CN108387374A - 一种角接触轴承润滑性能试验机 - Google Patents
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Abstract
一种角接触轴承润滑性能试验机，包括机体、电主轴、主轴、轴承座和轴承压盖，两个试验轴承分别安装在主轴的轴承座内，轴承压盖通过周向均匀设置的安装孔安装在轴承座的一侧；轴承压盖内设有多个径向孔道，以根据试验需要向试验轴承提供稀油润滑或油气润滑介质，多个径向孔道彼此之间的夹角互不相等、且所述夹角均不等于两个相邻安装孔之间的夹角；其中一个轴承压盖的内缘设有缺口，与供油设备连接的可调式喷嘴通过该缺口以不同喷射角度和喷射距离为试验轴承提供油气润滑。本发明可以在采用不同润滑介质时，在不同喷射位置以及相对轴承的不同喷射距离及喷射角度的情况下，完成对轴承润滑性能的试验，为轴承研发、设计、制造及使用提供一个平台。
Description
技术领域
本发明属于轴承试验机设计应用领域，具体涉及角接触轴承润滑性能试验机。
背景技术
轴承是机械设备中的重要关键基础零部件，其性能的优劣影响着整机的功能、可靠性及寿命。在轴承的设计开发和生产制造过程中必须对轴承做相应模拟工况的验证，为研究、设计、制造和使用提供依据。润滑是影响轴承工作性能及寿命重要因素之一，同一轴承采用不同的润滑方式以及同一润滑方式下不同润滑参数条件对其工作性能及寿命的影响都有着很大的差别。现有的轴承试验机所能提供的润滑方式单一且多为固定式，很难满足或无法满足在试验过程中对润滑方式和润滑参数的调整。
发明内容
本发明的目的是提供一种角接触轴承润滑性能试验机，可以在采用稀油润滑或油气润滑时，在不同喷射位置以及喷嘴在相对于轴承的不同喷射距离及喷射角度的情况下，完成对轴承润滑性能的试验。
为了解决上述技术问题，实现发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种角接触轴承润滑性能试验机，包括机体、电主轴、主轴、轴承座和环形结构的轴承压盖，电主轴通过联轴器带动机体内的主轴转动，试验轴承设置两个，分别安装在主轴上的轴承座内，随主轴转动，轴承压盖通过周向均匀设置的安装孔安装在轴承座的一侧；所述的轴承压盖内设有多个径向孔道作为润滑油通道，以根据试验需要向试验轴承提供稀油润滑或油气润滑介质，多个径向孔道彼此之间的夹角互不相等、且所述夹角均不等于两个相邻安装孔之间的夹角；
在其中一个轴承压盖的内缘设置缺口，与供油设备连接的可调式喷嘴通过该缺口以不同喷射角度和喷射距离为该轴承压盖内侧的试验轴承提供油气润滑。
所述径向孔道包括相连通的润滑油输入通道和润滑油输出通道，润滑油输入通道垂直于所在轴承压盖的轴线，润滑油输出通道和所在轴承压盖的轴线之间呈30°夹角，润滑油输出通道的开口朝向试验轴承的内圈滚道外侧。
所述轴承压盖上径向孔道设置为三个、安装孔设置六个，并且三个径向孔道彼此之间夹角为115°、120°、125°，相邻安装孔之间夹角为60°。
所述的缺口设有相对称的两个，可调式喷嘴通过其中一个缺口对试验轴承喷射润滑介质，安装在机体上的测温装置通过另一个缺口对试验轴承的温度进行测量。
所述测温装置采用红外温度传感器。
与设有缺口的轴承压盖相对的另一轴承压盖上设有多个轴向加载孔，并在轴向加载孔内设有轴向加载柱销，轴向加载柱销的一端与试验轴承外圈相接触，另一端与设置在轴承座一侧的轴向加载油缸相接触，由轴向加载油缸通过轴向加载柱销对试验轴承进行轴向预紧或轴向加载调节。
所述轴向加载孔设有三个，且位于同一圆周上，相邻两个轴向加载孔夹角均为120°。
该试验机还设有径向加载装置，径向加载装置通过对主轴施力对试验轴承进行定量的径向加载。
进一步的，所述的径向加载装置包括手轮、径向加载锁紧手柄、加载支撑架、径向加载杆、弹簧座、弹簧、压力传感器和滚轮，加载支撑架通过螺钉安装在轴承座上，径向加载杆采用螺纹连接安装在加载支撑架上，径向加载杆两端分别安装弹簧和手轮，弹簧以及用以固定弹簧的弹簧座套在径向加载杆下部的导杆上，并且弹簧座的上座顶在径向加载杆上部和下部之间的轴肩上，径向加载杆的导杆插入弹簧座下座的中心孔中，且导杆与中心孔的孔底留有活动空间，所述压力传感器安装在下座的底部，压力传感器下方连接有加载架，加载架固定在加载支撑架的下部，并且在加载架上安装有自由转动的滚轮，滚轮直接或间接的与主轴相接触。
所述的机体设有抽风口和进风口，轴承座上设有多个通孔，并在进风口位置安装空气滤清器，以防止外部灰尘进入试验机，在抽风口安装风机，通过风机的抽风在试验机机体内形成负压，以提高试验机内部气体流速和内外气体的交换速度，大大的提高了试验机机体的降温效率，并且所形成的负压又可以有利于改善各工况下的润滑效果。
所述的润滑油输出通道安装有喷嘴，在变换轴承压盖安装位置时，可以获得不同的喷射位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
第一，本发明的试验机可以对角接触轴承在模拟工况下进行稀油润滑或油气润滑环境条件的便捷选择，在不同喷射位置以及可调式喷嘴在相对轴承不同喷射距离及喷射角度的情况下，完成对轴承润滑性能的试验。
第二，轴承压盖中布置有多个夹角互不相等润滑油通道，并在与安装孔相配合调整轴承压盖安装位置时，可以改变润滑油输出通道的喷口位置，从而在试验过程中方便快速地获得对轴承润滑位置的改变，使试验轴承得到最优的润滑效果。
第三，本发明设置的降温装置可以直接对试验机内部和主轴等部件进行降温，降温效果良好，而且由于采用抽风降温的形式，不仅提高机体内部气体流动性，还可以在机体内形成负压，从而有利于改善润滑效果。
附图说明
图1是本发明轴承试验机的俯视图；
图2是本发明轴承试验机的剖视图；
图3是本发明轴承试验机中可调预紧压盖的结构示意图；
图4是本发明轴承试验机中可调预紧压盖的剖视图；
图5是本发明轴承试验机中可调预紧压盖在不同安装位置下润滑油输出通道位置示意图；
图6是本发明轴承试验机中定位压紧盖的结构示意图；
图7是本发明轴承试验机中径向加载装置的结构示意图；
图8是本发明轴承试验机中测温装置的结构示意图；
图中标记：1、机体，2、联轴器，3、电主轴，4、空气滤清器，5、K型锁紧螺母，6、试验轴承，7、轴承座顶盖，8、可调节预紧压盖，9、轴向加载柱销，10、轴向加载油缸，11、定位压紧盖，12、径向加载装置，13、锥轴，14、锁紧螺钉，15、轴承座底座，16、主轴，17、抽风口，18、安装孔，19、轴向加载孔，20、润滑油输入通道，21、润滑油输出通道，22、缺口，23、红外温度传感器，24、温度传感器支撑架，25、径向孔道；
1201、手轮，1202、径向加载锁紧手柄，1203、加载支撑架，1204、径向加载杆，1205、上座，1206、弹簧，1207、下座，1208、压力传感器，1209、加载架，1210、滚轮。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体的实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图所示，一种角接触轴承润滑性能试验机，包括机体1、电主轴3、主轴16、轴承座、轴向加载油缸10、径向加载装置12和轴承压盖，电主轴3通过联轴器2带动机体1内的主轴16转动，试验轴承6设置两个，并以背靠背的方式安装在主轴16上，随主轴16转动，在主轴16上安装轴承的位置设有轴承座，所述的试验轴承6放置于轴承座内，并用轴承座顶盖7压紧，实现试验轴承6和主轴16的径向固定，并由K型锁紧螺母5对试验轴承6进行轴向固定。
所述的轴承压盖为环状结构，包括可调节预紧压盖8和定位压紧盖11，定位压紧盖11用作对主轴16的轴向定位，可调节预紧压盖8和轴向加载油缸配合用于试验轴承16的轴向预紧以及轴向加载调节，定位压紧盖11和可调节预紧压盖8分别安装在两个轴承座相对的侧面上。
所述的可调节预紧压盖8安装在轴承座底座15和轴承座顶盖7上，在可调节预紧压盖8的内部设置三个径向孔道25，三个径向孔道25之间的夹角分别为115°、120°、125°，径向孔道25作为润滑通道，可根据试验需要，为试验轴承提供稀油润滑或尤其润滑介质，每个径向孔道25整体沿可调节预紧压盖8的径向设置，并分为两段，第一段与可调节预紧压盖8的轴线垂直，作为润滑油输入通道20，与润滑管道连接，第二段与可调节预紧压盖8的轴线呈30°角，作为润滑油输出通道21，润滑油输出通道21的开口对准试验轴承6内圈滚道外侧，优选的，在润滑油输出通道21内安装喷嘴，以完成试验轴承6的油气润滑；可调节预紧压盖8上还设有6个安装孔18，用于将可调节预紧压盖8安装在轴承座底座15以及轴承座顶盖7上，相邻安装孔18之间均为60°，这样转动可调节预紧压盖8变换安装位置时，可以改变润滑油输出通道21的喷嘴位置，从而实现对试验轴承6润滑位置及润滑效果的调整；
为了能够对试验轴承6轴向加载，在可调节预紧压盖8上设有三个夹角为120°的轴向加载孔19，轴向加载孔19内安装有轴向加载柱销9，轴向加载柱销9一端和试验轴承6的外圈相接触，另一端与所述的轴向加载油缸10接触，轴向加载油缸10通过推动轴向加载柱销9实现对试验轴承6外圈施加轴向预紧和无级可变加载，以满足轴承轴向加载性能试验的要求，所述的轴向加载油缸10安装在支撑架上，支撑架通过螺钉安装在可调节预紧压盖8上。
所述的定位压紧盖11安装在另一试验轴承6的轴承座底座15以及轴承座顶盖7上，定位压紧盖11以与可调式预紧压盖8上的同样方式与结构设置三个径向孔道25以及六个安装孔，定位压紧盖11的内缘还设有两个对称并开口相对的U形缺口22，可调式喷嘴通过其中一个缺口对试验轴承喷射润滑介质，红外温度传感器23安装在温度传感器支撑架24上，并通过另一个U形缺口22对准试验轴承6，以非接触方式测量其温度，温度传感器支撑架24安装在机体1侧壁上。
以上所述的可调式喷嘴可以采用申请号为201711220824.X的已公开的发明专利申请中所述的可调节式油气润滑喷嘴套件，其具体结构在本实施例中不做详述，需要说明的是，可调节式油气润滑喷嘴套件可以通过磁力安装在试验机机体上。
所述径向加载装置12设置在机体1内与电主轴3相对的一端，包括手轮1201、径向加载锁紧手柄1202、加载支撑架1203、径向加载杆1204、弹簧座、弹簧1206、压力传感器1208和滚轮1210，加载支撑架1203通过螺钉安装在轴承座顶盖7上，对整个径向加载装置12起支撑作用，径向加载杆1204采用螺纹连接安装在加载支撑架1203上，径向加载杆1204两端分别安装弹簧1206和手轮1201，径向加载杆1204下部为安装弹簧1206以及弹簧座的导杆，导杆的直径小于径向加载杆1204上部的直径，从而使得弹簧座的上座1205顶在径向加载杆1204上部和下部之间的轴肩上，导杆下部插入弹簧座下座1207的中心孔中，并且导杆和中心孔孔底留有活动空间，弹簧1206的两端分别安装在弹簧座的上座1205和下座1207，下座1207底部安装压力传感器1208，压力传感器1208底部和加载架1209连接，加载架1209安装在加载支撑架1203上，在加载架1209上安装有自由转动的滚轮1210，滚轮1210直接或间接的与主轴16相接触，径向加载装置12通过主轴16对试验轴承6进行定量的径向加载，所述的径向加载锁紧手柄1202位于在手轮1201和加载支撑架1203之间，用以锁紧径向加载杆1204；转动手轮1201，径向加载杆1204随之转动，与加载支撑架1203螺纹连接部分的作用而使径向加载杆1204产生向上或向下运动，作用于上座1205的力随之改变，进而使弹簧1206压缩量改变，也就是弹簧1206的弹力出现改变，该弹力通过下座1207作用在压力传感器1208上，压力传感器1208一方面将力传至加载架1209以及滚轮1210，并作用于主轴16上，另一方面压力传感器1208同时将压力传出至计算机，加载者通过观察压力传感器1208传输至计算机的数据调整并完成对径向力的定量精准加载。
进一步的，在主轴16的一端通过锁紧螺钉14安装锥轴13，锥轴13随主轴16同步转动，所述的径向加载装置12直接向锥轴13施加径向压力，或者通过中间装置向锥轴13施力，从而向试验轴承提供定量的径向加载，满足轴承径向加载试验的需要。
为了改善试验机的降温效果，在机体1上开设有一个抽风口17和一个进风口，在进风口处安装有空气滤清器4，避免杂质进入试验机内部，在抽风口17一端安装有风机进行抽风，为了提高机体1内部气体流动性，在轴承座底座15上开有数个通孔。这种降温方法可以直接对试验机内部和主轴16等进行降温，其降温效果良好，并且采用抽风可以使机体1内部形成负压，有利于油气润滑的使用。
下面以可调节预紧压盖8为例，对轴承压盖的特点进行说明。
可调预紧压盖8内部开设有三个由润滑油输入通道20和润滑油输出通道21组成的润滑油通道，润滑油通道间夹角分别为115°、120°、125°，而6个安装孔18夹角均为60°，因此，改变安装孔18位置即可得到不同的润滑角度。如图5可调预紧压盖在不同安装位置下润滑油输出通道位置示意图所示，图5a中2个底部润滑油输出通道夹角为125°，当对其逆时针旋转120°安装后，得到图5b，其底部2个润滑油输出通道夹角变为120°；当对图5a所示安装位置顺时针旋转120°安装后得到图5c，其底部2个润滑油输出通道夹角变为115°。由于试验轴承6在工作过程中承载径向力的位置会随着转速的变化而变化，当转速高时，承载区域会向两边偏移，因此，为了使试验轴承6能够达到最优的润滑效果，根据试验转速改变轴承压盖的安装位置即可改变对轴承润滑喷油位置的改变。
Claims (10)
1.一种角接触轴承润滑性能试验机，包括机体（1）、电主轴（3）、主轴（16）、轴承座和环形结构的轴承压盖（8、11），电主轴（3）通过联轴器（2）带动机体（1）内的主轴（16）转动，试验轴承（6）设置两个，分别安装在主轴（16）上的轴承座内，随主轴（16）转动，轴承压盖（8、11）通过周向均匀设置的安装孔（18）安装在轴承座的一侧；其特征在于：所述的轴承压盖（8、11）内设有多个径向孔道（25）作为润滑油通道，以根据试验需要向试验轴承（6）提供稀油润滑或油气润滑介质，多个径向孔道（25）彼此之间的夹角互不相等、且所述夹角均不等于两个相邻安装孔（18）之间的夹角；在其中一个轴承压盖（11）的内缘设置缺口（22），与供油设备连接的可调式喷嘴通过该缺口（22）以不同喷射角度和喷射距离为该轴承压盖（11）内侧的试验轴承（6）提供油气润滑。
2.根据权利要求1所述的一种角接触轴承润滑性能试验机，其特征在于：所述径向孔道（25）包括相连通的润滑油输入通道（20）和润滑油输出通道（21），润滑油输入通道（20）垂直于所在轴承压盖（8、11）的轴线，润滑油输出通道（21）和所在轴承压盖（8、11）的轴线之间呈30°夹角，润滑油输出通道（21）的开口朝向试验轴承（6）的内圈滚道外侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种角接触轴承润滑性能试验机，其特征在于：所述轴承压盖（8、11）上径向孔道（25）设置为三个、安装孔（18）设置六个，并且三个径向孔道（25）彼此之间夹角为115°、120°、125°，相邻安装孔（18）之间夹角为60°。
4.根据权利要求3所述的一种角接触轴承润滑性能试验机，其特征在于：所述的缺口（22）设有相对称的两个，可调式喷嘴通过其中一个缺口（22）对试验轴承（6）喷射润滑介质，安装在机体（1）上的测温装置通过另一个缺口（22）对试验轴承（6）的温度进行测量。
5.根据权利要求1所述的一种角接触轴承润滑性能试验机，其特征在于：所述测温装置采用红外温度传感器（23）。
6.根据权利要求1所述的一种角接触轴承润滑性能试验机，其特征在于：与设有缺口（22）的轴承压盖（11）相对的另一轴承压盖（8）上设有多个轴向加载孔（19），并在轴向加载孔（19）内设有轴向加载柱销（9），轴向加载柱销（9）的一端与试验轴承（6）外圈相接触，另一端与设置在轴承座一侧的轴向加载油缸（10）相接触，由轴向加载油缸（10）通过轴向加载柱销（9）对试验轴承（6）进行轴向预紧或轴向加载调节。
7.根据权利要求6所述的一种角接触轴承润滑性能试验机，其特征在于：所述轴向加载孔（19）设有三个，且位于同一圆周上，相邻两个轴向加载孔（19）夹角均为120°。
8.根据权利要求1所述的一种角接触轴承润滑性能试验机，其特征在于：该试验机还设有径向加载装置（12），径向加载装置（12）通过对主轴（16）施力对试验轴承（6）进行定量的径向加载。
9.根据权利要求8所述的一种角接触轴承润滑性能试验机，其特征在于：所述的径向加载装置（12）包括手轮（1201）、径向加载锁紧手柄（1202）、加载支撑架（1203）、径向加载杆（1204）、弹簧座、弹簧（1206）、压力传感器（1208）和滚轮（1210），加载支撑架（1203）通过螺钉安装在轴承座上，径向加载杆（1204）采用螺纹连接安装在加载支撑架（1203）上，径向加载杆（1204）下部安装弹簧和弹簧座，弹簧座的上座（1205）顶在径向加载杆（1204）的轴肩上，弹簧座的下座（1207）和压力传感器（1208）连接，压力传感器（1208）底部和安装有自由转动的滚轮（1210）的加载架（1209）连接，加载架（1209）安装在加载支撑架（1203）下部，滚轮（1210）直接或间接的与主轴（16）相接触，所述手轮（1201）安装在径向加载杆（1204）的顶部，所述径向加载锁紧手柄（1202）安装在手轮（1201）和加载支撑架（1203）之间，以锁紧径向加载杆（1204）。
10.根据权利要求1所述的一种角接触轴承润滑性能试验机，其特征在于：在所述轴承座上设有多个通孔，所述机体（1）还设有抽风口（17）和进风口，并在进风口位置安装空气滤清器（4），在抽风口（17）位置连接抽风机。
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