CN106769043A - 一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承轴承试验方法 - Google Patents
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Abstract
一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承试验方法,试验方法用到试验装置由内圈转子轴、第一轴向加载轴承、第一轴向加载装置、径向加载轴承、径向加载装置、外圈转子轴、第二轴向加载轴承、第二轴向加载装置、陪试轴承、传感器安装架和非接触式传感器组构成。试验时内圈转子轴和外圈转子轴做同向同速、同向异速、反向同速或者反向异速转动;第一轴向加载装置通过第一轴向加载轴承向试验轴承内圈施加轴向载荷,第二轴向加载装置通过第二轴向加载轴承外圈施加向试验轴向施加载荷;径向加载装置通过径向加载轴承向试验轴承施加径向载荷;内圈非接触式传感器组对试验轴承的运行状态进行监测。本发明提供一种能够使轴承内外圈同时转动的轴承试验方法。
Description
技术领域
本发明涉及轴承试验技术领域,具体的说是一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承试验方法。
背景技术
轴承是应用广泛的核心机械基础件,广泛应用于国民经济和国防事业各个领域,在国民经济中轴承被称为“工业的关节”。轴承作为一种标准化、专业化程度极高的产品,工况条件复杂,有时候即使外形做得一样甚至精度做得很高也不见得能达到实际要求,必须有一些特殊的检测试验设备模拟工况进行试验才能考核其是否达到所需的技术要求。因此在轴承的研发过程中,对轴承的试验是非常重要的一个环节。
现有技术中的轴承试验方法大概可以分为三大类。一是内圈旋转而外圈固定的试验方法,因为普通轴承的工作模式大多数都是内圈旋转外圈固定,所以现有的多数轴承试验机均采用该试验方法;二是内圈固定而外圈转动的试验方法,如中国专利“CN201010254885.X”公开了一种“外圈旋转内圈固定的滚动轴承模拟试验方法”,重点通过速度和径向载荷两个方面对轴承进行试验;三是内圈和外圈同时转动的试验方法,如对航空发动机的中介轴承进行试验,但是因为这类轴承数量较少,而且设计难度和试验难度都比较高,因此现有技术中针对这类轴承的试验方法及试验机都比较少。
发明内容
为了解决现有技术中的不足,本发明提供一种可以使轴承的内外圈同时进行高速转动的滚动轴承试验方法,特别适用于对角接触轴承进行试验。
为了实现上述目的,本发明采用的具体方案为:
一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承试验方法,用于该试验方法的试验装置包括内圈轴系和外圈轴系;所述内圈轴系包括内圈转子轴,内圈转子轴的两端分别为试验端和轴向加载端,在轴向加载端上套设有第一轴向加载轴承,试验端上套设有试验轴承,所述第一轴向加载轴承和试验轴承之间还设置有径向加载轴承;所述第一轴向加载轴承远离试验轴承的一侧设置有第一轴向加载装置,所述径向加载轴承的上方设置有径向加载装置;所述外圈轴系包括外圈转子轴,外圈转子轴的两端分别为试验端和轴向加载端,试验端与试验轴承的外圈固定连接,轴向加载端上套设有第二轴向加载轴承,所述第二轴向加载轴承和试验轴承之间还设置有陪试轴承;所述陪试轴承的外圈通过陪试轴承座固定,在陪试轴承座上设置有传感器安装架,在传感器安装架上设置有用于非接触式传感器组;所述第二轴向加载轴承远离试验轴承的一侧设置有第二轴向加载装置;所述试验装置还包括控制装置和为各个轴承提供润滑油的润滑系统,所述第一轴向加载装置、第二轴向加载装置、径向加载装置、两个变频电机和润滑系统均与控制装置相连接,控制装置上设置有用于设置和调整试验参数的操作界面;所述内圈转子轴和外圈转子轴的轴向加载端还分别通过联轴器与变频电机连接;
所述试验方法的具体步骤为:
步骤一、根据试验需求,设定试验载荷谱,试验载荷谱包括内圈转速、外圈转速、润滑油油量、供油温度、试验时间、径向加载力、轴向加载力七个参数;
步骤二、根据试验载荷谱,在控制装置的操作界面上设置各个参数以及变频电机的转向,先启动润滑系统,然后启动变频电机;
步骤三、两个变频电机分别驱动内圈转子轴和外圈转子轴旋转,进而带动试验轴承的内圈和外圈同时转动,控制装置根据试验载荷谱分别自动调整第一轴向加载装置和第二轴向加载装置的输出载荷,第一轴向加载装置向第一轴向加载轴承施加载荷并通过内圈转子轴传至试验轴承的内圈,第二轴向加载装置向第二轴向加载轴承施加轴向载荷并通过外圈转子轴传至试验轴承的外圈;
步骤四、控制装置根据试验载荷谱调整径向加载装置的输出载荷,径向加载装置向径向加载轴承施加径向载荷并通过内圈转子轴传动至试验轴承的内圈;
步骤五、通过非接触式传感器组对试验轴承的运行状态进行监测;
步骤六、试验载荷谱的所有参数试验完毕后,关闭变频电机,内圈转子轴和外圈转子轴停止转动,试验结束。
所述第一轴向加载轴承和第二轴向加载轴承为角接触轴承,所述径向加载轴承和陪试轴承为圆柱滚子轴承。
所述第一轴向加载装置和第二轴向加载装置施加的轴向载荷沿试验轴承的圆周方向均匀分布。
所述两个变频电机分别通过联轴器驱动内圈转子轴和外圈转子轴做同向同速、同向异速、反向同速或者反向异速的旋转。
所述非接触式传感器组由两个温度传感器、一个振动传感器和一个噪声传感器组成,两个温度传感器分别用于监测试验轴承内圈和外圈的温度。所述温度传感器为红外温度传感器,振动传感器为电涡流式振动传感器,噪声传感器为电容式拾音器。
有益效果:
1、轴承的内圈和外圈同时转动,根据试验需求可以调整变频电机,使内圈和外圈做同向同速、同向异速、反向同速或者反向异速转动,以满足不同轴承要求的试验;
2、采用双侧轴向加载,可以选择单向加载或者双向加载的方式,选用单向加载的时候,即有一个转子轴轴向加载,另一个转子轴不加载,不加载的转子轴可以选择转动或不转动,这样可以适应多种轴承试验工况要求,选用双向加载的时候,可以对轴承的内圈和外圈同时转动的工况进行试验;
3、轴向加载装置通过转子轴向试验轴承施加轴向载荷,与现有技术中常用的通过连接装置直接向试验轴承施加载荷相比,简化了装置结构,还能避免连接装置对试验轴承的转动产生影响;
4、优化了各部分的位置关系,在保障试验轴承有效加载的同时,改善了陪试轴承、径向加载轴承的受力。
附图说明
图1是试验装置结构示意图。
附图标记:1、内圈转子轴,2、第一轴向加载装置,3、第一轴向加载轴承,4、径向加载轴承,5、试验轴承,6、陪试轴承,7、外圈转子轴,8、第二轴向加载轴承,9、第二轴向加载装置,10、径向加载装置,11、非接触式传感器组,12、传感器安装架,13、联轴器,14、变频电机。
具体实施方式
下面根据附图具体说明本发明的实施方式。
一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承试验方法,用于该试验方法的试验装置包括内圈轴系和外圈轴系;所述内圈轴系包括内圈转子轴1,内圈转子轴1的两端分别为试验端和轴向加载端,在轴向加载端上套设有第一轴向加载轴承3,试验端上套设有试验轴承5,所述第一轴向加载轴承3和试验轴承5之间还设置有径向加载轴承4;所述第一轴向加载轴承3远离试验轴承5的一侧设置有第一轴向加载装置2,所述径向加载轴承4的上方设置有径向加载装置10;所述外圈轴系包括外圈转子轴7,外圈转子轴7的两端分别为试验端和轴向加载端,试验端与试验轴承5的外圈固定连接,轴向加载端上套设有第二轴向加载轴承8,所述第二轴向加载轴承8和试验轴承5之间还设置有陪试轴承6;所述陪试轴承6的外圈通过陪试轴承座固定,在陪试轴承座上设置有传感器安装架12,在传感器安装架12上设置有用于非接触式传感器组11;所述第二轴向加载轴承8远离试验轴承5的一侧设置有第二轴向加载装置9。两个轴向加载轴承还同时起到支承转子轴的作用。
因为径向加载轴承4和陪试轴承6都无需承受轴向载荷,作为一种优选方案,所述径向加载轴承4和陪试轴承6为圆柱滚子轴承。同样的,因为第一轴向加载轴承3和第二轴向加载轴承8需要承受轴向载荷,作为一种优选方案,所述第一轴向加载轴承3和第二轴向加载轴承8为角接触轴承。
为了使试验过程中,轴承不会因为载荷分布不均对高速试验结果造成不好的影响,因此所述第一轴向加载装置2和第二轴向加载装置9输出的轴向载荷沿试验轴承5的圆周方向均匀分布。
所述试验装置还包括控制装置和为各个轴承提供润滑油的润滑系统,所述第一轴向加载装置2、第二轴向加载装置9、径向加载装置10、两个变频电机14和润滑系统均与控制装置相连接,控制装置上设置有用于调整试验参数的操作界面。
所述两个变频电机14分别通过联轴器13驱动内圈转子轴1和外圈转子轴7做同向同速、同向异速、反向同速或者反向异速的旋转。提供多种旋转方式,能够满足不同试验轴承5的试验需求。
所述非接触式传感器组11由两个温度传感器、一个振动传感器和一个噪声传感器组成,两个温度传感器分别用于监测试验轴承5内圈和外圈的温度。所述温度传感器为红外温度传感器,振动传感器为电涡流式振动传感器,噪声传感器为电容式拾音器。
为了实时监测各个部件的工作情况,避免设备故障,在轴向加载装置等关键部件上均设置有感应装置,用于监测温度或者振动等参数。
各个部件的位置关系如下:
取内圈转子轴1与联轴器13相连处为a点、第一轴向加载轴承2为A点、径向加载轴承4为B点、试验轴承5为F点、陪试轴承6为C点、第二轴向加载轴承8为D点、外圈转子轴7与联轴器13相连处为a’点,则各部分的位置关系可表示为:
BF=CF、AB=CD、aF=Da’,BF/AB=CF/CD=5.25,AB/aA=CD/Da’=2.47。
经过试验,如上所述的优化的轴系设置,能够在保障试验轴承有效加载的同时,改善陪试轴承、径向加载轴承的受力,可以延长整个装置的使用寿命。
所述试验方法的具体步骤为:
步骤一、根据试验需求,设定试验载荷谱,试验载荷谱共有内圈转速、外圈转速、轴向载荷、径向载荷、供油温度、试验时间和润滑油油量等七个参数;
步骤二、根据试验载荷谱,在控制装置的操作界面上设置各个参数以及变频电机14的转向,先启动润滑系统,然后启动变频电机14;
步骤二、两个变频电机14分别驱动内圈转子轴1和外圈转子轴7旋转,进而带动试验轴承的内圈和外圈同时转动,控制装置根据试验载荷谱分别自动调整第一轴向加载装置2和第二轴向加载装置9的输出载荷,第一轴向加载装置2向第一轴向加载轴承3施加载荷并通过内圈转子轴1传至试验轴承5的内圈,第二轴向加载装置9向第二轴向加载轴承8施加轴向载荷并通过外圈转子轴7传至试验轴承5的外圈;
步骤三、根据转速,调整径向加载装置10的输出载荷,径向加载装置10向径向加载轴承4施加径向载荷并通过内圈转子轴1传动至试验轴承5的内圈;
步骤四、通过非接触式传感器组11对试验轴承5的运行状态进行监测,通过各个部件上设置的感应装置对各部件进行监测;
步骤五、关闭变频电机14,内圈转子轴1和外圈转子轴7停止转动,试验结束。
在本发明的其它实施例中,可以选择单向轴向加载的试验方式,只启动一个转子轴,对试验轴承的内圈或者外圈进行单独试验。此时,要使另一端的轴向加载装置保持固定,以防止单向载荷对另一端的驱动电机14的转子产生作用而导致发生损坏。
Claims (6)
1.一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承试验方法,其特征在于:用于该试验方法的试验装置包括内圈轴系和外圈轴系;
所述内圈轴系包括内圈转子轴(1),内圈转子轴(1)的两端分别为试验端和轴向加载端,在轴向加载端上套设有第一轴向加载轴承(3),试验端上套设有试验轴承(5),所述第一轴向加载轴承(3)和试验轴承(5)之间还设置有径向加载轴承(4);所述第一轴向加载轴承(3)远离试验轴承(5)的一侧设置有第一轴向加载装置(2),所述径向加载轴承(4)的上方设置有径向加载装置(10);
所述外圈轴系包括外圈转子轴(7),外圈转子轴(7)的两端分别为试验端和轴向加载端,试验端与试验轴承(5)的外圈固定连接,轴向加载端上套设有第二轴向加载轴承(8),所述第二轴向加载轴承(8)和试验轴承(5)之间还设置有陪试轴承(6);所述陪试轴承(6)的外圈通过陪试轴承座固定,在陪试轴承座上设置有传感器安装架(12),在传感器安装架(12)上设置有用于非接触式传感器组(11);所述第二轴向加载轴承(8)远离试验轴承(5)的一侧设置有第二轴向加载装置(9);
所述试验装置还包括控制装置和为各个轴承提供润滑油的润滑系统,所述第一轴向加载装置(2)、第二轴向加载装置(9)、径向加载装置(10)、两个变频电机(14)和润滑系统均与控制装置相连接,控制装置上设置有用于设置和调整试验参数的操作界面;
所述内圈转子轴(1)和外圈转子轴(7)的轴向加载端还分别通过联轴器(13)与变频电机(14)连接;
所述试验方法的具体步骤为:
步骤一、根据试验需求,设定试验载荷谱,试验载荷谱包括内圈转速、外圈转速、润滑油油量、供油温度、试验时间、径向加载力、轴向加载力七个参数;
步骤二、根据试验载荷谱,在控制装置的操作界面上设置各个参数以及变频电机(14)的转向,先启动润滑系统,然后启动变频电机(14);
步骤二、两个变频电机(14)分别驱动内圈转子轴(1)和外圈转子轴(7)旋转,进而带动试验轴承的内圈和外圈同时转动,控制装置根据试验载荷谱分别自动调整第一轴向加载装置(2)和第二轴向加载装置(9)的输出载荷,第一轴向加载装置(2)向第一轴向加载轴承(3)施加载荷并通过内圈转子轴(1)传至试验轴承(5)的内圈,第二轴向加载装置(9)向第二轴向加载轴承(8)施加轴向载荷并通过外圈转子轴(7)传至试验轴承(5)的外圈;
步骤三、控制装置根据试验载荷谱调整径向加载装置(10)的输出载荷,径向加载装置(10)向径向加载轴承(4)施加径向载荷并通过内圈转子轴(1)传动至试验轴承(5)的内圈;
步骤四、通过非接触式传感器组(11)对试验轴承(5)的运行状态进行监测;
步骤五、试验载荷谱的所有参数试验完毕后,关闭变频电机(14),内圈转子轴(1)和外圈转子轴(7)停止转动,试验结束。
2.如权利要求1所述的一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承试验方法,其特征在于:所述第一轴向加载轴承(3)和第二轴向加载轴承(8)为角接触轴承,所述径向加载轴承(4)和陪试轴承(6)为圆柱滚子轴承。
3.如权利要求1所述的一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承试验方法,其特征在于:所述第一轴向加载装置(2)和第二轴向加载装置(9)施加的轴向载荷沿试验轴承(5)的圆周方向均匀分布。
4.如权利要求1所述的一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承试验方法,其特征在于:所述两个变频电机(14)分别通过联轴器驱动内圈转子轴(1)和外圈转子轴(7)做同向同速、同向异速、反向同速或者反向异速的旋转。
5.如权利要求1所述的一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承试验方法,其特征在于:所述非接触式传感器组(11)由两个温度传感器、一个振动传感器和一个噪声传感器组成,两个温度传感器分别用于监测试验轴承(5)内圈和外圈的温度。
6.如权利要求5所述的一种内圈和外圈同时转动的角接触轴承试验方法,其特征在于:所述温度传感器为红外温度传感器,振动传感器为电涡流式振动传感器,噪声传感器为电容式拾音器。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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