CN105547697A - 一种超高速滚动轴承性能测试仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高速滚动轴承性能测试仪，包括空气轴承电主轴、支架、油气发生器、冷干机、空气压缩机、气压站、轴向电磁阀、轴向力传感器、轴向加载气缸、试验力测试系统、径向电磁阀、径向力传感器、径向加载气缸、振动传感器、力矩传感器、温度传感器、油气室、试验滚动轴承、轴向加载气垫、径向加载气垫和轴承套。本发明超高速滚动轴承性能测试仪采用了非接触式的试验力加载技术，在超高速工况下，非接触式的加载技术不会影响轴承的回转精度以及各项综合性能，试验所测数据能够真实地反应轴承的摩擦力矩、极限转速、工作温升、使用寿命和振动特性性能。

Description

一种超高速滚动轴承性能测试仪
技术领域
本发明属于机械工程领域，尤其涉及一种超高速滚动轴承性能测试仪。
背景技术
滚动轴承的性能试验主要测试轴承的摩擦力矩、极限转速、工作温升、使用寿命和振动特性等参数，传统的测试方法多采用接触式的试验力加载方式，比如：液压缸加载、弹簧加载等。这类加载方式通常只是用于低转速的轴承性能试验。当轴承转速较高时，这些接触式的加载方式将会影响到轴承的回转精度、温升以及振动特性等一系列轴承性能。
发明内容
发明目的：为克服现有技术不足，本发明旨于提供一种超高速滚动轴承性能测试仪。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种超高速滚动轴承性能测试仪，包括空气轴承电主轴、支架、油气发生器、冷干机、空气压缩机、气压站、轴向电磁阀、轴向力传感器、轴向加载气缸、试验力测试系统、径向电磁阀、径向力传感器、径向加载气缸、振动传感器、力矩传感器、温度传感器、油气室、试验滚动轴承、轴向加载气垫、径向加载气垫和轴承套，所述空气轴承电主轴设在支架上，试验滚动轴承设在空气轴承电主轴的轴端，试验滚动轴承的外部设有轴承套，油气室设在轴承套内的试验滚动轴承上端外周，油气室的油气出口与滚动轴承的滚动体相通；温度传感器设在油气室和滚动轴承之间；力矩传感器和振动传感器设在试验滚动轴承的一侧，且振动传感器设在轴承套外壁，径向加载气垫、径向力传感器和径向加载气缸由内到外顺次连接在试验滚动轴承的另一侧，轴向加载气垫、轴向力传感器和轴向加载气缸由上至下顺次连接在试验滚动轴承的下端，轴承套通过径向加载气垫和轴向加载气垫联合支承；油气发生器、冷干机、空气压缩机、气压站、轴向电磁阀、试验力测试系统和径向电磁阀顺次连接在支架外围，且油气发生器与油气室相通，轴向电磁阀还与轴向加载气缸相通，径向电磁阀还分别与径向加载气缸、气压站相通。
工作原理：本发明超高速滚动轴承性能测试仪中所需的压缩空气由空气压缩机提供，由空气压缩机流出的压缩空气依次流经冷干机和油气发生器，所产生的油气混合流体进入油气室，从而对试验滚动轴承进行油气润滑；同时，由压缩空气机提供的压缩空气流经气压站，一部分经过轴向电磁阀进入轴向加载气缸，用于提供轴向试验力；一部分经过径向电磁阀进入径向加载气缸，用于提供径向试验力，同时试验力测试系统还与径向电磁阀和轴向电磁阀连接，形成试验力闭环控制系统，用于实时调整试验力的大小。
所述试验力测试系统上还设有A1、A2端口，轴向力传感器和径向力传感器分别与A1、A2端口连接，用于采集轴向试验力和径向试验力。
所述试验力测试系统上还设有A3端口，用于输入预紧力。
所述支架外围还设有轴承性能测试系统，所述轴承性能测试系统分别与轴向力传感器、径向力传感器、振动传感器、力矩传感器、温度传感器相接，能通过采集传感器的数据来分析试验滚动轴承的极限转速、使用寿命、振动特性、摩擦力矩和工作温升性能。
所述冷干机内设有过滤器，能过滤杂质，防止油路堵塞。
本发明未提及的技术均为现有技术。
有益效果：本发明超高速滚动轴承性能测试仪采用了非接触式的试验力加载技术，在超高速工况下，非接触式的加载技术不会影响轴承的回转精度以及各项综合性能，试验所测数据能够真实地反应轴承的摩擦力矩、极限转速、工作温升、使用寿命和振动特性性能。
附图说明
图1为本发明超高速滚动轴承性能测试仪结构示意图；
图中，主轴1、支架2、油气发生器3、冷干机4、空气压缩机5、气压站6、轴向电磁阀7、试验力测试系统8、径向电磁阀9、径向力传感器10、轴向力传感器11、径向加载气缸12、轴向加载气缸13、振动传感器14、力矩传感器15、温度传感器16、油气室17、试验滚动轴承18、轴向加载气垫19、径向加载气垫20、轴承套21、轴承性能测试系统22。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图1所示，一种超高速滚动轴承性能测试仪，包括空气轴承电主轴1、支架2、油气发生器3、冷干机4、空气压缩机5、气压站6、轴向电磁阀7、轴向力传感器11、轴向加载气缸13、试验力测试系统8、径向电磁阀9、径向力传感器10、径向加载气缸12、振动传感器14、力矩传感器15、温度传感器16、油气室17、试验滚动轴承18、轴向加载气垫19、径向加载气垫20和轴承套21，空气轴承电主轴1设在支架2上，试验滚动轴承18设在空气轴承电主轴1的轴端，试验滚动轴承18的外部设有轴承套21，油气室17设在轴承套21内的试验滚动轴承18上端外周，油气室17的油气出口与滚动轴承的滚动体相通；温度传感器16设在油气室17和滚动轴承之间；力矩传感器15和振动传感器14设在试验滚动轴承18的一侧，且振动传感器14设在轴承套21外壁，径向加载气垫20、径向力传感器10和径向加载气缸12由内到外顺次连接在试验滚动轴承18的另一侧，轴向加载气垫19、轴向力传感器11和轴向加载气缸13由上至下顺次连接在试验滚动轴承18的下端，轴承套21通过径向加载气垫20和轴向加载气垫19联合支承；油气发生器3、冷干机4、空气压缩机5、气压站6、轴向电磁阀7、试验力测试系统8和径向电磁阀9顺次连接在支架2外围，且油气发生器3与油气室17相通，轴向电磁阀7还与轴向加载气缸13相通，径向电磁阀9还分别与径向加载气缸12、气压站6相通；试验力测试系统8上还设有A1、A2、A3端口，轴向力传感器11和径向力传感器10分别与A1、A2端口连接，用于采集轴向试验力和径向试验力；A3端口用于输入预紧力；支架2外围还设有轴承性能测试系统22，轴承性能测试系统22分别与轴向力传感器11、径向力传感器10、振动传感器14、力矩传感器15、温度传感器16相接；冷干机4内设有过滤器。
本发明超高速滚动轴承性能测试仪中所需的压缩空气由空气压缩机5提供，由空气压缩机5流出的压缩空气依次流经冷干机4和油气发生器3，所产生的油气混合流体进入油气室17，从而对试验滚动轴承18进行油气润滑；同时，由压缩空气机提供的压缩空气流经气压站6，一部分经过轴向电磁阀7进入轴向加载气缸13，用于提供轴向试验力；一部分经过径向电磁阀9进入径向加载气缸12，用于提供径向试验力，同时试验力测试系统8还与径向电磁阀9和轴向电磁阀7连接，形成试验力闭环控制系统，用于实时调整试验力的大小；轴承性能测试系统22通过采集轴向力传感器11、径向力传感器10、振动传感器14、力矩传感器15和温度传感器16的数据来分析试验滚动轴承18的极限转速、使用寿命、振动特性、摩擦力矩和工作温升性能。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对各设施位置进行调整，这些调整也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种超高速滚动轴承性能测试仪，其特征在于：包括空气轴承电主轴(1)、支架(2)、油气发生器(3)、冷干机(4)、空气压缩机(5)、气压站(6)、轴向电磁阀(7)、轴向力传感器(11)、轴向加载气缸(13)、试验力测试系统(8)、径向电磁阀(9)、径向力传感器(10)、径向加载气缸(12)、振动传感器(14)、力矩传感器(15)、温度传感器(16)、油气室(17)、试验滚动轴承(18)、轴向加载气垫(19)、径向加载气垫(20)和轴承套(21)，所述空气轴承电主轴(1)设在支架(2)上，试验滚动轴承(18)设在空气轴承电主轴(1)的轴端，试验滚动轴承(18)的外部设有轴承套(21)，油气室(17)设在轴承套(21)内的试验滚动轴承(18)上端外周，油气室(17)的油气出口与滚动轴承的滚动体相通；温度传感器(16)设在油气室(17)和滚动轴承之间；力矩传感器(15)和振动传感器(14)设在试验滚动轴承(18)的一侧，且振动传感器(14)设在轴承套(21)外壁，径向加载气垫(20)、径向力传感器(10)和径向加载气缸(12)由内到外顺次连接在试验滚动轴承(18)的另一侧，轴向加载气垫(19)、轴向力传感器(11)和轴向加载气缸(13)由上至下顺次连接在试验滚动轴承(18)的下端，轴承套(21)通过径向加载气垫(20)和轴向加载气垫(19)联合支承；油气发生器(3)、冷干机(4)、空气压缩机(5)、气压站(6)、轴向电磁阀(7)、试验力测试系统(8)和径向电磁阀(9)顺次连接在支架(2)外围，且油气发生器(3)与油气室(17)相通，轴向电磁阀(7)还与轴向加载气缸(13)相通，径向电磁阀(9)还分别与径向加载气缸(12)、气压站(6)相通。
2.如权利要求1所述的超高速滚动轴承性能测试仪，其特征在于：所述试验力测试系统(8)上还设有A1、A2端口，轴向力传感器(11)和径向力传感器(10)分别与A1、A2端口连接。
3.如权利要求2所述的超高速滚动轴承性能测试仪，其特征在于：所述试验力测试系统(8)上还设有A3端口。
4.如权利要求1-3任意一项所述的超高速滚动轴承性能测试仪，其特征在于：所述支架(2)外围还设有轴承性能测试系统(22)，所述轴承性能测试系统(22)分别与轴向力传感器(11)、径向力传感器(10)、振动传感器(14)、力矩传感器(15)、温度传感器(16)相接。
5.如权利要求4所述的超高速滚动轴承性能测试仪，其特征在于：所述冷干机(4)内设有过滤器。
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