CN105865785A - 一种可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械工程回转支承疲劳寿命检测技术领域，具体涉及一种可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，本发明可模拟回转支承正常工作状况，进一步测试回转支承的疲劳寿命。本发明通过在一块与待测回转支承相连接的侧板两端施加不同大小的作用力，从而在待测回转支承处产生弯矩，通过调整施加的两个力的不同组合值来调节出所需要加载的弯矩值，这样就可以在实验回转支承处同时产生弯矩和轴向力。

Description

一种可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机
技术领域
本发明属于机械工程回转支承疲劳寿命检测技术领域，具体涉及一种可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，本发明可模拟回转支承正常工作状况，进一步测试回转支承的疲劳寿命。
背景技术
回转支承又称转盘回转支承，是一种大型特殊滚动回转支承，其被广泛应用于起重机械、吊装设备、风力发电、船舶机械、航空航天等领域。转盘回转支承与普通滚动回转支承结构基本一样，但又有其自身的特点:如结构尺寸较大、能承受几个方面的负荷、转速较低、制造工艺复杂、采用螺栓连接安装等。在承载方式上，普通回转支承主要承受径向力和轴向力，而转盘回转支承则主要承受轴向力、径向力和倾覆力矩，正是由于这种受力特点，目前广泛使用的回转支承疲劳试验机大多只能对待测回转支承施加轴向载荷和径向载荷，通过调整轴向载荷和径向载荷的数值来改变实验回转支承的工作状态，然后测量待测回转支承在各个工作状态下的疲劳寿命。但是有些回转支承的实际工作状态不是只受轴向载荷和径向载荷的，所以目前的疲劳试验机不能有效地模拟回转支承实际工作状态。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机。本发明通过在一块与待测回转支承相连接的侧板两端施加不同大小的作用力，从而在待测回转支承处产生弯矩，通过调整施加的两个力的不同组合值来调节出所需要加载的弯矩值，这样就可以在实验回转支承处同时产生弯矩和轴向力。本发明对待测回转支承施加作用力是通过两个液压千斤顶来实现的，根据实际实验所需要的载荷大小选择合适大小和密封性能的液压系统。本发明将整个装置设计成卧式，一方面节约空间，另一方面便于回转支承运转过程中的润滑。
本发明的技术方案是：一种可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，包括动力装置和传力装置，所述的动力装置包括电动机(1)，调速器(2)，支架(3)，皮带(4)，皮带轮(12)，调速器(2)安装在支架(3)上部，调速器(2)一端与电动机(1)相连接，皮带(4)分别连接调速器(2)的输出轴和皮带轮(12)，其特征在于：所述的传力装置包括两台液压千斤顶(5)，两块侧板(6)，两个待测回转支承(8)，两个固定圆筒(9)，转动圆筒(10)，两块侧板(6)之间分别连接两台液压千斤顶(5)、两个固定圆筒(9)；两个固定圆筒(9)的另一侧分别连接两个待测回转支承(8)，两个待测回转支承(8)通过转动圆筒(10)相互连接，皮带轮(12)固定在转动圆筒(10)上。
根据如上所述的可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，其特征在于：所述的液压千斤顶(5)的头部与侧板(6)采用圆弧形凹槽连接。
根据如上所述的可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，其特征在于：所述的待测回转支承(8)到两台液压千斤顶(5)的距离相等，且在同一平面上。
根据如上所述的可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，其特征在于：它还包括侧板加强筋(7)，所述的侧板加强筋(7)设置在侧板(6)上。
根据如上所述的可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，其特征在于：所述的转动圆筒(10)设有圆筒加强筋。
根据如上所述的可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，其特征在于：所述的皮带轮(12)为齿形皮带轮，其分成两半制作的，然后焊接到转动圆筒(10)上边。
本发明的有益效果是：可同时施加轴向载荷和弯矩，以模拟实际工作中承受弯矩和轴向力的回转支承；待测回转支承是通过螺栓安装在整个试验机上的，当更换待测回转支承时只需拆下螺栓即可，简单方便；通过同时更换与待测回转支承相连的部件，就可以检测这一系列回转支承型号的疲劳寿命，并且这些部件也是通过螺栓与其他部件相连的，因此可以简单方便地更换不同型号的待测回转支承；回转支承寿命信号检测部分的加速度传感器通过在与回转支承外圈相连的刚性零件上钻孔固定，这样使对震动的检测更加准确、方便。
附图说明
图1为本试验装置三维原理图；
图2为本疲劳试验机的部分俯视图。
图中标记为：电动机1，调速器2，支架3，皮带4，液压千斤顶5，侧板6，侧板加强筋7，待测回转支承8，固定圆筒9、转动圆筒10，螺栓11、皮带轮12。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步。
如图1所示，本发明的回转支承疲劳试验机包括动力装置和传力装置，其整体为卧式结构。本发明的动力装置包括电动机1，调速器2，支架3，皮带4，皮带轮12，调速器2安装在支架3上部，调速器2一端与电动机1相连接，皮带4分别连接调速器2的输出轴和皮带轮12，皮带轮12固定在转动圆筒10上。
如图1、图2所示，本发明的传力装置包括两台液压千斤顶5，两块侧板6，侧板加强筋7，两个待测回转支承8，两个固定圆筒9，转动圆筒10，螺栓11。两块侧板6之间分别通过螺栓连接两台液压千斤顶5、两个固定圆筒9；两个固定圆筒9的另一侧分别连接两个待测回转支承8，两个待测回转支承8通过转动圆筒10相互连接，皮带轮12固定在转动圆筒10上。本发明中两个待测回转支承8，两个固定圆筒9，转动圆筒10组成主要测试部件，被测试部件设在在两台液压千斤顶5之间。本发明的被测试部件最好到两台液压千斤顶5的距离相等或相近，且在同一平面上，这样使本发明装置施加的轴向力和弯矩更加可控。本发明的侧板6上最好增设侧板加强筋7，转动圆筒10上最好也增设圆筒加强筋，在实际工作中，该两处承受的力较大。为了便于设备的更换，本发明中所有的连接固定处最好用螺栓11，便于快速安装拆卸。
本发明中，液压千斤顶5底座通过螺栓固定在一个侧板6上，液压千斤顶5的头部顶在另一侧板6上，为使千斤顶头部位置不移动，液压千斤顶5的头部与侧板6最好采用圆弧形凹槽连接。如侧板6上边有一圆弧形凹槽，液压千斤顶5的头部制作为圆弧形，或液压千斤顶5的头部上边有一圆弧形凹槽，侧板6制作为圆弧形。这样可以有效地减少施加作用力后，侧板6变形引起的应力集中。
本发明的皮带轮12可以为齿形皮带轮，其分成两半制作的，然后焊接到转动圆筒10上边。根据调速器2的小带轮和皮带轮12之间的轴间距来确定所需皮带4的长度和支架3的高度，然后把电动机1和调速器2固定在支架3上边。
本发明可以同时对待测回转支承8施加轴向力和弯矩，且可更换一系列不同型号的待测回转支承的疲劳试验机。待测回转支承8的润滑是通过回转支承外圈上的注油孔完成的，回转支承寿命的检测是通过与回转支承外圈相连的法兰盘上钻孔放置的加速度传感器等检测的。本发明根据待测回转支承8的具体尺寸设计固定回转支承的固定圆筒9和转动圆筒10的外形尺寸，本发明的液压千斤顶5也可以为其他的千斤顶，只要能提供足够的推力即可。
本发明的工作过程是：在回转支承寿命测试实验实施时，选定一组轴向力和弯矩数值，因液压千斤顶5可以在两个侧板6间产生推力，根据作用力与反作用力，两待测回转支承8都会受到同样大小的轴向力，又因为液压千斤顶5作用力与待测回转支承8中心有一定距离，这样就可以在待测回转支承8处产生弯矩，通过简单计算就可以得到每个千斤顶应该施加多大的作用力，通过调节液压千斤顶5的溢流阀压力就可得到所需要施加的作用力，这样就可以根据待测回转支承施加的轴向力和弯矩，通过计算确定每个千斤顶上的作用力，然后调节后得到需要的作用力大小。在测试过程中，本发明的动力装置可根据要求带动转动圆筒10进行转动。
实验过程中，可以根据需要给待测回转支承8注油润滑，用传感器和计算机检测回转支承8使用情况，及时发现疲劳故障。当需要更换待测回转支承8时，只需要将与待测回转支承8连接的圆筒拆下，然后装上新实验的待测回转支承8与圆筒连接即可，因这些都是通过螺栓11连接，拆装简单方便。当要更换为一系列回转支承中的另外一种时，与待测回转支承8相连的两个圆筒需要重新制作，使其大小和螺栓孔位置与待测回转支承8相匹配，然后将重新制作的圆筒依次安装到整个设备中，这样就实现了对不同型号回转支承的检测。

Claims (6)

1.一种可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，包括动力装置和传力装置，所述的动力装置包括电动机(1)，调速器(2)，支架(3)，皮带(4)，皮带轮(12)，调速器(2)安装在支架(3)上部，调速器(2)一端与电动机(1)相连接，皮带(4)分别连接调速器(2)的输出轴和皮带轮(12)，其特征在于：所述的传力装置包括两台液压千斤顶(5)，两块侧板(6)，两个待测回转支承(8)，两个固定圆筒(9)，转动圆筒(10)，两块侧板(6)之间分别连接两台液压千斤顶(5)、两个固定圆筒(9)；两个固定圆筒(9)的另一侧分别连接两个待测回转支承(8)，两个待测回转支承(8)通过转动圆筒(10)相互连接，皮带轮(12)固定在转动圆筒(10)上。
2.根据权利要求1所述的可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，其特征在于：所述的液压千斤顶(5)的头部与侧板(6)采用圆弧形凹槽连接。
3.根据权利要求1所述的可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，其特征在于：所述的待测回转支承(8)到两台液压千斤顶(5)的距离相等，且在同一平面上。
4.根据权利要求1、2或3所述的任一种可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，其特征在于：它还包括侧板加强筋(7)，所述的侧板加强筋(7)设置在侧板(6)上。
5.根据权利要求1、2或3所述的任一种可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，其特征在于：所述的转动圆筒(10)设有圆筒加强筋。
6.根据权利要求1、2或3所述的任一种可施加轴向力和弯矩的回转支承疲劳试验机，其特征在于：所述的皮带轮(12)为齿形皮带轮，其分成两半制作的，然后焊接到转动圆筒(10)上边。
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