CN103983456B

CN103983456B - 滚动轴承综合加载实验台

Info

Publication number: CN103983456B
Application number: CN201410191242.3A
Authority: CN
Inventors: 赵广; 韩清凯; 孙涛; 苏钧聪; 王美令; 马忠超; 史妍妍
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2034-05-07
Also published as: CN103983456A

Abstract

本发明提供了一种滚动轴承综合加载实验台，属于交通运输领域。该滚动轴承综合加载实验台包括电动机、主动轮、链条、轨道凸起模拟加载单元、轨道模拟轮、支座、支撑轴承、从动轮、主轴、弹性加载单元、刚性加载单元、刹车、模拟车轮、待测轴承、实验轴、滑块、压紧弹簧、径向力传感器、径向加载螺栓、底座、变频器、前置放大器、信号采集器、工控机、恢复弹簧、轴向加载螺栓、轴向力传感器、振动位移传感器和转速传感器。该滚动轴承综合加载实验台具备多种轨道加载功能、模拟车轮转弯等功能、径向力与轴向力加载功能、综合数据在线测量监测功能等，综合性强、重复性好、拆装方便。

Description

滚动轴承综合加载实验台

技术领域

本发明属于交通运输领域，涉及一种滚动轴承综合加载实验台。

技术背景

轴承是旋转机械中约束转轴、保证回转精度、减小转动摩擦的核心零部件。在交通运输领域中，例如车轮，其轴承外圈转动、内圈静止，其载荷来源于外部，例如轨道缺陷、接头等，一旦轴承失效则会导致严重的事故，造成巨大的损失。为了更好地研究交通运输用轴承在工作时所承受的各种载荷对轴承工作的各方面影响，急需一种实验台来满足轴承研究要求。

轴承破坏是一个慢变过程，通过试车或实际运行测量的环境复杂，成本极高；开发专用的实验台模拟轨道交通类轴承的载荷和破坏形式非常重要，开发专用的滚动轴承实验台对于轴承工作状态重现、振动磨损模拟、失效诊断等具有重要意义，同时对交通运输用轴承设计、制造、运行和维护有一定的指导作用。

发明内容

本发明针对轨道交通类轴承的故障模拟困难、专用实验台缺乏的问题，提出滚动轴承综合加载实验台。

本发明提供了一种滚动轴承综合加载实验台，包括电动机、主动轮、链条、轨道凸起模拟加载单元、轨道模拟轮、支座、支撑轴承、从动轮、主轴、弹性加载单元、刚性加载单元、刹车、模拟车轮、待测轴承、实验轴、滑块、压紧弹簧、径向力传感器、径向加载螺栓、底座、变频器、前置放大器、信号采集器、工控机、恢复弹簧、轴向加载螺栓、轴向力传感器、振动位移传感器和转速传感器。

所述的滚动轴承综合加载实验台，主轴通过两侧双列的支撑轴承支撑在支座上，支座固定于底座上，从动轮和轨道模拟轮分别套装在主轴上；套装在电动机上的主动轮通过链条驱动从动轮，轨道模拟轮与模拟车轮外切接触；轨道模拟轮圆周上设置有弹性加载单元、刚性加载单元和轨道突起模拟加载单元；刹车固定于底座上，用于模拟车轮的刹车；模拟车轮通过待测轴承安装在不旋转的实验轴之上，在实验轴的轴向方向，一端安装恢复弹簧，另一端安装轴向加载螺栓和轴向力传感器；在实验轴两端的径向方向，分别安装滑块、压紧弹簧、径向力传感器、径向加载螺栓、振动位移传感器、转速传感器，用于径向力的施加和测量，径向振动和转速的测量；变频器连接电动机，实现实验台转速的驱动和调节，前置放大器连接各传感器，用于传感器的供电，信号采集器连接前置放大器和工控机，用于信号的采集、传输和分析。

本发明的有益效果是：

1、实现多种轨道加载功能：轨道模拟轮上有多种加载单元，轨道突起模拟加载单元，用于模拟实际运行中轨道的不平整引起的载荷；弹性加载单元，用于模拟轨道上的积雪、道路上的杂物等；刚性加载单元用于模拟石子、轨道缝隙或路面石子等引起的载荷；

2、模拟车轮转弯等功能：模拟车轮两侧有凸起缘，还原了真实车轮与铁轨的接触构造，通过调整轴向加载螺栓模拟车辆行进中的各种转弯动作；

3、径向力与轴向力加载功能：利用轴向加载螺栓、径向加载螺栓等实现对轴承的轴向力与径向力的加载；

4、综合数据在线测量监测功能：通过振动位移传感器、变频器、转速传感器、前置放大器、信号采集仪、工控机，实现实验器转速控制，并实现各种状态下的振动监测，通过径向力传感器与轴向力传感器实现对各方向载荷的测量，以更精确的控制载荷施加。

综上，本发明具备模拟轨道加载、模拟车轮动作、轴承轴向力和径向力加载、综合数据在线监测等四大功能，综合性强、重复性好、拆装方便。

附图说明

图1是滚动轴承综合加载实验台结构主视图。

图2是滚动轴承综合加载实验台结构俯视图。

图中：1电动机；2主动轮；3链条；4轨道凸起模拟加载单元；

5轨道模拟轮；6支座；7支撑轴承；8从动轮；9主轴；10弹性加载单元；

11刚性加载单元；12刹车；13模拟车轮；14待测轴承；15实验轴；

16滑块；17压紧弹簧；18径向力传感器；19径向加载螺栓；20底座；

21变频器；22前置放大器；23信号采集器；24工控机；25恢复弹簧；

26轴向加载螺栓；27轴向力传感器；28振动位移传感器；29转速传感器。

具体实施方式

如图所示，本发明的滚动轴承综合加载实验台，由电动机1、主动轮2、链条3、轨道凸起模拟加载单元4、轨道模拟轮5、支座6、支撑轴承7、从动轮8、主轴9、弹性加载单元10、刚性加载单元11、刹车12、模拟车轮13、待测轴承14、实验轴15、滑块16、压紧弹簧17、径向力传感器18、径向加载螺栓19、底座20、变频器21、前置放大器22、信号采集器23、工控机24、恢复弹簧25、轴向加载螺栓26、轴向力传感器27、振动位移传感器28、转速传感器29组成；

(1)根据实验要求，选择压紧弹簧17、恢复弹簧25型号，以满足径向力和轴向力加载要求；

(2)根据要求设计并加工实验台各个零部件；

(3)在实验台安装过程中，先将支座6、电动机1、刹车12安装于底座20之上；将主动轮2套装在电动机1上、从动轮8与轨道模拟轮5套装于主轴9上，将双列支撑轴承7安装在主轴9两端，并固定在支座6内，在主动轮2和从动轮8之间安装链条3，并调整电动机1的位置然后固定；将模拟车轮13通过待测轴承14安装在实验轴15上，并一起安放到底座20上；在实验轴15径向依次安装滑块16、压紧弹簧17、径向力传感器18、径向加载螺栓19，在实验轴15一端安装恢复弹簧25，另一端安装轴向力传感器27、轴向加载螺栓26，之后按照要求安装振动位移传感器28、转速传感器29、前置放大器22、信号采集仪23、工控机24、变频器21等。

(3)根据实验要求，调整实验台车轮接触状态、初始载荷等，并进行各项实验；

(4)实验完成后，实验台拆卸过程参考安装过程，以其相反顺序进行。

Claims

1.一种滚动轴承综合加载实验台，包括电动机、主动轮、主轴、底座，其特征在于，该滚动轴承综合加载实验台还包括链条、轨道凸起模拟加载单元、轨道模拟轮、支座、支撑轴承、从动轮、弹性加载单元、刚性加载单元、刹车、模拟车轮、待测轴承、实验轴、滑块、压紧弹簧、径向力传感器、径向加载螺栓、变频器、前置放大器、信号采集器、工控机、恢复弹簧、轴向加载螺栓、轴向力传感器、振动位移传感器和转速传感器；

主轴通过两侧双列的支撑轴承支撑在支座上，支座固定于底座上，从动轮与轨道模拟轮分别套装在主轴上；套装在电动机的主动轮通过链条驱动从动轮，轨道模拟轮与模拟车轮外切接触；轨道模拟轮圆周上设置有弹性加载单元、刚性加载单元和轨道突起模拟加载单元；刹车固定于底座上，用于模拟车轮的刹车；模拟车轮通过待测轴承安装在不旋转的实验轴上，在实验轴的轴向方向，一端安装恢复弹簧，另一端安装轴向加载螺栓和轴向力传感器；在实验轴两端的径向方向，分别安装滑块、压紧弹簧、径向力传感器、径向加载螺栓、振动位移传感器、转速传感器，用于径向力的施加和测量，径向振动和转速的测量；变频器连接电动机，实现实验台转速的驱动和调节，前置放大器连接各传感器，用于传感器的供电，信号采集器连接前置放大器和工控机，用于信号的采集、传输和分析。