螺栓；132径向力传感器；133弯矩螺母；141轴向螺栓；142弯矩力传感器；143轴向螺母。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

所述加载方式为机械螺旋拉杆加载方式。

结合图1，一种轴承综合加载装置测试试验台，该试验台包括轴承试验箱1、转轴2、支点3、联轴器4、驱动电机5，底座6，底台7。所述的轴承试验箱1和支点3下部通过螺栓与底台7固定连接，并安装在底座6上；所述的轴承试验箱1和支点3通过滚动轴承与转轴2连接，轴承试验箱1轴承悬挂在转轴2一侧，支点3支撑转轴2旋转。所述的驱动电机5位于支点3一侧，通过联轴器4与转轴2连接，带动转轴2旋转，所述的联轴器4为弹性联轴器或刚性联轴器。所述的驱动电机5通过螺栓与底座6固定连接。

结合图2，所述的支点3中部有阶梯孔洞，采用双角接触球轴承面装结构形式，包括支点轴承外圈压盖31和35、锁紧螺母32、一对支承轴承33、轴承支座34。所述的轴承试验箱1中的径向加载单元12、弯矩加载单元13、轴向加载单元14，用于实现轴承径向、轴向、弯矩加载。

结合图3，所述的轴承试验箱1包括上箱111、箱体前盖112、下箱113、径向加载单元12、弯矩加载单元13、轴向加载单元14、轴承座压盖15、内圈压盖16、轴承座17、被试轴承18、外圈压盖19。

结合图4及图5，所述的被试轴承18通过外圈表面与轴承座17内孔配合，通过内圈与转轴2末端轴肩和外径配合固定轴承位置。所述的外圈压盖19通过螺栓与轴承座17连接来固定被试轴承18外圈。所述的内圈压盖16通过螺栓与转轴2端面连接来固定被试轴承18内圈。

所述的径向加载单元12通过螺旋加载拖动轴承座17实现被试轴承18径向加载，包括径向螺栓121、径向螺母123和径向力传感器122，所述的径向螺栓121与径向力传感器122固定连接，径向螺栓121通过径向螺母123与箱体上盖111固定连接，所述的径向力传感器122通过螺栓与轴承座17的上部固定连接。调整径向螺母123端面与上箱111接触，拧紧径向螺母123，通过径向螺栓121与力传感器122的传递使被试轴承18与箱体11间的距离减小，从而产生径向载荷，径向力传感器122测试加载过程中载荷大小。

所述的轴向加载单元14通过螺旋加载拖动轴承座压盖15实现对被试轴承18的轴向加载，包括轴向螺栓141、轴向螺母143和弯矩力传感器142；所述的轴向螺栓141与轴向螺母143固定连接，轴向螺栓141通过径向螺母143与箱体前盖112固定连接，所述的弯矩力传感器142与轴承座压盖15连接。调整轴向螺母143端面与箱体前盖112接触，拧紧轴向螺母143，通过轴向螺栓141与力传感器142的传递使被试轴承18与箱体11间的距离减小，从而产生轴向载荷，轴向力传感器142测试加载过程中载荷大小。

结合图5、图6，所述的弯矩加载单元13通过螺旋加载拖动轴承座压盖15实现对被试轴承18的弯矩加载，包括弯矩螺栓131、弯矩螺母133和径向力传感器132；所述的弯矩螺栓131和弯矩螺母133固定连接，弯矩螺栓131通过弯矩螺母133与箱体前盖112固定连接，所述的径向力传感器132与轴承座压盖15连接。调整螺母133端面与箱体前盖112接触，拧紧螺母143，对轴承座17整体产生力F，再通过调整弯矩加载单元13与被测轴承18中心轴的距离S，从而产生弯矩M，弯矩力传感器132测试加载过程中载荷大小。

Claims (3)

1.一种轴承综合加载装置的试验台,其特征在于,所述的试验台包括轴承试验箱(1)、转轴(2)、支点(3)、联轴器(4)、驱动电机(5)、底座(6)和底台(7)；

所述的轴承试验箱(1)和支点(3)通过滚动轴承与转轴(2)连接，所述的轴承试验箱(1)的轴承悬挂在转轴(2)一侧，实现对被试轴承(18)的径向、轴向和弯矩的组合加载；所述的支点(3)用于支撑转轴(2)旋转；所述的轴承试验箱(1)和支点(3)的下部与底台(7)固定连接，底台(7)安装在底座(6)上；所述的联轴器(4)一端与转轴(2)连接，带动转轴(2)旋转，另一端与驱动电机(5)连接；所述的驱动电机(5)与底座(6)固定连接；

所述的轴承试验箱(1)包括箱体(11)、径向加载单元(12)、弯矩加载单元(13)、轴向加载单元(14)、轴承座压盖(15)、内圈压盖(16)、轴承座(17)、被试轴承(18)和外圈压盖(19)；

所述的箱体(11)包括上箱(111)、箱体前盖(112)和下箱(113)，三部分通过螺栓连接，所述的下箱(113)与底台(7)固定连接；

所述的径向加载单元(12)包括径向螺栓(121)、径向螺母(123)和径向力传感器(122)；所述的径向螺栓(121)与径向力传感器(122)固定连接，径向螺栓(121)与箱体上盖(111)固定连接，径向力传感器(122)与轴承座(17)的上部固定连接；所述的径向加载单元(12)通过螺旋加载拖动轴承座(17)，实现被试轴承(18)的径向加载；

所述的弯矩加载单元(13)包括弯矩螺栓(131)、弯矩螺母(133)和径向力传感器(132)；所述的弯矩螺栓(131)和弯矩螺母(133)固定连接，弯矩螺栓(131)与箱体前盖(112)固定连接，径向力传感器(132)与轴承座压盖(15)连接；所述的弯矩加载单元(13)通过螺旋加载拖动轴承座压盖(15)，实现对被试轴承(18)的弯矩加载；

所述的轴向加载单元(14)包括轴向螺栓(141)、轴向螺母(143)和弯矩力传感器(142)；所述的轴向螺栓(141)与轴向螺母(143)固定连接，轴向螺栓(141)与箱体前盖(112)固定连接，弯矩力传感器(142)与轴承座压盖(15)连接；所述的轴向加载单元(14)通过螺旋加载拖动轴承座压盖(15)，实现对被试轴承(18)的轴向加载；

所述的被试轴承(18)的外圈表面与轴承座(17)的内孔配合，被试轴承(18)的内圈与转轴(2)的末端轴肩和外圈表面相配合，固定被试轴承(18)；所述的外圈压盖(19)与轴承座(17)的固定连接，用于固定被试轴承(18)的外圈；所述的内圈压盖(16)与转轴(2)的端面连接，用于固定被试轴承(18)的内圈；

所述的支点(3)中部有阶梯孔洞，包括支点轴承外圈压盖(31、35)、锁紧螺母(32)、一对支承轴承(33)和轴承支座(34)；所述的支承轴承(33)内圈固定在转轴(2)上；所述的支点轴承外圈压盖(31、35)用于轴向固定支承轴承(33)的外圈；所述的锁紧螺母(32)用于锁紧支承轴承(33)的内圈；所述的轴承支座(34)固定安装在底台(7)的上表面。

2.根据权利要求1所述的一种轴承综合加载装置的试验台,其特征在于，所述的支点(3)为双角接触球轴承面装结构。

3.根据权利要求1或2所述的一种轴承综合加载装置的试验台,其特征在于，所述的联轴器(4)为弹性联轴器或刚性联轴器。