CN109141879A - 一种轴承试验机 - Google Patents

Abstract

一种轴承试验机,涉及轴承试验机领域。为解决现有的轴承试验机安装难度大、加载力不均匀的问题。试验轴的两端分别固定在两个试验轴承安装座内的两个试验轴承的内圈中；第一试验轴承安装座的内壁对轴向加载滑套在径向上进行定位,轴向加载滑套可在第一试验轴承安装座的内壁中进行轴向滑动；加载杆伸入到第一试验轴承安装座内，顶在轴向加载滑套的筒底外部中心位置对第一试验轴承施加轴向载荷；试验轴的右端伸入到第二试验轴承安装座内并与联轴器进行固定连接；第一试验轴承外圈的左侧端面抵在环形卡座端面上；第二试验轴承外圈的右侧端面抵住第二试验轴承安装座内的卡座端面上；本发明用于检测轴承的性能。

Description

一种轴承试验机

技术领域

本发明涉及轴承试验机领域,尤其涉及一种轴承试验机。

背景技术

目前国内RJ轴承试验装备已经投入使用，原有的轴承试验机采用多个加载头周向均匀的对试验轴承外圈进行加载，不仅安装难度大而且加载头的加载力加载不均匀；同时存在加载密封漏油，导致载荷加载不上，加载精度不准确，严重时经常使轴承试验无法正常进行。所以远远不能满足航空轴承性能考核的任务需求和技术指标，难以实现中大型科研轴承的正常试验，无法获取有效的轴承极限性能参数和基础试验数据，无法实现对现有轴承的性能考核、改进和固化等。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：现有轴承试验机在试验使用过程中采用多个加载头周向均匀的对试验轴承外圈进行加载，不仅安装难度大而且加载头的加载力加载不均匀。进而提供一种轴承试验机。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：所述的轴承试验机包括箱体支撑座、试验轴、两个试验轴承安装座、联轴器和轴向加载装置；所述的两个试验轴承安装座分别固定在箱体支撑座的两端上，试验轴的两端分别固定在两个试验轴承安装座内的两个试验轴承的内圈中；所述的轴向加载装置设置在试验轴的左侧顶端，轴向加载装置的加载杆伸入到处于试验轴左端的第一试验轴承安装座内，并对第一试验轴承施加轴向载荷；试验轴的右端伸入到第二试验轴承安装座内并与联轴器进行固定连接；

所述的第一试验轴承安装座内安装有轴向加载滑套，第一试验轴承安装座的内壁对轴向加载滑套在径向上进行定位,所述的轴向加载滑套可在第一试验轴承安装座的内壁中进行轴向滑动；所述的轴向加载滑套为内壁带有环形卡座的圆柱形筒，试验轴的左端从轴向加载滑套的筒口处伸入到轴向加载滑套的筒内，第一试验轴承外圈的左侧端面抵在环形卡座端面上；第二试验轴承外圈的右侧端面抵住第二试验轴承安装座内的卡座端面上；

所述的轴向加载装置的加载杆伸入到第一试验轴承安装座内，顶在轴向加载滑套的筒底外部中心位置。

本发明的有益效果是：通过在第一试验轴承安装座内安装轴向加载滑套并进行径向定位，使轴向加载滑套仅能在轴向上进行滑动，在轴向加载装置的加载杆直接对轴向加载滑套筒底外部中心位置施加轴向载荷的作用下，轴向加载滑套对固定在轴向加载滑套的卡座上的第一试验轴承施加轴向载荷，因轴向加载滑套仅能在轴向上滑动，在径向上不产生位移，所以轴向载荷可均匀的传递给轴向加载滑套的卡座(加载端)上，从而可以均匀的传递给第一试验轴承的外圈上；本发明通过一个加载头实现对试验轴承的加载载荷均匀，并且安装使用方便。

附图说明

图1为轴承试验机的整体结构示意剖面图；

图2为轴承试验机轴向加载结构示意剖面图；

图3为原有轴承试验机的结构示意剖面图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案：

具体实施方式一：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式所述的轴承试验机包括箱体支撑座1、试验轴2、两个试验轴承安装座3、联轴器和轴向加载装置4；所述的两个试验轴承安装座3分别固定在箱体支撑座1的两端上，试验轴2的两端分别固定在两个试验轴承安装座3内的两个试验轴承6的内圈中，并且两个试验轴承6的内圈分别与试验轴2的轴面进行固定连接；所述的轴向加载装置4设置在试验轴2的左侧顶端，轴向加载装置4的加载杆伸入到处于试验轴2左端的第一试验轴承安装座3-4内，并对第一试验轴承6-1施加轴向载荷；试验轴的右端伸入到第二试验轴承安装座3-5内并与联轴器进行固定连接；

所述的第一试验轴承安装座3-4内安装有轴向加载滑套3-1，第一试验轴承安装座3-4的内壁对轴向加载滑套3-1在径向上进行定位,所述的轴向加载滑套3-1可在第一试验轴承安装座3-4的内壁中进行轴向滑动；所述的轴向加载滑套3-1为内壁带有环形卡座的圆柱形筒，试验轴2的左端从轴向加载滑套3-1的筒口处伸入到轴向加载滑套3-1的筒内，第一试验轴承6-1外圈的左侧端面抵在环形卡座端面上；第二试验轴承6-2外圈的右侧端面直接抵住第二试验轴承安装座3-5内的卡座端面上；

所述的轴向加载装置4的加载杆伸入到第一试验轴承安装座3-4内，顶在轴向加载滑套3-1的筒底外部中心位置。

如图3所示：第一轴向加载装置16具有多个加载头，若干个加载头均匀的抵在试验轴承15上，因第一轴向加载装置16在径向上没有进行定位，在轴向加载过程中存在偏离竖直方向的可能，导致对试验轴承的外圈加载不均匀，试验轴承的轴向载荷数据不准确；而且多个加载头在安装的过程中不方便，安装过程复杂。

本发明通过在第一试验轴承安装座内安装轴向加载滑套并进行径向定位，使轴向加载滑套仅能在轴向上进行滑动，在轴向加载装置的加载杆直接对轴向加载滑套筒底外部中心位置施加轴向载荷的作用下，轴向加载滑套对固定在轴向加载滑套的卡座上的第一试验轴承施加轴向载荷，因轴向加载滑套仅能在轴向上滑动，在径向上不产生位移，所以轴向载荷可均匀的传递给轴向加载滑套的卡座(加载端)上，从而可以均匀的传递给第一试验轴承的外圈上；

本发明通过一个加载头实现对试验轴承的加载载荷均匀，并且安装使用方便。

本发明采用桥式结构，试验轴承放在两侧，试验轴两端支撑，可同时测试两套试验轴承。功能性强，装拆方便。

具体实施方式二：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式所述的轴承试验机还包括两个工艺轴承7、工艺轴承安装座8和径向加载装置5；所述的两个工艺轴承7并排安装在工艺轴承安装座8内，试验轴2穿过工艺轴承安装座8内的两个工艺轴承7的内圈，两端分别固定在两个试验轴承6中；

径向加载装置5的加载杆作用在工艺轴承安装座8上施加径向载荷。

工艺轴承用于配合完成检测试验轴承的径向载荷，径向加载装置通过加载杆将径向载荷加载到工艺轴承安装座上，从而将径向载荷传递到两个工艺轴承上，再通过试验轴将径向载荷作用到两端试验轴承上。

其他组成及连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式所述的左侧的第一试验轴承安装座3-4内还安装有自润滑轴承套3-2，第一试验轴承安装座3-4的内壁对自润滑轴承套3-2在径向上进行定位；所述的自润滑轴承套3-2套在轴向加载滑套3-1的外壁上，并对轴向加载滑套3-1在径向上进行定位，轴向加载滑套3-1可在自润滑轴承内轴向滑动；

所述的轴向加载装置4的加载杆伸入到第一试验轴承安装座3-4和自润滑轴承套3-2内，顶在轴向加载滑套3-1的筒底外部中心位置。

所述的第一试验轴承安装座3-4右端口和自润滑轴承套3-2的右端口平齐，并由挡盖3-3挡住，防止自润滑轴承套3-2从第一试验轴承安装座3-4内脱出。

通过设置自润滑轴承套，轴向加载滑套在自润滑轴承套中轴向滑动，减小了轴向加载滑套在轴向加载装置的作用下进行轴向直线运动时的摩擦阻力，实现轴向加载数据更接近实际加载值，提高了轴向加载滑套的加载精度。

其他组成及连接方式与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式所述的处于左侧的第一工艺轴承7-1与左侧的第一试验轴承6-1之间安装有第一间隔环10-1，处于右侧的第二工艺轴承7-2与右侧的第二试验轴承6-2之间安装有第二间隔环10-2，所述的第一间隔环10-1和所述的第二间隔环10-2套在试验轴2上；

所述的第一试验轴承6-1的内圈由试验轴顶端的轴端端盖11和第一间隔环10-1进行轴向固定；所述的第一工艺轴承7-1的内圈由第一间隔环10-1的右端端口和处于两个工艺轴承7之间的试验轴2中间部分的左端轴肩进行轴向固定；所述的第二工艺轴承7-2的内圈由第二间隔环10-2的左端端口和处于两个工艺轴承7之间的试验轴2中间部分的右端轴肩进行轴向固定；所述的第二试验轴承6-2的内圈由第二间隔环10-2右端端口和固定圈进行轴向固定，外圈直接固定在试验轴2右侧的第二试验轴承安装座3-5内。

轴承试验机工作过程中，轴向加载装置通过加载杆将载荷加载到轴向加载滑套的加载端上，从而作用到第一试验轴承的外圈，再通过轴承钢球传递到此轴承内圈；轴向载荷通过内圈传递到第一间隔环、再传递到第一工艺轴承内圈，进而传递到轴的中间部位处于两个工艺轴承之间的试验轴中间部分，轴向载荷再通过轴的中间部位传递到第二工艺轴承的内圈，然后传递到第二间隔环，第二间隔环再将轴向载荷加载到第二试验轴承的内圈，第二试验轴承通过第二试验轴承安装座的反作用力实现两侧试验轴承的轴向加载。

试验轴承和工艺轴承在第一间隔环、第二间隔环、轴端端盖和固定圈的作用下，轴承内圈得到轴向的固定。

其他组成及连接方式与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：本实施方式所述的自润滑轴承套3-2的材质为薄壁石墨铜。

轴向加载采用一端加载，通过使用轴向加载滑套和薄壁石墨铜自润滑轴承套，实现轴向加载数据更接近实际加载值，提高了轴向加载滑套的加载精度。

其他组成及连接方式与具体实施方式三或四相同。

具体实施方式六：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式所述的轴承试验机还包括润滑油注入系统，所述的润滑油注入系统包括两个喷油块12和一个喷油叉13，所述的两个喷油块12分别安装在第一间隔环10-1和第二间隔环10-2上，并靠近试验轴承6侧；所述的两个试验轴承安装座3均开有注油孔3-6，所述的注油孔3-6与喷油块12上的油嘴相通，润滑油通过注油孔3-6和喷油块12注入到试验轴承的内圈和保持架之间；所述的喷油叉13的两个油嘴分别处于第一工艺轴承7-1的左端和第二工艺轴承7-2的右端，润滑油通过喷油叉13的两个油嘴分别注入到工艺轴承内圈和保持架之间。通过这样的供油方式，正常漏到床体内，通过回油线路回油。

其他组成及连接方式与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式所述的轴向加载装置4为轴向加载油缸。

加载油缸具有一定密封性。

其他组成及连接方式与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式所述的轴向加载装置(4)的加载杆的加载头为球面。

加载头为球面设计，可实现对轴向加载滑套的筒底外部中心位置的点的作用力，这样作用力更加均匀，监测的加载数据更加准确。

其他组成及连接方式与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图1和2说明本实施方式，在第一试验轴承6-1外圈与第一试验轴承安装座3-4、轴向加载滑套3-1和自润滑轴承套3-2相对应的位置上分别开有一个小孔，形成测温孔14，测温传感器伸入到测温孔14中与第一试验轴承6-1外圈相接触，用以监测、采集第一试验轴承6-1外圈的温度。

在第二试验轴承6-2外圈与第二试验轴承安装座3-5相对应的位置上开有测温孔14，测温传感器伸入到测温孔14中与第二试验轴承6-2外圈相接触，用以监测、采集第二试验轴承6-2外圈的温度。

测温传感器为PT100铂电阻热电偶，热电偶的头部接触轴承外圈表面，测温传感器采集的信号传递给计算机监测系统，实现对轴承外圈温度的采集、监测。

其他组成及连接方式与具体实施方式八相同。

本发明还包括电气系统、PID调节系统、测量系统、试验数据采集系统、采集界面和计算机监测系统；

电气系统由强电控制系统、数据测试系统和微机控制系统组成。

1强电控制系统包括交流变频调速系统和液压加载控制系统。

2交流变频调速系统

交流变频调速系统是由智能型变频器和大扭矩电机组成。该系统所选用的变频器采用微机控制技术，可高速切换逆变器IGBT具有多项自动保护功能，可自测电流、电压与频率，除可用手动设置运转方式外，还可通过串行通讯与计算机通讯，由计算机输出信号进行控制。

3液压加载系统

该系统采用电液伺服加载方式，由计算机自动控制加载。

数据采集界面可输入40档速度和载荷，界面实时反馈载荷、轴转速、油压、四型轴承温度、振动加速度数值。

本发明可实现转速20000r/min，轴径向载荷最高50000N。

轴承试验机工作原理：

轴承试验机工作过程中，电主轴通过联轴器将转矩和转速传递给试验轴，试验轴带动试验轴承和工艺轴承的内圈旋转，因第一试验轴承与第一工艺轴承通过第一间隔环进行连接，第二试验轴承与第二工艺轴承通过第二间隔环进行连接，所以第一间隔环与第二间隔环也随着试验轴承和工艺轴承转动。试验轴承外圈安装在试验轴承安装座内，工艺轴承安装在工艺轴承安装座内，试验轴承安装座受箱体支撑座的限制而不转动，工艺轴承安装座受径向加载杆的限制，而不旋转。

轴向加载装置通过加载杆将载荷加载到轴向加载滑套的加载端上，从而作用到第一试验轴承的外圈，再通过轴承钢球传递到此轴承内圈；轴向载荷通过内圈传递到第一间隔环、再传递到第一工艺轴承内圈，进而传递到轴的中间部位(处于两个工艺轴承之间的试验轴中间部分)，轴向载荷再通过轴的中间部位传递到第二工艺轴承的内圈，然后传递到第二间隔环，第二间隔环再将轴向载荷加载到第二试验轴承的内圈，第二试验轴承通过第二试验轴承安装座的反作用力实现两侧试验轴承的轴向加载，检测试验轴承的轴向载荷。

工艺轴承用于配合完成检测试验轴承的径向载荷，径向加载装置通过加载杆将径向载荷加载到工艺轴承安装座上，从而将径向载荷传递到两个工艺轴承上，再通过试验轴将径向载荷作用到两端试验轴承上。

Claims (9)

1.一种轴承试验机,包括箱体支撑座(1)、试验轴(2)、两个试验轴承安装座(3)、联轴器和轴向加载装置(4)；所述的两个试验轴承安装座(3)分别固定在箱体支撑座(1)的两端上，试验轴(2)的两端分别固定在两个试验轴承安装座(3)内的两个试验轴承(6)的内圈中；所述的轴向加载装置(4)设置在试验轴(2)的左侧顶端，轴向加载装置(4)的加载杆伸入到处于试验轴(2)左端的第一试验轴承安装座(3-4)内；试验轴的右端伸入到第二试验轴承安装座(3-5)内并与联轴器进行固定连接；

其特征在于：所述的第一试验轴承安装座(3-4)内安装有轴向加载滑套(3-1)，第一试验轴承安装座(3-4)的内壁对轴向加载滑套(3-1)在径向上进行定位,所述的轴向加载滑套(3-1)沿第一试验轴承安装座(3-4)的内壁轴向滑动；所述的轴向加载滑套(3-1)为内壁带有环形卡座的圆柱形筒，试验轴(2)的左端从轴向加载滑套(3-1)的筒口处伸入到轴向加载滑套(3-1)的筒内，第一试验轴承(6-1)外圈的左侧端面抵在环形卡座端面上；第二试验轴承(6-2)外圈的右侧端面抵住第二试验轴承安装座(3-5)内的卡座端面上；

所述的轴向加载装置(4)的加载杆伸入到第一试验轴承安装座(3-4)内，顶在轴向加载滑套(3-1)的筒底外部中心位置。

2.根据权利要求1所述的轴承试验机，其特征在于：所述的轴承试验机还包括两个工艺轴承(7)、工艺轴承安装座(8)和径向加载装置(5)；所述的两个工艺轴承(7)并排安装在工艺轴承安装座(8)内，试验轴(2)穿过工艺轴承安装座(8)内的两个工艺轴承(7)的内圈，两端分别固定在两个试验轴承(6)中；

径向加载装置(5)的加载杆作用在工艺轴承安装座(8)上施加径向载荷。

3.根据权利要求2所述的轴承试验机，其特征在于：所述的左侧的第一试验轴承安装座(3-4)内还安装有自润滑轴承套(3-2)，第一试验轴承安装座(3-4)的内壁对自润滑轴承套(3-2)在径向上进行定位；所述的自润滑轴承套(3-2)套在轴向加载滑套(3-1)的外壁上，并对轴向加载滑套(3-1)在径向上进行定位，轴向加载滑套(3-1)沿着自润滑轴承套的内壁轴向滑动；

所述的轴向加载装置(4)的加载杆伸入到第一试验轴承安装座(3-4)和自润滑轴承套(3-2)内，顶在轴向加载滑套(3-1)的筒底外部中心位置。

4.根据权利要求3所述的轴承试验机，其特征在于：所述的处于左侧的第一工艺轴承(7-1)与左侧的第一试验轴承(6-1)之间安装有第一间隔环(10-1)，处于右侧的第二工艺轴承(7-2)与右侧的第二试验轴承(6-2)之间安装有第二间隔环(10-2)，所述的第一间隔环(10-1)和所述的第二间隔环(10-2)套在试验轴(2)上；

所述的第一试验轴承(6-1)的内圈由试验轴顶端的轴端端盖(11)和第一间隔环(10-1)进行轴向固定；所述的第一工艺轴承(7-1)的内圈由第一间隔环(10-1)的右端端口和处于两个工艺轴承(7)之间的试验轴(2)中间部分的左端轴肩进行轴向固定；所述的第二工艺轴承(7-2)的内圈由第二间隔环(10-2)的左端端口和处于两个工艺轴承(7)之间的试验轴(2)中间部分的右端轴肩进行轴向固定；所述的第二试验轴承(6-2)的内圈由第二间隔环(10-2)右端端口和固定圈进行轴向固定。

5.根据权利要求3或4所述的轴承试验机，其特征在于：所述的自润滑轴承套(3-2)的材质为薄壁石墨铜。

6.根据权利要求5所述的轴承试验机，其特征在于：所述的轴承试验机还包括润滑油注入系统，所述的润滑油注入系统包括两个喷油块(12)和一个喷油叉(13)，所述的两个喷油块(12)分别安装在第一间隔环(10-1)和第二间隔环(10-2)上，并靠近试验轴承(6)侧；所述的两个试验轴承安装座(3)均开有注油孔(3-6)，所述的注油孔(3-6)与喷油块(12)上的油嘴相通，润滑油通过注油孔(3-6)和喷油块(12)注入到试验轴承的内圈和保持架之间；所述的喷油叉(13)的两个油嘴分别处于第一工艺轴承(7-1)的左端和第二工艺轴承(7-2)的右端，润滑油通过喷油叉(13)的两个油嘴分别注入到工艺轴承内圈和保持架之间。

7.根据权利要求6所述的轴承试验机，其特征在于：所述的轴向加载装置(4)为轴向加载油缸。

8.根据权利要求7所述的轴承试验机，其特征在于：所述的轴向加载装置(4)的加载杆的加载头为球面。

9.根据权利要求8所述的轴承试验机，其特征在于：在第一试验轴承(6-1)外圈与第一试验轴承安装座(3-4)、轴向加载滑套(3-1)和自润滑轴承套(3-2)相对应的位置上分别开有一个小孔，形成测温孔(14)，测温传感器伸入到测温孔(14)中与第一试验轴承(6-1)外圈相接触；

在第二试验轴承(6-2)外圈与第二试验轴承安装座(3-5)相对应的位置上开有测温孔(14)，测温传感器伸入到测温孔(14)中与第二试验轴承(6-2)外圈相接触。