CN103528822A - 机车牵引电机轴承试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了关于机车牵引电机轴承试验装置包括：试验轴系部件、床身及平台、动力驱动系统、动态加载系统、润滑系统、走行风模拟系统、监控系统组成；采用比例减压阀对试验轴承施加恒定或脉动的径向载荷和交变的轴向载荷；采用高低温箱对试验轴系进行加热或冷却；使用大型离心风机进行超高风速模拟；通过测试采集系统进行温度、压力、振动、转速、风速等试验参数的测试和采集；试验机微机自动控制、监测和记录，具备自动保护功能、超温报警、振动异常报警等功能。
Description
技术领域
本发明涉及滚动轴承试验台，具体涉及机车牵引电机轴承试验装置。
背景技术
试验是轴承设计、制造过程中一个不可缺少的重要验证过程，能把质量风险有效地控制在生产企业内部。轴承试验有寿命试验、模拟试验、性能试验、零部件试验、强化试验、设计验证试验、材料试验等。其中性能试验考核轴承的某种特殊性能，如高低温试验、超高风速试验等。设计验证试验是根据轴承试验的数据，如温升、振动及噪声等提出设计改进意见。
机车轴承是机车关键零部件之一，轴承的安全性关系到机车的安全运行。现有的滚动轴承试验台仅可以对轴承某一性能参数进行试验，不能同时对轴承的几个性能参数进行试验。目前国内还没有具有国家资质认证的机车车辆牵引电机轴承试验台。
发明内容
为了克服现有的轴承试验台不能对牵引电机轴承进行试验的问题，本发明提供了一种机车车辆牵引电机轴承试验装置。该试验装置不仅能做轴承热试验和耐久性能试验，而且能做轴承高低温试验和超高风速试验。
为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：
机车牵引电机轴承新型试验装置，包括：试验轴系部件，动力驱动系统、润滑系统、动态加载系统、走行风模拟系统以及用于检测实验数据的监控系统和用于支撑上述结构的床身及平台；
试验轴系部件包括：试验轴承、加载轴承和主轴；试验轴承和加载轴承交叉安装支承主轴，即试验轴承按照牵引电机主轴实际支撑方式安装在主轴上，加载轴承按照牵引电机主轴受力方式安装在主轴相应位置；
主轴通过动力驱动系统驱动旋转，所述动力驱动系统为电机通过传动轴、同步带、联轴器驱动主轴旋转；
动态加载系统由加载径向力于主轴上的径向加载装置和加载轴向力于主轴上的轴向加载装置组成；径向加载装置和轴向加载装置，为由液压泵输出的压力油经滤油器、溢流阀、单向阀分成三路分别进入三个比例减压阀，在比例减 压阀控制器的作用下连续输出油压，推动径向油缸和轴向油缸，径向油缸连杆顶在轴承的中间位置，轴向油缸连杆顶在轴端压盖的中间位置，通过压盖传递到主轴上，通过主轴传递到轴承上；
走行风模拟系统包括：离心风机以及用于连通大型离心风机风出口与试验轴承所在位置的风道；
润滑系统润滑油来源于牵引电机齿轮端齿轮箱的润滑油，通过供油泵将油从润滑油箱抽出，经滤油器、溢流阀、截止阀送到试验装置的各轴承处；回油泵将润滑后流入壳体的润滑油抽回油箱，形成循环，在回油路上有冷却器，以控制系统油温，保证试验主体轴系有良好的工作性能；
机车牵引电机轴承新型试验装置还包括，用于测试采集温度、压力、转速、风速并通过径向加载装置和轴向加载装置控制试验轴承轴向力和径向力，通过离心风机控制试验轴承处风速，通过动力驱动系统控制主轴转速的控制操作台；
采用上述技术方案的本发明，试验轴承和加载轴承交叉安装支承主轴，电机通过传动轴、同步带、联轴器驱动试验主轴旋转，且最高转速可达10000r/min，采用液压泵与比例减压阀配合油路对试验轴承施加恒定或脉动的径向载荷和交变的轴向载荷，具体控制控制方式为由液压泵输出压力油经滤油器、溢流阀、单向阀分成三路分别进入三个比例减压阀，比例减压阀在控制器的作用下连续输出油压，推动径向油缸和轴向油缸，径向油缸连杆顶在试验轴承的中间位置，轴向油缸连杆顶在轴向油缸连杆顶在轴端压盖的中间位置，通过压盖传递到轴上，然后传递到轴承上；
当进行高低温试验时，通过在床身及平台上装配上用于罩至于试验轴系部件的高低温试验箱，利用大功率的高低温试验箱对试验轴系进行加热或冷却，使用时将模拟牵引电机轴承试验轴系放置于环境模拟箱中，此时电机带动主轴旋转，风机停止工作；
当进行超高风速模拟时，需拆除高低温试验箱，使用大型离心风机进行超高风速模拟，在进行超高风速试验时，电机带动轴旋转，风机风道通过试验轴承，对试验轴承进行吹风，风速的大小通过改变风机电机的转速调整，且风速传感器安装在风机与试验轴承箱之间；
监控系统进行温度、压力、振动、转速、风速等试验参数的测试和采集，相应的数据采集可直接通过设置相应的传感器实现，所采集的所有试验数据除了必须使用二次仪表显示以外，其余均在计算机通信界面上显示，对供油流量、 主机转速、径向载荷拉压力、风速等试验过程中的重要参数可实现双重显示，确保了试验过程中提取关键数据的可靠性和准确性；
以上试验数据的调整可通过控制操作台，控制径向加载装置和轴向加载装置实现试验轴承轴向力和径向力的变化，通过控制离心风机实现试验轴承处风速变化，通过动力驱动系统（即控制电机转速）实现控制主轴转速。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
本发明共1幅附图,其中：
图1为本发明的机车牵引电机轴承新型试验装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的机车牵引电机轴承新型试验装置，包括：试验轴系部件，动力驱动系统、润滑系统、动态加载系统、走行风模拟系统以及用于检测实验数据的监控系统和用于支撑上述结构的床身及平台1；
试验轴系部件包括：试验轴承2、加载轴承3和主轴4；试验轴承2和加载轴承3交叉安装支承主轴4，即试验轴承2按照牵引电机主轴实际支撑方式安装在主轴4上，加载轴承3按照牵引电机主轴受力方式安装在主轴4相应位置；
主轴4通过动力驱动系统驱动旋转，所述动力驱动系统为电机通过传动轴、同步带、联轴器驱动主轴4旋转；
动态加载系统由，径向加载径向力于主轴4上的径向加载装置和轴向加载轴向力于主轴4上的轴向加载装置组成；径向加载装置和轴向加载装置，为由液压泵输出的压力油经滤油器、溢流阀、单向阀分成三路分别进入三个比例减压阀，在比例减压阀控制器的作用下连续输出油压，推动径向油缸和轴向油缸，径向油缸连杆顶在轴承的中间位置，轴向油缸连杆顶在轴端压盖的中间位置，通过压盖传递到主轴上，通过主轴传递到轴承上；
走行风模拟系统包括：离心风机以及用于连通大型离心风机风出口与试验轴承2所在位置的风道；
润滑系统润滑油来源于牵引电机齿轮端齿轮箱的润滑油，通过供油泵将油从润滑油箱抽出，经滤油器、溢流阀、截止阀送到试验装置的各轴承处；回油 泵将润滑后流入壳体的润滑油抽回油箱，形成循环，在回油路上有冷却器，以控制系统油温，保证试验主体轴系有良好的工作性能；
机车牵引电机轴承新型试验装置还包括，用于测试采集温度、压力、转速、风速并通过径向加载装置和轴向加载装置控制加载轴承3的轴向力和径向力，通过离心风机控制试验轴承2处风速，通过动力驱动系统控制主轴4转速的控制操作台；
采用上述技术方案的本发明，试验轴承2和加载轴承3（包括两种，一种用于模拟机车牵引电机一端齿轮啮合轴向力和径向力，另一种用于模拟机车牵引电机另一端转子轴向力和径向力。）交叉安装支承主轴4，电机通过传动轴、同步带、联轴器驱动试验主轴旋转，且最高转速可达10000r/min，采用液压泵与比例减压阀配合油路对试验轴承施加恒定或脉动的径向载荷和交变的轴向载荷，具体控制控制方式为由液压泵输出压力油经滤油器、溢流阀、单向阀分成三路分别进入三个比例减压阀，比例减压阀在控制器的作用下连续输出油压，推动径向油缸和轴向油缸，径向油缸连杆顶在加载轴承3的中间位置，轴向油缸连杆顶在轴端压盖的中间位置，通过压盖传递到主轴上，然后传递到轴承上；
当进行高低温试验时，通过在床身及平台1上装配上用于罩至于试验轴系部件的高低温试验箱，利用大功率的高低温试验箱对试验轴系进行加热或冷却，使用时将模拟牵引电机轴承试验轴系放置于环境模拟箱中，此时电机带动主轴旋转，风机停止工作；
当进行超高风速模拟时，需拆除高低温试验箱，使用大型离心风机进行超高风速模拟，在进行超高风速试验时，电机带动轴旋转，风机风道通过试验轴承，对试验轴承进行吹风，风速的大小通过改变风机电机的转速调整，且风速传感器安装在风机与试验轴承箱之间；
监控系统进行温度、压力、振动、转速、风速等试验参数的测试和采集，相应的数据采集可直接通过设置相应的传感器实现，所采集的所有试验数据除了必须使用二次仪表显示以外，其余均在计算机通信界面上显示，对供油流量、主机转速、径向载荷拉压力、风速等试验过程中的重要参数可实现双重显示，确保了试验过程中提取关键数据的可靠性和准确性；
以上试验数据的调整可通过控制操作台，控制径向加载装置和轴向加载装置实现加载轴承3轴向力和径向力的变化，通过控制离心风机实现被试验轴承处风速变化，通过动力驱动系统（即控制电机转速）实现控制主轴4转速；
试验机可通过微机自动控制、监测和记录，具备自动保护功能、超温报警、振动异常报警等功能（可通过现有电子模块实现）。
本牵引电机轴承试验装置的主要技术参数：
齿轮径向加载力：最大载荷300kN；
转子径向加载力：最大载荷100kN；
轴向加载力：最大载荷70kN；
最高转速：10000rpm；
可模拟的风速：0～180km/h；
模拟环境温度：-50℃～+50℃。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.机车牵引电机轴承试验装置，其特征在于：包括，试验轴系部件，动力驱动系统、润滑系统、动态加载系统、走行风模拟系统以及用于检测实验数据的监控系统和用于支撑上述结构的床身及平台（1）；
所述试验轴系部件包括：试验轴承（2）、加载轴承（3）和主轴（4）；所述试验轴承（2）和加载轴承（3）交叉安装支承主轴（4），即试验轴承（2）按照牵引电机主轴实际支撑方式安装在主轴（4）上，加载轴承（3）按照牵引电机主轴受力方式安装在主轴（4）相应位置；
所述主轴（4）通过动力驱动系统驱动旋转；
所述动态加载系统由，径向加载径向力于主轴（3）上的径向加载装置和轴向加载轴向力于主轴（3）上的轴向加载装置组成；
所述走行风模拟系统包括：离心风机以及用于连通大型离心风机风出口与试验轴承（3）所在位置的风道。
所述润滑系统润滑油来源于牵引电机齿轮端齿轮箱的润滑油，通过供油泵将油从润滑油箱抽出，经滤油器、溢流阀、截止阀送到试验装置的各轴承处。
2.根据权利要求1所述的机车牵引电机轴承试验装置，其特征在于：当该试验装置进行高低温试验时，需要停止离心风机，且在床身及平台（1）上装配上用于罩至于试验轴系部件的高低温试验箱，当进行超高风速模拟时需拆除高低温试验箱。
3.根据权利要求1所述的机车牵引电机轴承试验装置，其特征在于：所述径向加载装置和轴向加载装置，为由液压泵输出的压力油经滤油器、溢流阀、单向阀分成三路分别进入三个比例减压阀，在比例减压阀控制器的作用下连续输出油压，推动径向油缸和轴向油缸，径向油缸连杆顶在轴承的中间位置，轴向油缸连杆顶在轴端压盖的中间位置，通过压盖传递到主轴上，通过主轴传递到轴承上。
4.根据权利要求3所述的机车牵引电机轴承试验装置，其特征在于：还包括，用于测试采集温度、压力、转速、风速并通过径向加载装置和轴向加载装置控制试验轴承（2）轴向力和径向力，通过离心风机控制试验轴承（2）处风速，通过动力驱动系统控制主轴（4）转速的控制操作台。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 116021 Shahekou, Liaoning, China No. 49 The Strip Applicant after: CRRC DALIAN INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: 116021 Shahekou, Liaoning, China No. 49 The Strip Applicant before: CNR DALIAN LOCOMOTIVE RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160128 Address after: 100844 Fuxing Road, Beijing, Haidian District, No. 10 Applicant after: CHINA RAILWAY Corp. Applicant after: CRRC DALIAN INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: 116021 Shahekou, Liaoning, China No. 49 The Strip Applicant before: CRRC DALIAN INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140122 |