CN116773200A - 一种大型滚动轴承性能考核试验机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大型滚动轴承性能考核试验机，包括底座、试验轴系、加载系统、驱动装置、减振装置和导轨系统；所述试验轴系包括主轴以及与主轴配合安装的试验轴承组件和支撑轴承组件，支撑轴承组件固定在所述底座的垂直壁内侧，试验轴承组件和加载系统一端相连接；所述驱动装置的动力输出轴和所述的主轴连接；导轨系统设置在底座的水平支撑面和试验轴承组件之间，用于引导所述试验轴系的安装以及支撑试验轴系。本发明的有益效果为：本发明试验机的L形结构底座及水平加载方式使得整体结构重心低，刚度大，具有强的抗振能力，在承受剧烈振动、冲击、颠振试验工况时具有足够的安全性，配合振动激振试验台在振动、颠振环境下对轴承的性能进行考核。

Description

一种大型滚动轴承性能考核试验机

技术领域

本发明属于轴承试验机技术领域，具体涉及一种大型滚动轴承性能考核试验机。

背景技术

轴承是机械设备的基础零部件，是重要的关键件，其性能一定程度上决定了主机的工作可靠性。根据实际应用工况对轴承进行考核可以得到被试轴承的工作性能，有效评价被试轴承的综合性能。船舶等重工业用大型滚动轴承工作载荷大，环境恶劣，往往有剧烈的振动和冲击，且对轴承可靠性要求极高，使用环境对轴承性能的影响不可忽略，有必要在考虑实际振动冲击工况下对轴承进行性能考核。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于对大型滚动轴承性能进行多种性能考核评价的试验机，该试验机重心低，刚度大，除了能用于常规的轴承性能考核，还能配合振动激振试验台在振动、颠振环境下对轴承的性能进行考核。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种大型滚动轴承性能考核试验机，包括底座、试验轴系、加载系统、驱动装置、减振装置和导轨系统；其中，

所述底座包括相垂直的水平支撑面和垂直壁；

所述试验轴系包括主轴以及与主轴配合安装的试验轴承组件和支撑轴承组件，支撑轴承组件固定在所述底座的垂直壁内侧，试验轴承组件和加载系统一端相连接；

所述加载系统包括加载油缸和加载架，加载油缸一端固定在所述垂直壁的外侧，加载油缸的另一端和加载架的受力端连接，加载架活动穿过所述垂直壁设置，加载架的施力端和试验轴承组件相背于所述垂直壁的一侧连接，加载系统的加载方向为水平方向；

所述驱动装置安装在减振装置上，驱动装置的动力输出轴和所述的主轴连接；

所述减振装置固定在所述底座的水平支撑面上；

所述的导轨系统设置在底座的水平支撑面和试验轴承组件之间，用于引导所述试验轴系的安装以及支撑试验轴系。

进一步的，所述试验轴系中设有由第一支撑轴承组件和第二支撑轴承组件构成的支撑轴承组件，试验轴承组件位于第一支撑轴承组件和第二支撑轴承组件之间。

更进一步的，所述第一支撑轴承组件和第二支撑轴承组件中均设置有一个支撑轴承，两个支撑轴承为同一型号。

具体的，所述加载系统中的加载架包括第一连接板、第二连接板以及连接第一连接板和第二连接板的拉杆，拉杆穿过所述垂直壁的拉杆孔，并通过杆端螺母锁紧第二连接板；第一连接板和所述加载油缸连接，第二连接板和所述试验轴承组件连接。

进一步的，所述第二连接板上与试验轴承组件相接触的位置设置成弧形，以贴合在试验轴承组件的圆周面上。

进一步的，所述的第一连接板和加载油缸之间还设有力传感器。

具体的，所述驱动装置包括伺服电机、联轴器、扭矩传感器和编码器，伺服电机固定在减振装置上，伺服电机的动力输出轴通过联轴器和所述的主轴连接，所述扭矩传感器和编码器安装在伺服电机的动力输出轴上。

进一步的，所述联轴器为膜片联轴器。

具体的，所述的减振装置包括减振座和设置在减振座表面的减振垫，所述驱动装置安装在减振垫上。

具体的，所述的导轨系统包括导轨、滑块和垫块，所述导轨安装在底座的水平支撑面上，滑块滑动设置在导轨上，滑块与垫块固定连接，垫块上设有与试验轴承组件外圆面配合的弧形固定面。

本发明的有益效果为：本发明试验机的L形结构底座及水平加载方式使得整体结构重心低，刚度大，具有强的抗振能力，在承受剧烈振动、冲击、颠振试验工况时具有足够的安全性，配合振动激振试验台在振动、颠振环境下对轴承的性能进行考核。试验机加载装置位于底座垂直壁上，工作载荷由底座垂直壁承受，部分中空结构使得底座垂直壁具有一定的韧性，安全性高，试验机具有高的极限加载力。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的底座结构示意图；

图3为本发明试验轴系组成示意图；

图4为本发明加载系统组成示意图；

图5为本发明减振装置组成示意图；

图6为本发明导轨系统爆炸图；

图7为驱动装置爆炸图。

附图标记说明：

1、底座，101、水平支撑面，102、垂直壁，103、拉杆孔，104、孔洞；

2、试验轴系，201、主轴，202、第一支撑轴承组件，203、第二支撑轴承组件，204、试验轴承组件；

3、加载系统，301、加载油缸，302、力传感器，303、第一连接板，304、拉杆，305、杆端螺母，306、第二连接板；

4、驱动装置，401、伺服电机，402、编码器，403、扭矩传感器，404、膜片联轴器；

5、减振装置，501、减振座，502、减振垫；

6、导轨系统，601、导轨，602、滑块，603、垫块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。

如图1所示，本发明所述的一种大型滚动轴承性能考核试验机包括底座1、试验轴系2、加载系统3、驱动装置4、减振装置5和导轨系统6六部分。

所述的底座1呈L形，包括相互垂直的水平支撑面101和垂直壁102，水平支撑面101用于支撑试验轴系2，垂直壁102用于安装加载系统3，水平支撑面101和垂直壁102上设有若干垫板。所述垂直壁102内设有若干孔洞104，以提高垂直壁102的韧性和安全性，使得试验机具有高的极限加载力。

所述试验轴系2包括一根主轴201、两个支撑轴承组件和一个试验轴承组件204，两个支撑轴承组件分别是第一支撑轴承组件202和第二支撑轴承组件203，试验轴承组件204位于第一支撑轴承组件202和第二支撑轴承组件203之间，三个轴承组件安装在所述主轴201上，主轴201和驱动装置4传动连接；第一支撑轴承组件202和第二支撑轴承组件203均包括同一型号的支撑轴承和轴承座，第一支撑轴承组件202和第二支撑轴承组件203通过各自的轴承座固定在所述底座1的垂直壁102内侧面的垫板上。

所述加载系统3包括加载油缸301、力传感器302、拉杆304、第一连接板303和第二连接板306；所述拉杆304设置有两根，活动穿设在开设于底座1的垂直壁102上的拉杆孔103中，第一连接板303和拉杆304的同一端连接，第二连接板306和拉杆304的另一端连接，从而组成矩形的加载架；所述加载油缸301的缸体固定在所述底座1的垂直壁102的外侧面，即加载油缸301和试验轴承组件204分别位于垂直壁102相对的两侧，加载油缸301的活塞端通过力传感器302和第一连接板303连接，第二连接板306上设有与试验轴承组件204外圆面接触贴合的圆弧形连接面，拉杆304的端部通过杆端螺母305锁紧第二连接板306，保证第二连接板306与试验轴承组件204的贴合。所述加载系统3的加载方向为水平方向，工作时，加载油缸301通过加载架将载荷传递到试验轴系2的试验轴承组件204上。

所述驱动装置4包含伺服电机401、编码器402、扭矩传感器403和膜片联轴器404，伺服电机401固定在减振装置5上，伺服电机401的动力输出轴通过膜片联轴器404和所述的主轴201连接，膜片联轴器404用于传递伺服电机401的扭矩至主轴201上，同时一定程度上抵抗由振动、颠振工况带来的轴不对中情况；伺服电机401动力输出轴安装有扭矩传感器403和编码器402，其中扭矩传感器403用于测定试验轴承的摩擦力矩，编码器402用于监测输出转速。

作为使用时的选择，所述的膜片联轴器404还可以采用其他结构形式的联轴器。

所述减振装置5包括减振座501和减振垫502，减振座501固定在底座1水平支撑面101的垫板上，减振座501的顶面固定四个呈矩形布局的减振垫502，所述伺服电机401安装在减振垫502上，以减小振动、颠振工况对电机的冲击作用，从而保护驱动装置。

所述的导轨系统6包括导轨601、滑块602和垫块603，所述导轨601固定在底座1的水平支撑面101的垫板上，导轨601和所述的拉杆304平行，所述垫块603上表面具有和试验轴承组件204下部的外圆面贴合的圆弧面，垫块603下表面和所述滑块602固定连接，所述滑块602可沿导轨601水平滑动。需要说明的是：第二连接板306的宽度小于试验轴承组件204的轴向宽度，使得垫块603和第二连接板306错位设置，不会发生干涉问题。在试验轴系2安装时，可以将试验轴承组件204与垫块603及滑块602连接，通过滑块602沿导轨601的滑动，为支撑轴承组件的安装提供导向，并在使用中对试验轴系2进行支撑。

对本发明所述轴承试验机进行受力分析可得：加载系统3输出较大的工作载荷时，载荷主要由底座1的垂直壁102承受，加载系统3水平布置的安装模式避免了大载荷引起的底座1水平支撑面101变形，从而影响试验机底座与振动激振试验台联接螺钉的联接强度。

本发明在工作时，先将三套轴承组件通过轴套安装至主轴201上，然后将主轴201沿导轨601推向底座1的垂直壁102，后翻转角度将试验轴系2固定于底座1的垂直壁102，然后在试验轴承组件204上可安装温度传感器、振动传感器等性能监测装置，接着安装加载系统3、减振装置5、驱动装置4，最后将整个试验机通过底座1水平支撑面101上的螺钉孔安装于振动激振试验台上进行轴承性能考核试验。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型滚动轴承性能考核试验机，其特征在于：包括底座(1)、试验轴系(2)、加载系统(3)、驱动装置(4)、减振装置(5)和导轨系统(6)；其中，

所述底座(1)包括相垂直的水平支撑面(101)和垂直壁(102)；

所述试验轴系(2)包括主轴(201)以及与主轴(201)配合安装的试验轴承组件(204)和支撑轴承组件，支撑轴承组件固定在所述底座(1)的垂直壁(102)内侧，试验轴承组件(204)和加载系统(3)一端相连接；

所述加载系统(3)包括加载油缸(301)和加载架，加载油缸(301)一端固定在所述垂直壁(102)的外侧，加载油缸(301)的另一端和加载架的受力端连接，加载架活动穿过所述垂直壁(102)设置，加载架的施力端和试验轴承组件(204)相背于所述垂直壁(102)的一侧连接，加载系统(3)的加载方向为水平方向；

所述驱动装置(4)安装在减振装置(5)上，驱动装置(4)的动力输出轴和所述的主轴(201)连接；

所述减振装置(5)固定在所述底座的水平支撑面(101)上；

所述的导轨系统(6)设置在底座(1)的水平支撑面(101)和试验轴承组件(204)之间，用于引导所述试验轴系(2)的安装以及支撑试验轴系(2)。

2.根据权利要求1所述的大型滚动轴承性能考核试验机，其特征在于：所述试验轴系(2)中设有由第一支撑轴承组件(202)和第二支撑轴承组件(203)构成的支撑轴承组件，试验轴承组件(204)位于第一支撑轴承组件(202)和第二支撑轴承组件(203)之间。

3.根据权利要求2所述的大型滚动轴承性能考核试验机，其特征在于：所述第一支撑轴承组件(202)和第二支撑轴承组件(203)中均设置有一个支撑轴承，两个支撑轴承为同一型号。

4.根据权利要求1所述的大型滚动轴承性能考核试验机，其特征在于：所述加载系统(3)中的加载架包括第一连接板(303)、第二连接板(306)以及连接第一连接板(303)和第二连接板(306)的拉杆(304)，拉杆(304)穿过所述垂直壁(102)的拉杆孔(103)，并通过杆端螺母(305)锁紧第二连接板(306)；第一连接板(303)和所述加载油缸(301)连接，第二连接板(303)和所述试验轴承组件(204)连接。

5.根据权利要求4所述的大型滚动轴承性能考核试验机，其特征在于：所述第二连接板(306)上与试验轴承组件(204)相接触的位置设置成弧形，以贴合在试验轴承组件(204)的圆周面上。

6.根据权利要求4所述的大型滚动轴承性能考核试验机，其特征在于：所述的第一连接板(303)和加载油缸(301)之间还设有力传感器(302)。

7.根据权利要求1所述的大型滚动轴承性能考核试验机，其特征在于：所述驱动装置(4)包括伺服电机(401)、联轴器、扭矩传感器(403)和编码器(402)，伺服电机(401)固定在减振装置(5)上，伺服电机(401)的动力输出轴通过联轴器和所述的主轴(201)连接，所述扭矩传感器(403)和编码器(402)安装在伺服电机(401)的动力输出轴上。

8.根据权利要求7所述的大型滚动轴承性能考核试验机，其特征在于：所述联轴器为膜片联轴器(404)。

9.根据权利要求1所述的大型滚动轴承性能考核试验机，其特征在于：所述的减振装置(5)包括减振座(501)和设置在减振座(501)表面的减振垫(502)，所述驱动装置(4)安装在减振垫(502)上。

10.根据权利要求1所述的大型滚动轴承性能考核试验机，其特征在于：所述的导轨系统(6)包括导轨(601)、滑块(602)和垫块(603)，所述导轨(601)安装在底座(1)的水平支撑面(101)上，滑块(602)滑动设置在导轨(601)上，滑块(602)与垫块(603)固定连接，垫块(603)上设有与试验轴承组件(204)外圆面配合的弧形固定面。