CN109269803A - 一种轴承试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴承试验装置。一种轴承试验装置包括具有腔体的密封壳体，所述腔体内设有用于安装测试轴承的转轴，所述转轴连接有驱动电机，所述转轴外侧设有沿其轴线方向延伸的径向加载轴套，所述轴承试验装置还包括在转轴径向上通过径向加载轴套对测试轴承施加径向载荷的径向载荷加载机构。本发明的轴承试验装置在转轴外侧设置径向加载轴套，径向载荷加载机构对加载轴套施加载荷，径向加载轴套将载荷传递给试验轴承，避免了径向载荷加载机构直接对转轴加载，防止了转轴因长时间承受较大径向载荷而损坏，增强了转轴使用寿命，有助于轴承试验装置长期稳定使用。

Description

一种轴承试验装置

技术领域

本发明涉及一种轴承试验装置。

背景技术

控制棒驱动机构是核反应堆本体中的重要组成部件，在反应堆正常工况下，控制棒驱动机构以一定的速度驱动控制棒在反应堆内移动，调节堆芯反应性，实现正常的反应堆启动、功率调节和停堆。在反应堆发生事故时，控制棒驱动机构断电，控制棒靠自重快速插入堆芯，实现反应堆的紧急停闭。船用控制棒驱动机构与陆上控制棒驱动机构有较大区别，需考虑海浪造成的船体倾斜、摇摆及海洋环境对材料的影响。磁阻马达型控制棒驱动机构能适应船用反应堆倾斜、摇摆等特殊工况。轴承是磁阻马达型控制棒驱动机构的关键部件，其性能好坏直接影响控制棒驱动机构乃至核反应堆的使用安全。磁阻马达型控制棒驱动机构中的轴承在主机中的去离子水环境中旋转，并承受载荷。因此，有必要对控制棒驱动机构用轴承进行试验以便确定其性能是否能满足要求。

现有技术中的轴承试验装置，如专利公布号为CN105628382A的发明专利申请说明书中所公开的一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置，该装置包括具有空腔的密封壳体，密封壳体内通过安装架安装有转轴，密封壳体外设有驱动转轴转动的驱动电机，转轴上套装有测试轴承，测试轴承外部具有为测试轴承加热从而模拟高温测试环境的加热块，垂直于转轴轴向方向设有对转轴施加径向载荷的径向载荷加载机构，从而实现对测试轴承加载，使用时控制加载泵向密封壳体内注入高压介质。该装置能够模拟高温高压去离子水环境，能够对测试轴承进行测试；但该装置中的径向加载机构直接对转轴进行加载，通过转轴将径向载荷传递给测试轴承，长时间使用后容易对转轴造成损害，影响设备正常使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承试验装置，解决了现有轴承试验装置直接对转轴径向加载，长时间使用后易对转轴造成损害的问题。

为实现上述目的，本发明的轴承试验装置的技术方案是：

一种轴承试验装置包括具有腔体的密封壳体，所述腔体内设有用于安装测试轴承的转轴，所述转轴连接有驱动电机，所述转轴外侧设有沿其轴线方向延伸的径向加载轴套，所述轴承试验装置还包括在转轴径向上通过径向加载轴套对测试轴承施加径向载荷的径向载荷加载机构。

有益效果：本发明的轴承试验装置在转轴外侧设置径向加载轴套，径向载荷加载机构对加载轴套施加载荷，径向加载轴套将载荷传递给试验轴承，避免了径向载荷加载机构直接对转轴加载，防止了转轴因长时间承受较大径向载荷而损坏，增强了转轴使用寿命，有助于轴承试验装置长期稳定使用。

具体的，所述径向加载轴套通过支撑轴承转动装配在转轴上，所述径向加载轴套上设有用于供轴套外侧流体进入轴套内部的过液孔。设置过液孔有助于使测试轴承浸没在去离子水下，提高了测试精度。

进一步的，所述支撑轴承为两个，且两个支撑轴承位于径向加载轴套的两端，所述径向载荷加载机构的顶压端位于两个支撑轴承之间。径向加载机构位于两个支撑轴承之间，有助于使两个测试轴承所受载荷相等。

进一步的，所述转轴上设有用于对测试轴承施加轴向载荷的轴向轴承座，轴承试验装置包括对轴承轴承座施加轴向载荷的轴向载荷加载机构。有助于对测试轴承进行轴向承载能力进行测试。

进一步的，所述轴向轴承座为两个，两个轴向轴承座之间设有传力件，所述传力件上设有沿垂直于转轴方向贯穿传力件的顶压销，所述顶压销的一端与径向载荷加载机构的顶压端顶压，一端与径向加载轴套顶压。有助于使用一套径向和轴向加载机构对两个测试轴承进行测试。

进一步的，所述传力件为套装在径向加载轴套外侧的传力套，所述传力套上设有用于供流体通过的通孔。

优选的，所述壳体内设有用于通入导热油的夹层，所述壳体上设有与夹层连通的进、出油口。有助于模拟高温环境。

优选的，所述壳体上设有与腔体连通的用于通入去离子水的进水口。便于充入去离子水。

优选的，所述壳体上设有与腔体连通的用于通入高压气体的进气口。便于充入高压气体。因为在大气压状态下，水的沸点是100℃，而试验要求水温为300℃，故需要提高水的饱和蒸气压，将容器内压力增加至17MPa。

附图说明

图1为本发明的轴承试验装置的实施例的结构示意图；

图2为本发明的轴承试验装置的实施例的剖视图；

图3为本发明的轴承试验装置的实施例的原理图；

附图中：1、密封壳体；2、导热油输出法兰；3、导热油输入法兰；4、高压氮气连接法兰；5、安全阀；6、去离子水输入法兰；7、温度和压力控制系统连接法兰；8、径向加载油缸；9、轴向加载油缸；10、驱动电机；11、永磁联轴器；12、动态扭矩传感器；13、转轴；14、夹层；15、上支撑轴承；16、径向加载轴套；17、上测试轴承；18、上锁紧螺母；19、上轴向轴承座；20、下支撑轴承；21、下测试轴承；22、下轴向轴承座；23、下锁紧螺母；24、比例液压加载系统；25、温度控制系统；26、压力控制系统；27、安全单元；28、释放单元；29、稳压单元；30、过程测量系统；31、人机信息显示及操纵系统；32、去离子水造水系统；33、加载套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的轴承试验装置的具体实施例，如图1至图3所示，包括具有腔体的密封壳体1，密封壳体1为分体结构，包括上壳体与下壳体。密封壳体1内通过上支撑轴承15和下支撑轴承20安装有转轴13，转轴13的一端伸出密封壳体1外部并与驱动电机10通过永磁联轴器11转动连接，永磁联轴器11外侧安装有动态扭矩传感器12,。

转轴13在上支撑轴承15的上侧和下支撑轴承20的下侧分别具有两个测试轴承安装位，即上测试轴承安装位和下测试轴承安装位。上测试轴承安装位的上侧具有上轴向轴承座19，上轴向轴承座19上插装有加载套33，加载套33与上轴向轴承座19间隙配合。测试轴承17通过上轴向轴承座19安装在转轴13上，上测试轴承17上端的转轴13上安装有对上测试轴承进行限位的上锁紧螺母18。下测试轴承安装位的下侧具有下轴向轴承座22，下测试轴承21通过下轴向轴承座22安装在转轴13上，下测试轴承21下端的转轴13上安装有对下测试轴承进行限位的下锁紧螺母23。转轴13在测试轴承与上支撑轴承15之间套装有压板，压板与上轴向轴承座19固定连接；转轴13在测试轴承与下支撑轴承20之间套装有压板，压板与下轴向轴承座22固定连接。上轴向轴承和下轴承轴承通过传力套连成一体。轴承试验装置的外侧安装有轴向加载油缸9，轴向加载油缸9的加载端伸入壳体内部并顶压在加载套33上。

转轴13外侧套装有沿转轴13轴向延伸的径向加载轴套16，径向加载轴套16通过上支撑轴承15和下支撑轴承20装配在转轴13上。径向加载轴套16开有径向贯穿孔，从而使得径向加载轴套16外侧的液体能够进入径向加载轴套16内。当然，传力套上也开有径向贯穿孔，从而使得传力套外侧的液体能够进入传力套和径向加载轴套16内。

密封壳体1外侧安装有径向加载油缸8，径向加载油缸8的伸缩方向沿垂直于转轴13轴向方向延伸。传力套上安装有径向贯穿传力套的顶压销，顶压销的一端与径向加载油缸8的加载端顶压，一端与径向加载轴套16顶压，并且传力销的两个顶压端均为球面结构。本实施例中的径向加载油缸8位于两个支撑轴承之间的位置，径向加载油缸8和轴向加载油缸9连接有比例液压加载系统24，比例液压加载系统24可以控制径向加载油缸8和轴向加载油缸9的进油量，从而控制加载载荷的大小。

密封壳体1内具有通入导热油的夹层14，密封壳体1上具有与夹层14连通的导热油输入法兰3和导热油输出法兰2。密封壳体1上还具有与腔体连通的去离子水输入法兰6、高压氮气连接法兰4和安全阀5，去离子水输入法兰6连接有去离子水造水系统32。密封壳体1上还通过温度和压力控制系统连接法兰7连接有压力控制系统26和温度控制系统25，压力控制系统26可控制密封壳体1内部压力，设置压力控制系统26的目的是为了检测不同压力下试验轴承承载能力。压力控制系统26包括安全单元27、释放单元28以及稳压单元29。稳压单元29可将密封壳体1内的压力稳定在设定值，当密封壳体1内的压力较大时，释放单元28可通过泄压降低密封壳体1内的压力，从而保证密封壳体1安全性。本实施例中的夹层与温度控制系统25连接。温度控制系统25通过向密封壳体1的夹层内充入导热油对密封壳体进行升温。本实施例中的轴承试验装置还包括过程测量系统30以及人机信息显示及操纵系统31，过程测量系统可在轴承试验装置检测过程中收集试验数据。需要说明的是，本发明的轴承试验装置还包括人机信息显示及操纵系统31。

本发明的轴承试验装置使用时，操作步骤如下：

1、将上测试轴承17、下测试轴承21安装到转轴13上，拧紧上锁紧螺母18、下锁紧螺母23将测试轴承锁紧，并用压板压紧，套上轴向轴承座19、下轴向轴承座22。

2、将轴承试验装置整体吊装至容器内部，关闭并压紧容器上盖。

3、开启去离子水输入法兰6，通入去离子水，保证液位高于上测试轴承17，并留有一定气相空间，关闭去离子水输入法兰6。

4、开启高压氮气连接法兰4，通入高压氮气，将容器压力维持在17MPa。

5、开启导热油输入法兰3和导热油输出法兰2，通入导热油，保证导热油温度300±2℃，待容器温度稳定在300℃即可准备正式试验。

6、由径向加载油缸8、轴向加载油缸9对试验轴承施加径、轴向载荷，待载荷稳定，开启驱动电机10。

7、采集试验设备参数，腔体温度、腔体压力、轴向载荷、径向载荷、轴系转矩、主轴转速等。

Claims (9)

1.一种轴承试验装置，包括具有腔体的密封壳体，所述腔体内设有用于安装测试轴承的转轴，所述转轴连接有驱动电机，其特征在于：所述转轴外侧设有沿其轴线方向延伸的径向加载轴套，所述轴承试验装置还包括在转轴径向上通过径向加载轴套对测试轴承施加径向载荷的径向载荷加载机构。

2.根据权利要求1所述的轴承试验装置，其特征在于：所述径向加载轴套通过支撑轴承转动装配在转轴上，所述径向加载轴套上设有用于供轴套外侧流体进入轴套内部的过液孔。

3.根据权利要求2所述的轴承试验装置，其特征在于：所述支撑轴承为两个，且两个支撑轴承位于径向加载轴套的两端，所述径向载荷加载机构的顶压端位于两个支撑轴承之间。

4.根据权利要求3所述的轴承试验装置，其特征在于：所述转轴上设有用于对测试轴承施加轴向载荷的轴向轴承座，轴承试验装置包括对轴向轴承座施加轴向载荷的轴向载荷加载机构。

5.根据权利要求4所述的轴承试验装置，其特征在于：所述轴向轴承座为两个，两个轴向轴承座之间设有传力件，所述传力件上设有沿垂直于转轴方向贯穿传力件的顶压销，所述顶压销的一端与径向载荷加载机构的顶压端顶压，一端与径向加载轴套顶压。

6.根据权利要求5所述的轴承试验装置，其特征在于：所述传力件为套装在径向加载轴套外侧的传力套，所述传力套上设有用于供流体通过的通孔。

7.根据权利要求1～6任一项所述的轴承试验装置，其特征在于：所述壳体内设有用于通入导热油的夹层，所述壳体上设有与夹层连通的进、出油口。

8.根据权利要求1～6任一项所述的轴承试验装置，其特征在于：所述壳体上设有与腔体连通的用于通入去离子水的进水口。

9.根据权利要求1～6任一项所述的轴承试验装置，其特征在于：所述壳体上设有与腔体连通的用于通入高压气体的进气口。