CN114061953B - 一种蝶式分离机用轴承试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蝶式分离机用轴承试验装置，包括轴系固定座和等效主轴，还包括试验轴承安装座、轴向加载组件和径向加载组件，试验轴承安装座用于与待试验轴承的外圈固定，并位于轴系固定座的背离转鼓连接端的一侧；轴向加载组件用于从等效主轴的背离转鼓连接端的一端施加轴向载荷，以模拟主轴下端受到的轴向载荷；径向加载组件用于对等效主轴施加径向载荷，以模拟主轴在蝶式分离机排渣时受到的冲击载荷、主轴因转鼓旋转时质心不平衡而受到的离心载荷以及主轴在船体摇摆时受到的陀螺力矩；本发明真实模拟蝶式分离机的不同工况，进而模拟其轴承所受的不同作用力，进而在更接近真实工况的情况下对轴承进行测试，以保证蝶式分离机轴承可靠性。

Description

一种蝶式分离机用轴承试验装置

技术领域

本发明涉及一种蝶式分离机用轴承试验装置，属于轴承试验测试技术领域。

背景技术

碟式分离机主要用于海洋船舶燃料箱、润滑油箱与驱动机构之间，其目的是从燃料和润滑油中分离出污染物，防止污染物进入燃烧室和润滑系统。

现有蝶式分离机主要包括机架以及沿竖直方向转动安装在机架中的主轴，主轴的上端连接转鼓，主轴的中部通过支撑轴承与机架转动装配，主轴的下端通过上下并排布置的一对角接触球轴承以及位于两角接触球轴承外部的关节轴承与机架转动装配，主轴的下端设置有弹性缓冲装置，弹性缓冲装置包括蝶形弹簧，弹性缓冲装置用于对主轴施加向上的轴向载荷。主轴的径向一侧连接有驱动机构，驱动机构带动主轴旋转，进而带动上方的转鼓旋转。在转鼓旋转过程中，转鼓内的燃料或润滑油中的杂质进行分离，杂质堆积在转鼓底部，而分离后的燃料或润滑油通过排液管道被排出转鼓外。当转鼓内的杂质堆积一定程度，会顶开转鼓一侧的排渣口，转鼓开始向外排渣，排渣过程结束后排渣口自动关闭。

蝶式分离机应用在海洋船舶中，由于船舶的晃动，蝶式分离机始终会受到横摇、纵摇的影响，相应地，蝶式分离机中的主轴在旋转过程中也因为横摇和纵摇而受到横向和纵向的陀螺力矩，进而传递给安装在主轴上的轴承。同时，在蝶式分离机排渣过程中，由于转鼓内的杂物突然排出，蝶式分离机的轴承也会受到冲击载荷。同时，由于转鼓旋转过程中质心转动不平衡，轴承也会受到离心载荷。在轴承长期受到复杂载荷的情况下，轴承的可靠性与否将影响蝶式分离机是否正常使用和质量的高低，因此需要采取轴承试验装置对该轴承的可靠性进行测试，以保证蝶式分离机的使用性能。然而，现有技术中的轴承试验装置均不能模拟蝶式分离机轴承所承受的复杂载荷工况，无法验证碟式分离机用轴承的性能和寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蝶式分离机用轴承试验装置，用以解决现有技术中轴承试验装置无法模拟蝶式分离机轴承所承受的复杂载荷工况、无法验证蝶式蝶式分离机轴承的性能和寿命的技术问题。

本发明采用如下技术方案：

一种蝶式分离机用轴承试验装置，包括轴系固定座和转动装配在轴系固定座上的、用以模拟蝶式分离机主轴的等效主轴，所述等效主轴沿Z向延伸，且一端为与蝶式分离机的转鼓对应的模拟转鼓连接端；所述等效主轴连接有用于带动等效主轴旋转的驱动机构；该轴承试验装置还包括试验轴承安装座、轴向加载组件和径向加载组件，所述试验轴承安装座用于与待试验轴承的外圈固定，并位于轴系固定座的背离转鼓连接端的一侧；轴向加载组件用于从等效主轴的背离转鼓连接端的一端施加轴向载荷，以模拟主轴下端受到的轴向载荷；径向加载组件用于对等效主轴施加径向载荷，以模拟主轴在蝶式分离机排渣时受到的冲击载荷、主轴因转鼓旋转时质心不平衡而受到的离心载荷以及主轴在船体摇摆时受到的陀螺力矩；所述径向加载组件包括X向加载组件和Y向加载组件，所述X向加载组件用于向等效主轴施加X向径向载荷，以模拟主轴受到的X向陀螺力矩；所述Y向加载组件用于向等效主轴施加Y向径向载荷，以模拟主轴受到的Y向陀螺力矩。

有益效果是：本发明通过真实模拟出蝶式分离机实际工况，利用等效主轴模拟实际蝶式分离机的主轴，并将等效主轴安装在轴系固定座上，待试验轴承安装在等效主轴上，驱动机构带动等效主轴转动来模拟蝶式分离机工作时主轴转动情况。其中，轴向加载组件从等效主轴的一端施加轴向载荷，来模拟真实的主轴下端受到的轴向载荷，以此来模拟蝶式分离机用轴承受到的轴向载荷。径向加载组件向等效主轴施加径向载荷，进而来模拟蝶式分离机所受到的横摇和纵摇，其中，X向加载组件模拟纵摇，Y向加载组件模拟横摇，等效主轴在受到X向载荷或者Y向载荷后，相应地，旋转的等效主轴的轴线方位会发生改变，进而主轴会受到X向或者Y向陀螺力矩，相应地，安装在等效主轴上的待试验轴承也会受到X向和Y向的陀螺力矩，以此来模拟横摇和纵摇时轴承所受到的力。同时，径向加载组件在向等效主轴施加的径向载荷，还包括施加给等效主轴的冲击载荷和离心载荷，冲击载荷用来模拟蝶式分离机排渣过程中主轴受到的冲击载荷，离心载荷用于模拟在转鼓旋转时质心不平衡主轴受到的离心载荷。本发明通过真实模拟蝶式分离机的不同工况状态，进而模拟蝶式分离机内部轴承所受到的不同作用力，进而在更接近真实工况的情况下对轴承进行测试，以此来保证蝶式分离机的轴承可靠性。

进一步地，为了更加真实地模拟出横摇和纵摇时蝶式分离机的轴承所受到的陀螺力矩，所述X向加载组件包括第一X向加载头和第二X向加载头，第一X向加载头和第二X向加载头在等效主轴的轴向上错开布置，且在等效主轴的周向上呈180°错开布置；所述Y向加载组件包括第一Y向加载头和第二Y向加载头，第一Y向加载头和第二Y向加载头在等效主轴的轴向上错开布置，且在等效主轴的周向上呈180°错开布置；所述第一X向加载头和第一Y向加载头靠近模拟转鼓连接端设置，第一X向加载头和第一Y向加载头中的至少一个用于向等效主轴施加冲击载荷和离心载荷，以模拟主轴在蝶式分离机排渣时受到的冲击载荷和在转鼓质心不平衡受到的离心载荷。X向和Y向径向加载组件分别沿等效主轴的轴向间隔设置两个加载头，并且X向和Y向的两个加载头分别位于轴系固定座的两侧，并且分别位于等效主轴径向两侧，通过从轴系固定座的两侧合成加载，相比单独一个加载点，本发明能够更真实模拟横摇和纵摇工况。

进一步地，为了减少加载组件所占用的空间，所述第一X向加载头和第一Y向加载头作用于等效主轴的同一轴向位置，所述第二X向加载头和第二Y向加载头作用于等效主轴的同一轴向位置。

进一步地，所述第二X向加载头处于轴系固定座和试验轴承安装座之间，且第二X向加载头对等效主轴的施力点位置处于轴系固定座对等效主轴的支撑位置与待试验轴承在等效主轴上的安装位置的中间位置。这种布局设置与实际蝶式风力机中主轴的受力和支撑位置相对应。

进一步地，所述驱动机构与等效主轴传动连接的位置处于轴系固定座和第一X向加载头之间并靠近轴系固定座设置。这种布局设置与实际蝶式风力机中主轴的受力和支撑位置相对应。

进一步地，为了保证轴向加载组件从等效主轴一端加载时的径向稳定性。所述等效主轴外对应第一X向加载头和第一Y向加载头的位置套设有第一加载衬套、对应第二X向加载头和第二Y向加载头的位置套设有第二加载衬套，第一加载衬套与等效主轴之间安装有第一径向加载轴承，第二加载衬套与等效主轴之间安装有第二径向加载轴承，第一X向加载头和第一Y向加载头顶压在所述第一加载衬套上以通过第一径向加载轴承向等效主轴施加径向载荷，所述第二X向加载头和第二Y向加载头顶压在所述第二加载衬套上以通过第二径向加载轴承向等效主轴施加径向载荷。

进一步地，为了提高径向加载轴承和周向加载轴承安装结构的内部稳定性，第一径向加载轴承和第二径向加载轴承分别包括一对角接触轴承，每一对角接触轴承的内圈之间夹设有支撑套筒，外圈之间夹设有弹性支撑结构，所述弹性支撑结构包括套设在支撑套筒外部的第一支撑环、第二支撑环以及顶压在第一支撑环和第二支撑环之间的弹簧。

进一步地，所述等效主轴外对应轴向加载组件的位置处设有轴向加载衬套，轴向加载衬套与等效主轴之间安装有轴向加载轴承，所述轴向加载组件通过轴向加载轴承对等效主轴施加轴向载荷。通过轴向加载轴承向主轴施加轴向载荷，接近真实主轴的受力情况。

进一步地，为了实现轴向加载组件与轴向加载轴承之间的顶压配合，所述等效主轴的朝向轴向加载组件的一端固定有主轴端盖，主轴端盖与轴向加载轴承的内圈挡止配合，所述轴向加载衬套内设有加载端盖，所述加载端盖罩设在主轴端盖外部，并在轴承加载组件的作用下顶压在轴向加载轴承的外圈上。

进一步地，为了简化等效主轴外部结构，所述试验轴承安装座为套设在等效主轴外的试验轴承衬套，所述轴向加载衬套与试验轴承衬套的朝向轴向加载机构的一端固定。

附图说明

图1是本发明一种蝶式分离机用轴承试验装置的实施例1的简化示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本发明一种蝶式分离机用轴承试验装置的实施例1中第一加载衬套、第一径向加载轴承与等效主轴的装配示意图；

图4是本发明一种蝶式分离机用轴承试验装置的实施例1中第二加载衬套、第二径向加载轴承与等效主轴的装配示意图；

图5是本发明一种蝶式分离机用轴承试验装置的实施例1中轴系固定座与等效主轴的装配示意图；

图6是本发明一种蝶式分离机用轴承试验装置的实施例1中等效主轴上各受力点的位置分布图；

图中：1、轴向加载衬套；2、试验轴承安装座；3、第二加载衬套；4、第二X向加载头；5、轴系固定座；6、第一加载衬套；7、第一X向加载头；8、第一轴承隔环；9、第二轴承隔环；10、试验轴承隔环；11、轴向加载头；12、轴向加载轴承；13、待试验轴承；14、第二Y向加载头；15、承载轴承；16、第一径向加载轴承；17、第一Y向加载头；18、大径段；19、第二径向加载轴承；20、等效主轴；21、皮带轮；22、驱动机构；23、内端盖；24、外端盖；25、弹性件；26、第一角接触轴承；27、第二角接触轴承；28、第一支撑环；29、第二支撑环；30、轴承隔套；31、上挡止法兰环；32、下挡止法兰环；34、第三角接触轴承；35、第四角接触轴承；36、第三支撑环；37、第四支撑环。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明一种蝶式分离机用轴承试验装置的具体实施例1：如图1-6所示，本实施例中的蝶式分离机用轴承试验装置包括轴系固定座5、等效主轴20、试验轴承安装座2和驱动机构22。其中，等效主轴20用来模拟蝶式分离机的主轴，等效主轴20转动装配在轴系固定座2上。这里为了方便说明，定义XYZ三维坐标轴，等效主轴20的轴线沿Z向延伸，Z向为上下方向，该方向与实际蝶式分离机主轴的延伸方向保持一致，也即等效主轴20是沿上下方向竖直装配在轴系固定座2上的，这与蝶式分离机的主轴布置方向一致。等效主轴20的一端为与蝶式分离机的转鼓对应的模拟转鼓连接端，即等效主轴20的上端为模拟转鼓连接端。等效主轴20是按照蝶式分离机主轴缩小设定比例形成的，缩短轴系长度后提高了最大转速和轴系的刚度。等效主轴20的结构与蝶式分离机主轴的结构是一致的。

等效主轴20为阶梯轴，等效主轴20具有一节大径段18，驱动机构22与等效主轴20的大径段18之间通过皮带传动连接。这里需要说明的是：驱动机构22与等效主轴20传动连接的位置处于轴系固定座5的上侧，也即轴系固定座5的靠近模拟转鼓连接端的一侧，并且靠近轴系固定座5的位置。等效主轴20的直径尺寸由大径段18向远离转鼓连接端的方向逐节减小，等效主轴20的靠近转鼓连接端的直径尺寸大于远离转鼓连接端一端的直径尺寸。本实施例中，驱动机构为伺服电机，伺服电机的输出轴上设置有皮带轮21。

轴系固定座5起到固定支撑整个等效主轴的作用，等效主轴20通过承载轴承15转动安装在轴系固定座5中。试验轴承安装座2位于轴系固定座5的背离转鼓连接端的一侧，试验时，待试验轴承13穿装在等效主轴20的对应位置处，待试验轴承13的内圈与等效主轴20固定，试验轴承安装座2与待试验轴承13的外圈固定。待试验轴承13即为蝶式分离机用轴承。试验轴承安装座2为套设在等效主轴20外的试验轴承衬套，待试验轴承13通过试验轴承隔环10固定在试验轴承衬套内。

蝶式分离机用轴承试验装置包括用于向等效主轴20的下端施加轴向载荷的轴向加载组件、用于向等效主轴施加径向载荷的径向加载组件。轴向加载组件用以模拟蝶式分离机主轴下端所受到的轴向载荷，即蝶式分离机的主轴下端的弹性缓冲装置施加给主轴的轴向载荷。径向加载组件用以模拟主轴在蝶式分离机排渣时受到的冲击载荷、主轴因转鼓旋转时质心不平衡而受到的离心载荷以及主轴在船体摇摆时受到的陀螺力矩。

下面具体描述径向加载组件和轴向加载组件的结构。

首先，关于径向加载组件，所述径向加载组件包括X向加载组件和Y向加载组件，所述X向加载组件用于向等效主轴施加X向径向载荷，以模拟主轴受到的X向陀螺力矩。X向加载组件包括第一X向加载头7和第二X向加载头4，第一X向加载头7和第二X向加载头4分别连接有加载机构(图中未示出)，加载机构为伸缩气缸。第一X向加载头7和第二X向加载头4在等效主轴20的轴向上错开布置，且在等效主轴20的周向上呈180°错开布置，也即第一、第二X向加载头的加载方向是相反的。所述Y向加载组件用于向等效主轴施加Y向径向载荷，以模拟主轴受到的Y向陀螺力矩。所述Y向加载组件包括第一Y向加载头17和第二Y向加载头14，第一Y向加载头17和第二Y向加载头14也分别连接有加载机构(图中未示出)，加载机构为伸缩气缸。第一Y向加载头17和第二Y向加载头14在等效主轴20的轴向上错开布置，且在等效主轴的周向上呈180°错开布置，也即第一、第二Y向加载头的加载方向是相反的。

所述第一X向加载头7和第一Y向加载头17作用于等效主轴20的同一轴向位置，且所述第一X向加载头7和第一Y向加载头17靠近模拟转鼓连接端设置。所述第二X向加载头4和第二Y向加载头14作用于等效主轴的同一轴向位置。所述第二X向加载头4处于轴系固定座5和试验轴承安装座2之间，且第二X向加载头4对等效主轴20的施力点位置处于轴系固定座5对等效主轴20的支撑位置与待试验轴承13在等效主轴20上的安装位置的中间位置。

由于蝶式分离机位于船体上，船体在海面上会出现横向摇摆和纵向摇摆，即横摇和纵摇，位于船体上的蝶式分离机受到船体的横摇和纵摇后，相应地内部的主轴也会受到因纵摇和横摇所产生的X向陀螺力矩和Y向陀螺力矩，进而X向陀螺力矩和Y向陀螺力矩传递给蝶式分离机用轴承。本发明利用X向加载组件向等效主轴施加径向X向径向载荷，以模拟船体纵摇时蝶式分离机主轴所受到的X向陀螺力矩，利用Y向加载组件向等效主轴施加Y向径向载荷，以模拟船体横摇时蝶式分离机主轴所受到的Y向陀螺力矩。试验时，等效主轴在受到X向陀螺力矩或者Y向陀螺力矩后，会传递给安装在等效主轴上的待试验轴承。

本实施例中，所述等效主轴20外对应第一X向加载头7和第一Y向加载头17的位置套设有第一加载衬套6、对应第二X向加载头和第二Y向加载头的位置套设有第二加载衬套3。第一加载衬套6与等效主轴20之间安装有第一径向加载轴承16，第二加载衬套3与等效主轴20之间安装有第二径向加载轴承19，第一X向加载头7和第一Y向加载头17顶压在所述第一加载衬套6上以通过第一径向加载轴承16向等效主轴20施加径向载荷，所述第二X向加载头和第二Y向加载头顶压在所述第二加载衬套3上，以通过第二径向加载轴承19向等效主轴20施加径向载荷。

第一径向加载轴承16和第二径向加载轴承19均分别包括一对角接触轴承，第一径向加载轴承16包括第一角接触轴承26和第二角接触轴承27，第二径向加载轴承19包括第三角接触轴承34和第四角接触轴承35。等效主轴20的上端设有内端盖23和外端盖24，内端盖23与第一角接触轴承26的内圈挡止配合，外端盖24与第一角接触轴承26的外圈挡止配合。第一、第二角接触轴承的内圈之间夹设有支撑套筒，外圈之间夹设有弹性支撑结构，所述弹性支撑结构包括套设在支撑套筒外部的第一支撑环28、第二支撑环29以及顶压在第一支撑环和第二支撑环之间的弹性件25，弹性件25为弹簧。第二角接触轴承27的内圈与等效主轴20之间夹设有轴承隔套30。

第二加载衬套3的上下两端分别固定有上挡止法兰环31和下挡止法兰环32，上、下挡止法兰环分别与第三、第四角接触轴承的外圈挡止配合，进而将两个角接触轴承夹紧固定在第二加载衬套3内。第三、第四角接触轴承的内圈之间设置有弹性支撑结构，该弹性支撑结构与第一、第二角接触轴承之间的弹性支撑结构相同，为避免重复，不再详述。第四角接触轴承的内圈与固定在等效主轴外的第二轴承隔环9挡止配合。轴系固定座5与等效主轴20之间的承载轴承15也包括一对角接触轴承，两角接触轴承之间也设置有弹性支撑结构，该弹性支撑结构与第一、第二角接触轴承之间的弹性支撑结构相同，为避免重复，不再详述。位于下方的承载轴承的内圈与第一轴承隔环8挡止配合。

关于轴向加载组件的结构，轴向加载组件从等效主轴的背离转鼓连接端的一端施加轴向载荷。轴向加载组件包括轴向加载头11，轴向加载头11连接轴向加载伸缩缸(图中未示出)。当然，其他实施例中，也可以直接将轴向加载伸缩缸的伸缩杆作为轴向加载头使用。本实施例中，试验轴承衬套的朝向轴向加载组件的一端固定有轴向加载衬套1，轴向加载衬套1与等效主轴20之间安装有轴向加载轴承12，等效主轴20的朝向轴向加载组件的一端固定有主轴端盖，主轴端盖与轴向加载轴承的内圈挡止配合，轴向加载衬套内设有加载端盖，所述加载端盖罩设在主轴端盖外部，并在轴承加载组件的作用下顶压在轴向加载轴承的外圈上，进而通过轴向加载轴承向等效主轴施加轴向载荷，并传递给待试验轴承，以此来模拟蝶式分离机主轴下端所受到的轴向载荷。

本发明中的试验装置在试验时，第一、第二X向加载头同时向等效主轴施加设定值的径向载荷，以模拟蝶式分离机在船体纵摇时受到的X向陀螺力矩；第一、第二Y向加载头同时向等效主轴施加与第一、第二X向加载头相同设定值的径向载荷，以模拟蝶式分离机在船体横摇时受到的Y向陀螺力矩；由于蝶式分离机在实际工作中，船体的横摇和纵摇是交替出现的，因此，在试验时，第一、第二X向加载头和第一、第二Y向加载头交替向等效主轴施加设定值的径向载荷，进而模拟交替出现的横摇和纵摇工况。

第一X向加载头还用于向等效主轴施加冲击载荷和离心载荷，以模拟主轴在蝶式分离机排渣时受到的冲击载荷，以及在转鼓质心不平衡时受到的离心载荷。蝶式分离机工作时，主轴所受到的冲击载荷是在转鼓的排渣口打开向外排渣时产生的。由于排渣口瞬间开启，进而产生对主轴的冲击，该冲击作用随着排渣过程的结束而结束。主轴所受到的离心载荷主要是由于转鼓不平衡造成的，离心载荷的方向一直随主轴旋转，并且离心载荷始终存在。本试验中，选择从X方向对等效主轴施加定向的离心载荷进行模拟，具体的就是利用第一X向加载头向等效主轴来施加冲击载荷，即X向加载组件的第一X向加载头作为向等效主轴施加冲击载荷的冲击载荷加载头。

蝶式分离机在实际工作中，船体的横摇和纵摇始终交替存在，蝶式分离机主轴受到的离心载荷也是始终存在的，而排渣过程是间歇性发生的，因此，在试验时，第一、第二X向加载头和第一、第二Y向加载头始终交替向等效主轴施加设定值的径向载荷，进而模拟蝶式分离机主轴始终交替受到X向陀螺力矩和Y向陀螺力矩。在等效主轴始终受到X向或Y向陀螺力矩的基础上，始终在第一X向加载头上叠加一个设定值的离心载荷，且阶段性地在第一X向加载头上叠加一个设定值的冲击载荷。例如，第一、第二X向加载头和第一、第二Y向加载头交替向等效主轴施加径向载荷F1，以模拟陀螺力矩。在此基础上，在第一X向加载头上始终叠加一个径向载荷F2，并且在第一X向加载头上阶段性地叠加一个冲击载荷F3，也即，当第一、第二X向加载头向等效主轴施加X向径向载荷F1时，第一X向加载头施加给等效主轴的径向载荷为F1+F2，第二X向加载头施加给等效主轴的径向载荷为F1。相应地，当换成第一、第二Y向加载头向等效主轴施加Y向径向载荷时，第一、第二Y向加载头分别向等效主轴施加径向载荷F1，此时，第一X向加载头向等效主轴施加F2，第二X向加载头不向等效主轴施力，以此方式，在横摇和纵摇的基础上，模拟转鼓质心不平衡时主轴受到的离心载荷。进一步地，在需要向等效主轴施加冲击载荷时，在第一X向加载头上再叠加一个径向载荷F3，该径向载荷F3的作用时间是暂时的，当径向载荷F3持续设定时间后撤去，并在撤去设定时间段后再次在第一X向加载头上叠加径向载荷F3，以此方式在横摇或纵摇的基础上，模拟蝶式分离机排渣过程中所产生的冲击。

关于本发明蝶式分离机用轴承试验装置的具体试验步骤，如下表1所示，不同试验步骤下轴承所受的载荷情况不同。

表1

本实施例中，等效主轴的总长度L为488mm，第一X向加载头、第一Y向加载头对等效主轴的加载点到待试验轴承安装位置处的距离L1为350mm，轴系固定座对等效主轴的支撑位置到待试验轴承安装位置处的距离L2为209mm，第二X向加载头、第二Y向加载头对等效主轴的加载点到待试验轴承安装位置处的距离L3为103.5mm，待试验轴承安装位置到轴向加载位置的距离L4为108mm。等效主轴的支撑点和受力点都是按照蝶式分离机主轴的实际支撑和受力点布置的，可以比较准确的模拟碟式分离机轴承在实际工作中面临的各种载荷。

本发明蝶式分离机用轴承试验装置还包括电控和软件系统，电控和软件系统可以与伺服电机编程，进而控制伺服电机的转速以及正反转；同时，轴向加载组件和径向加载组件的伸缩缸均为电动缸，电控和软件系统还可以对电动缸的加载方向、加载速度和加载大小进行控制。该蝶式分离机用轴承试验装置还设置有用于监测试验轴承温度的传感器、记录试验轴承振动次数的计数器以及监测等效主轴的扭矩值的扭矩传感器，便于对试验轴承的分析。

本发明蝶式分离机用轴承试验装置的另一种实施例，与实施例1不同的是：可以通过Y向加载组件向等效主轴施加冲击载荷和离心载荷。或者分别通过X向加载组件和Y向加载组件向等效主轴施加冲击载荷和离心载荷。

本发明蝶式分离机用轴承试验装置的另一种实施例，与实施例1不同的是：冲击载荷和离心载荷可以不用第一X向加载头来施加，而是在等效主轴的周向上额外设置一组加载组件。

本发明蝶式分离机用轴承试验装置的另一种实施例，与实施例1不同的是：第一X向加载头和第一Y向加载头可以沿等效主轴的轴向错开布置。

本发明蝶式分离机用轴承试验装置的另一种实施例，与实施例1不同的是：X向加载组件和Y向加载组件的加载头可以直接顶在试验轴承外，而不设置径向第一径向加载衬套和第二径向加载衬套。

本发明蝶式分离机用轴承试验装置的另一种实施例，与实施例1不同的是：可以不设置轴向加载衬套和轴向加载轴承。

本发明蝶式分离机用轴承试验装置的另一种实施例，与实施例1不同的是：驱动机构与等效主轴的连接位置可以设置在轴系固定座的另一侧。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种蝶式分离机用轴承试验装置，其特征在于，包括轴系固定座（5）、转动装配在轴系固定座（5）上用以模拟蝶式分离机主轴的等效主轴（20），连接于等效主轴用以带动其旋转的驱动机构（22）、试验轴承安装座（2）、轴向加载组件和径向加载组件，所述等效主轴（20）沿Z向延伸，一端为与蝶式分离机的转鼓对应的模拟转鼓连接端；所述试验轴承安装座（2）位于轴系固定座（5）的背离转鼓连接端的一侧，用于与待试验轴承（13）的外圈固定；轴向加载组件用于从等效主轴（20）的背离转鼓连接端的一端施加轴向载荷，以模拟主轴下端受到的轴向载荷；径向加载组件用于对等效主轴（20）施加径向载荷，以模拟主轴在蝶式分离机排渣时受到的冲击载荷、主轴因转鼓旋转时质心不平衡而受到的离心载荷以及主轴在船体摇摆时受到的陀螺力矩；所述径向加载组件包括用于向等效主轴（20）施加X向径向载荷以模拟主轴受到的X向陀螺力矩的X向加载组件和用于向等效主轴（20）施加Y向径向载荷以模拟主轴受到的Y向陀螺力矩的Y向加载组件，所述X向加载组件包括第一X向加载头（7），所述Y向加载组件包括第一Y向加载头（17），所述第一X向加载头（7）和第一Y向加载头（17）靠近模拟转鼓连接端设置，且至少一个用于向等效主轴（20）施加冲击载荷和离心载荷，以模拟主轴在蝶式分离机排渣时受到的冲击载荷和在转鼓质心不平衡受到的离心载荷。

2.根据权利要求1所述的蝶式分离机用轴承试验装置，其特征在于，所述X向加载组件还包括第二X向加载头（4），第一X向加载头（7）和第二X向加载头（4）在等效主轴（20）的轴向上错开布置，且在等效主轴（20）的周向上呈180°错开布置；所述Y向加载组件还包括第二Y向加载头（14），第一Y向加载头（17）和第二Y向加载头（14）在等效主轴（20）的轴向上错开布置，且在等效主轴（20）的周向上呈180°错开布置。

3.根据权利要求2所述的蝶式分离机用轴承试验装置，其特征在于，所述第一X向加载头和第一Y向加载头（17）作用于等效主轴（20）的同一轴向位置，所述第二X向加载头和第二Y向加载头（14）作用于等效主轴（20）的同一轴向位置。

4.根据权利要求2或3所述的蝶式分离机用轴承试验装置，其特征在于，所述第二X向加载头（4）处于轴系固定座（5）和试验轴承安装座（2）之间，且第二X向加载头（4）对等效主轴（20）的施力点位置处于轴系固定座（5）对等效主轴（20）的支撑位置与待试验轴承（13）在等效主轴（20）上的安装位置的中间位置。

5.根据权利要求4所述的蝶式分离机用轴承试验装置，其特征在于，所述驱动机构（22）与等效主轴（20）传动连接的位置处于轴系固定座（5）和第一X向加载头（7）之间并靠近轴系固定座（5）设置。

6.根据权利要求2或3所述的蝶式分离机用轴承试验装置，其特征在于，所述等效主轴（20）外对应第一X向加载头（7）和第一Y向加载头（17）的位置套设有第一加载衬套（6）、对应第二X向加载头（4）和第二Y向加载头（14）的位置套设有第二加载衬套（3），第一加载衬套（6）与等效主轴（20）之间安装有第一径向加载轴承（16），第二加载衬套（3）与等效主轴（20）之间安装有第二径向加载轴承（19），第一X向加载头（7）和第一Y向加载头（17）顶压在所述第一加载衬套（6）上以通过第一径向加载轴承（16）向等效主轴（20）施加径向载荷，所述第二X向加载头（4）和第二Y向加载头（14）顶压在所述第二加载衬套（3）上以通过第二径向加载轴承（19）向等效主轴（20）施加径向载荷。

7.根据权利要求6所述的蝶式分离机用轴承试验装置，其特征在于，第一径向加载轴承（16）和第二径向加载轴承（19）分别包括一对角接触轴承，每一对角接触轴承的内圈之间夹设有支撑套筒，外圈之间夹设有弹性支撑结构，所述弹性支撑结构包括套设在支撑套筒外部的第一支撑环（28）、第二支撑环（29）以及顶压在第一支撑环（28）和第二支撑环（29）之间的弹簧。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的蝶式分离机用轴承试验装置，其特征在于，所述等效主轴（20）外对应轴向加载组件的位置处设有轴向加载衬套（1），轴向加载衬套（1）与等效主轴（20）之间安装有轴向加载轴承（12），所述轴向加载组件通过轴向加载轴承（12）对等效主轴（20）施加轴向载荷。

9.根据权利要求8所述的蝶式分离机用轴承试验装置，其特征在于，所述等效主轴（20）的朝向轴向加载组件的一端固定有主轴端盖，主轴端盖与轴向加载轴承（12）的内圈挡止配合，所述轴向加载衬套（1）内设有加载端盖，所述加载端盖罩设在主轴端盖外部，并在轴承加载组件的作用下顶压在轴向加载轴承（12）的外圈上。

10.根据权利要求8所述的蝶式分离机用轴承试验装置，其特征在于，所述试验轴承安装座（2）为套设在等效主轴（20）外的试验轴承衬套，所述轴向加载衬套（1）与试验轴承衬套的朝向轴向加载机构的一端固定。

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