CN110017987B - 高速滚动轴承试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速滚动轴承试验台，包括：试验轴箱、试验台支座、电机、轴向加载装置、第一径向加载装置及第二径向加载装置，试验轴箱安装在试验台支座，试验轴箱内安装有试验轴承，电机与试验轴承连接；轴向加载装置的输出端与试验轴箱的轴向端部抵接，第一径向加载装置的输出端与试验轴箱的第一径向端部抵接，第一径向加载装置用于在试验轴承的第一径向上对试验轴箱施加第一径向力；第二径向加载装置的输出端与试验轴箱的第二径向端部抵接。上述高速滚动轴承试验台结构紧凑合理，可模拟试验轴承高速转动的过程中在不同的径向上的受力情况，得出轴承最接近真实情况的疲劳性能变化以及真实的使用寿命，测试的准确性高，整体试验性能好。

Description

高速滚动轴承试验台

技术领域

本发明涉及滚动轴承试验技术领域，特别是涉及一种高速滚动轴承试验台。

背景技术

随着我国高铁机车技术的快速发展，高铁机车的运行速度日益增加。现我国的复兴号机车试验速度已经达到480km每小时，运行速度可达350km每小时。高速运行的机车对机车轴承的质量要求也随之增加。目前，机车技术的研究开发主要有机车轴承的试验测试，通过构建滚动轴承试验台以模拟机车在运行时的真实受力情况。也就是说，滚动轴承试验台是用于模拟轴承在机车运行时的真实受力情况的试验装置，即通过对运转中的轴承施加外力，以模拟轴承在机车运行时的受力。

然而，现有试验台测试参数粗糙、数据单一，无法跟上我国高铁的发展速度。现有试验台只是简单的模拟机车承载力与蛇形运动时对轴承的拉压力，并不能模拟机车启动、加速、减速、制动等运动时轴承的受力情况。另外，现有试验台还存在以下缺点：第一，测试方式过于理想化，获得参数的可靠性差；第二，受到环境因素的影响；第三，受到加工工艺的影响，过于理想化，无法实现真正500km/h的试验。

发明内容

基于此，有必要针对如何提高测试的准确性的技术问题，提供一种高速滚动轴承试验台。

一种高速滚动轴承试验台，包括：试验轴箱、试验台支座、电机、轴向加载装置、第一径向加载装置及第二径向加载装置，所述试验轴箱安装在所述试验台支座，所述试验轴箱内安装有试验轴承，所述电机与所述试验轴承连接，所述电机用于带动所述试验轴承相对所述试验轴箱高速转动；所述轴向加载装置的输出端与所述试验轴箱的轴向端部抵接，所述轴向加载装置用于在所述试验轴承的轴向上对所述试验轴箱施加轴向力；所述第一径向加载装置的输出端与所述试验轴箱的第一径向端部抵接，所述第一径向加载装置用于在所述试验轴承的第一径向上对所述试验轴箱施加第一径向力；所述第二径向加载装置的输出端与所述试验轴箱的第二径向端部抵接，所述第二径向加载装置用于在所述试验轴承的第二径向上对所述试验轴箱施加第二径向力。

在其中一个实施例中，所述高速滚动轴承试验台还包括风机，所述风机的输出端口朝向所述试验轴箱，所述风机用于向所述试验轴箱送风。

在其中一个实施例中，所述高速滚动轴承试验台还包括槽板，所述试验台支座、所述轴向加载装置、所述第一径向加载装置、所述第二径向加载装置及所述风机分别安装于所述槽板上。

在其中一个实施例中，所述高速滚动轴承试验台还包括平板，所述平板安装在所述槽板上，所述试验台支座安装在所述平板上。

在其中一个实施例中，所述高速滚动轴承试验台还包括缓冲件，所述缓冲件背向所述试验台支座安装于所述槽板上。

在其中一个实施例中，所述缓冲件包括若干空气弹簧，若干所述空气弹簧均匀分布于所述槽板上。

在其中一个实施例中，所述试验轴箱包括轴箱支杆，所述轴箱支杆的一端安装在所述试验台支座上，所述轴箱支杆的另一端与所述试验轴箱摇臂端连接。

在其中一个实施例中，所述电机设置有皮带，所述电机的输出端通过所述皮带与所述试验轴承连接。

在其中一个实施例中，所述轴向加载装置包括轴向加载助动缸及轴向加载支架，所述轴向加载助动缸安装在所述轴向加载支架上，所述轴向加载助动缸的输出端与所述试验轴箱的轴向端部抵接。

在其中一个实施例中，所述轴向加载装置的数量有两个，两个所述轴向加载装置的轴向加载助动缸分别与所述试验轴箱的两轴向端部抵接。

上述高速滚动轴承试验台结构紧凑合理，通过电机带动试验轴承实现高速转动，模拟机车在高速运行时轴承的运转，在试验轴承高速转动的过程中，在试验轴承的轴向上，通过轴向加载装置向试验轴承施加外力，可模拟试验轴承高速转动的过程中在轴向上的受力情况，在试验轴承的径向上，通过第一径向加载装置及第二径向加载装置，可模拟试验轴承高速转动的过程中在不同的径向上的受力情况，最后通过带轴箱测量方式或者工装测量方式对试验轴承的受力情况进行测量分析，从而得出轴承最接近真实情况的疲劳性能变化以及真实的使用寿命，可直观表现试验变量与试验结果之间的直接关系，测试的准确性高，加工工艺的可实现程度高，整体试验性能好。

附图说明

图1为一个实施例中高速滚动轴承试验台的结构示意图；

图2为图1所示实施例中高速滚动轴承试验台的拆解结构示意图；

图3为一个实施例中试验轴箱的结构示意图；

图4为图3所示实施例中试验轴箱的拆解结构示意图；

图5为图3所示实施例中试验轴箱的另一视角的结构示意图；

图6为一个实施例中高速滚动轴承试验台的局部结构示意图；

图7为一个实施例中试验轴箱的局部拆解结构示意图；

图8为一个实施例中滚动轴承实验台支撑结构的结构示意图；

图9为图8所示实施例中A部分的放大结构示意图；

图10为一个实施例中滚动轴承实验台支撑结构的另一视角的结构示意图；

图11为滚动轴承实验台支撑结构的应用环境示意图；

图12为另一个实施例中高速滚动轴承试验台的结构示意图；

图13为图12所示实施例中高速滚动轴承试验台的拆解结构示意图；

图14为一个实施例中高速滚动轴承试验台的局部结构示意图；

图15为图14所示实施例的另一视角的结构示意图；

图16为另一个实施例中高速滚动轴承试验台的局部结构示意图；

图17为另一个实施例中高速滚动轴承试验台的局部结构示意图；

图18为图17所示实施例中B部分的放大结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1和图2，本发明提供了一种高速滚动轴承试验台10，该高速滚动轴承试验台10包括：试验轴箱100、试验台支座200、电机300、轴向加载装置400、第一径向加载装置500及第二径向加载装置600，试验轴箱100安装在试验台支座200，试验轴箱100内安装有试验轴承110，电机300与试验轴承110连接，电机300用于带动试验轴承110相对试验轴箱100高速转动。轴向加载装置400的输出端与试验轴箱100的轴向端部抵接，轴向加载装置400用于在试验轴承110的轴向上对试验轴箱100施加轴向力；第一径向加载装置500的输出端与试验轴箱100的第一径向端部抵接，第一径向加载装置500用于在试验轴承110的第一径向上对试验轴箱100施加第一径向力；第二径向加载装置600的输出端与试验轴箱100的第二径向端部抵接，第二径向加载装置600用于在试验轴承110的第二径向上对试验轴箱100施加第二径向力。其中，第一径向及第二径向相异，且第一径向及第二径向分别与轴向垂直。

上述高速滚动轴承试验台10，结构紧凑合理，通过电机300带动试验轴承110实现高速转动，模拟机车在高速运行时轴承的运转，在试验轴承110高速转动的过程中，在试验轴承110的轴向上，通过轴向加载装置400向试验轴承110施加外力，可模拟试验轴承110高速转动的过程中在轴向上的受力情况，在试验轴承110的径向上，通过第一径向加载装置500及第二径向加载装置600，可模拟试验轴承110高速转动的过程中在不同的径向上的受力情况，最后通过带轴箱测量方式或者工装测量方式对试验轴承110的受力情况进行测量分析，从而得出轴承最接近真实情况的疲劳性能变化以及真实的使用寿命，可直观表现试验变量与试验结果之间的直接关系，测试的准确性高，加工工艺的可实现程度高，整体试验性能好。

本实施例中，高速滚动轴承试验台搭建有机车试验轴箱100，试验轴箱100搭载有试验用机车轴承，通过对运行中的机车轴承施加外力，并从机车轴承的测试数据得出机车轴承的受力情况。然而，由于滚动轴承试验台属于高速轴承试验台，且单次连续运行时间较长，现有的试验轴箱无法承受较长时间的高速运转，往往在长时间的高速运转后试验轴箱出现高温情况，导致轴承磨损，影响试验数据的准确度。

为提高提高测试的准确性，请参阅图1、图3、图4及图5，一实施例中，试验轴箱100包括：试验轴承110、基座120、轴承座130、轴箱摆臂140及轴箱支杆150，轴承座130安装于基座120上，轴承座130设有转动通道131、进油孔132及出油孔133，转动通道131分别与进油孔132及出油孔133连通，进油孔132用于向转动通道131注入润滑油，出油孔133用于排出转动通道131的润滑油。试验轴承110穿设转动通道131与轴承座130抵接，轴箱摆臂140套接于试验轴承110的端部。轴箱支杆150的一端与轴箱摆臂140连接，轴箱支杆150的另一端安装固定于支架210。基座120安装在试验台支座200上，试验轴承110在电机300的带动下相对轴承座130在转动通道131中转动。

该试验轴箱通过电机带动试验轴承110实现高速转动，模拟机车在高速运行时轴承的运转，进油孔132及出油孔133的设置实现了油循环润滑方式，可以对高速运转的试验轴承110进行散热降温，试验轴承110可长期保持于80℃的运行环境，使得试验轴承110的性能能够更长久的保持，测试的准确性高，加工工艺的可实现程度高，整体试验性能好。

试验轴承110采用机车用轴承，通过对运行中的试验轴承110施加外力，分别或者同时检测该试验轴承110在径向受力时和\或在轴向受力时的运行情况，以检测机车用轴承的真实受力情况，进而根据试验得出的机车用轴承的真实受力情况而调整轴承的构造或者调整机车运行计划或者调整机车运行轨道，从而为机车的运行环境提供强有力的数据支撑，提高机车的运行安全系数。

基座120为轴承座130提供安装平台，使用时将基座120安装在试验台支座200后，再将轴承座130安装在基座120上即可，方便快捷。由于试验台支座200的面积较大，而整个机车试验轴箱的体积较小，通过基座120预先与试验台支座200安装固定后再安装轴承座130可以有效地提高安装效率。本实施例中，基座120为扁平状的长方体结构，这样由于基座120体积较小，可将其制成高精度的扁平状的长方体结构，这样可以有效的提高测试的准确性。

轴承座130是指用于安装试验轴承110的装置，即试验轴承110安装在该轴承座130上，试验轴承110在外部电机的带动下可相对轴承座130转动，且在转动的过程中保持与轴承座130之间稳定的连接关系。可以理解，转动必定存在摩擦，而摩擦将产生热量，试验轴承110的转动也是如此，因此往轴承座130注入润滑油以降低摩擦系数、缓解温升是必要的手段。本实施例中，通过进油孔132及出油孔133的设置，可以对高速运转的试验轴承110进行散热降温，试验轴承110可长期保持于80℃的运行环境，使得试验轴承110的性能能够更长久的保持，极大地提高了测试的准确性。

请参阅图3、图4和图7，在其中一个实施例中，轴承座130包括下座体134、上座体135、左密封盖136及右密封盖137，下座体134安装于基座120上，上座体135与下座体134连接，上座体135及下座体134形成有圆形通道138，也就是说，上座体135具有半圆形缺口，下座体134具有半圆形缺口，上座体135及下座体134配合安装后两个半圆形缺口形成该圆形通道138。左密封盖136分别与上座体135及下座体134连接，右密封盖137背向左密封盖136分别与上座体135及下座体134连接，左密封盖136具有左圆孔1361，右密封盖137具有右圆孔1371，左圆孔1361及右圆孔1371分别位于圆形通道138的两端，左圆孔1361的轴线、右圆孔1371的轴线及圆形通道138的轴线共线，左圆孔1361的内径、右圆孔1371的内径及圆形通道138的内径分别匹配试验轴承110的外径，左圆孔1361线、右圆孔1371及圆形通道138共同形成转动通道131，试验轴承110分别与下座体134、上座体135、左密封盖136及右密封盖137抵接。如此，转动通道131在下座体134、上座体135、左密封盖136及右密封盖137的配合安装下形成较为密封的空间，试验轴承110可稳定牢固地转动运行在轴承座130上，为测试的准确性的提供了良好的基础平台。

下座体134及上座体135采用螺钉固定的方式连接配合，同理，左密封盖136及右密封盖137分别与下座体134及上座体135的连接方式也是通过螺钉的方式固定配合，这样方便拆卸与安装。

在其中一个实施例中，进油孔132及出油孔133分别设置于上座体135。进一步地，进油孔132的位置及出油孔133的位置相异设置。进一步地，进油孔132的开口竖直朝上。这样方便润滑油的注入和流出。

可以理解，由于试验台属于高速轴承试验台，且单次连续运行时间较长。因此试验轴承的冷却降温是必要的。进油孔132的位置及出油孔133的位置相异设置的设计采用油循环润滑方式，强制对试验轴承降温，以保证试验轴承长期保持于80℃的运行环境，使试验轴承的性能能够更长久的保持。

如图5所示，在其中一个实施例中，轴承座130的数量为两个，两个轴承座130并排设置，试验轴承110分别穿设两个轴承座130的转动通道131并分别与两个轴承座130抵接。进一步地，两个轴承座130的进油孔132相对立设置。两个轴承座130的进油孔132采用相对立设计，这样，当注油设备分别向两个轴承座130注入润滑油时，注入润滑油所产生的外力可相互抵消，从而避免因循环油的冲击力与摩擦力对试验数据的影响，提高了测试的准确性，整体试验性能好。

轴箱摆臂140套在试验轴承110的端部，其作用类似安装在机车轴承端部的轮组。轴箱摆臂140用于与外部的施力加载装置接触，外部的施力加载装置如径向加载装置和轴向加载装置通过对轴箱摆臂140施加外力，轴箱摆臂140将承受的外力传导至试验轴承110，从而模拟机车运行时的真实受力情况。本实施例中，轴箱摆臂140为长条状，轴箱摆臂140开设有套接孔1401，试验轴承110的端部插入套接孔1401后与轴箱摆臂140套接。优选地，套接孔1401的内径等于试验轴承110的端部的外径。这样可提高试验轴承110的运行稳定性。

请参阅图4和图5，在其中一个实施例中，轴箱摆臂140具有第一径向端141、第二径向端142和轴向端143，第一径向端141具有水平端面1411，水平端面1411用于承受来自第一径向加载装置的竖直方向的力，也就是说，第一径向加载装置在竖直方向对第一径向端141施加外力。第二径向端142具有竖直端面1421，竖直端面用于承受来自第二径向加载装置的水平方向的力，也就是说，第二径向加载装置在水平方向对第二径向端142施加外力。轴向端143与第一径向端141相邻设置，且，轴向端143具有轴向端面1431，轴向端面1431与水平端面1411垂直设置。如此，通过第一径向端141和第二径向端142可模拟机车在运行中受到的来自竖直方向和水平方向的力，并将不同方向受到的力反馈至试验轴承110，从而得出在运行过程中试验轴承110受力时的真实情况。

在其中一个实施例中，轴箱摆臂140的数量为两个，两个轴箱摆臂140分别套接于试验轴承110的两端部。这样，两个轴箱摆臂140分别模拟机车轴承的两个轮子，通过轴箱摆臂140的受力情况而模拟机车真实运行中的受力，使得测试数据更加准确，整体试验性能好。

轴箱支杆150为轴箱摆臂140的固定装置。为了更好的模拟机车运行时的真实受力情况，轴箱支杆150可采用带轴箱测量方式与工装测量方式等两种轴承测量方式，以实现轴箱支杆150的准确安装。优选地，轴箱支杆150为可调节支杆，实现X、Y、Z三个坐标轴的调节，以适应各种机车试验轴箱的安装。本实施例中，轴箱支杆150的一端与轴箱摆臂140的第二径向端142连接，轴箱支杆150的另一端安装固定至支架210上。

在其中一个实施例中，轴箱支杆150的数量为两个，每一轴箱支杆150对应与一轴箱摆臂140连接。如此，每个轴箱支杆150分别对应一个轴箱摆臂140，从而使得轴箱摆臂140的安装稳定，便于施力加载装置对轴箱摆臂140进行外力的施加，使得测试数据更加精准，测试的准确性更高。

试验台支座200是试验台主体的支撑座。试验台支座200一方面用于安装放置试验轴承，另一方面用于安装施力加载装置，从而为实现机车轴承的试验测试铺设基础的支架，使得测试数据更趋于精确稳定。然而，现有的试验台支撑结构，由于加工误差与安装误差，以及在实际加工与安装过程中，由于加工与安装技术的不可控性，往往导致施力加载装置不能准确加载于试验轴承的中心位置，影响试验数据的准确度。

为了提高试验数据的准确度，请参阅图8、图9和图10，一实施例中，高速滚动轴承试验台设置有滚动轴承实验台支撑结构，该滚动轴承实验台支撑结构包括试验台支座200及支架210，也就是说，高速滚动轴承试验台还包括支架210，而支架210与试验台支座200共同形成滚动轴承实验台支撑结构。一实施例中，试验台支座200包括座体201及调整件202，座体201具有规则的安装平面2011，座体201于安装平面2011开设有滑槽2012，调整件202包括固定块2021及调整螺杆2022，固定块2021可拆卸安装于座体201上，固定块2021开设有贯穿的螺纹通道2023，调整螺杆2022穿设螺纹通道2023并与固定块2021螺接。支架210包括横梁220及架体230，横梁220与架体230连接且远离安装平面2011，架体230的底部设置有滑块231，滑块231嵌入滑槽2012；调整螺杆2022的端部与架体230抵接。结合图8和图11，座体201用于安装试验轴承110，即试验轴承110安装于座体201上。横梁220用于安装第一径向加载装置500，即第一径向加载装置500安装于横梁220中。第一径向加载装置500用于对运转中的试验轴承110施加外力，从而模拟机车轴承在真实运行情况下的受力情况。

该滚动轴承实验台支撑结构，结构紧凑合理，通过试验台支座200可为试验轴承提供稳定的安装环境，安装平面2011开设的滑槽2012配合调整螺杆2022可实现支架210位置的调整，即通过螺拧调整螺杆2022，可使得支架210沿滑槽2012的长度方向移动，从而调整支架210相对试验台支座200的位置，使得安装在横梁220上的第一径向加载装置500可在合适的位置对放置在试验台支座200上的试验轴承110施加外力，一般地，第一径向加载装置500在试验轴承110的径向方向上对试验轴承110的中心位置施加外力，以提高试验的可靠性，如此试验轴承110的受力方向变得准确且可控，测试的准确性高，加工工艺的可实现程度高，整体试验性能好。

在其中一个实施例中，座体201为中空结构。优选地，座体201的高度为800mm，这样符合人机工程学，方便工装拆卸与轴承安装。座体201为试验轴承110的安装基座，用于安装试验轴承110。通常试验轴承安装在试验轴箱中，试验轴承通过试验轴箱间接地安装在座体上。本实施例中，座体为工字型立体结构，这样便于安装其他试验设备。

调整件202是用于调整支架210相对座体201的位置的机构，调整件202安装在座体201上，支架210滑动安装在座体201上，调整件202通过对支架210施加外力，从而使支架210相对座体201移动，这样即可间接地调整安装在支架210上的第一径向加载装置500的位置，使其可在合适的位置对设置在座体201上的试验轴承110施加外力。

请再次参阅图8、图9和图11，在其中一个实施例中，调整件202位于滑槽2012的端部。具体的，固定块2021安装在座体201上并位于安装平面2011的侧边，调整螺杆2022穿设螺纹通道2023并与架体230抵接。一实施例中，调整螺杆2022与安装平面2011平行设置。如此，固定块2021的安装位置不占用安装平面2011的面积且方便调整螺杆2022地安装和调节，即不占用架体230的可移动调节空间，也便于安装和调节调整螺杆2022，使得架体230的可移动调节空间更宽，调试更便捷，从而更有利于调节第一径向加载装置500相对试验轴承110的位置，提高了试验台搭建的效率以及在试验过程中的调节转换效率。

为提高拆装的便捷性，固定块2021可拆卸的固定安装在座体201上。一实施例中，座体201于安装平面2011的侧边开设有螺孔(图未示)，固定块2021通过螺钉固定在座体201上。具体地，座体201邻近滑槽2012的端部开设有螺孔，固定块2021设置有固定螺杆2024，固定螺杆2024螺入该螺孔。如此，可方便固定块2021的安装于拆卸。一个实施例中，螺孔的数量及固定螺杆2024的数量均为两个，每一固定螺杆2024对应一螺孔。如此，可提高固定块2021安装在座体201后的稳定性和牢固性。

为便于调整支架210相对试验台支座200的位置，在其中一个实施例中，调整螺杆2022的数量为两个，螺纹通道2023的数量为两个，每一调整螺杆2022对应地穿设一螺纹通道2023。如此，通过两个调整螺杆2022，增大调整螺杆2022与架体230的接触面积，同时也增大了对架体230的施力，这样可更加方便快捷地通过调节调整螺杆2022而实现对架体230位置的调整。一个实施例中，两个调整螺杆2022对称设置。如此可以对架体230施力更加均衡，使得架体230在调整移动的过程更加稳定。

进一步地，调整螺杆2022的长度方向与滑槽2012的长度方向平行。这样，通过螺拧调整螺杆2022，可使架体230沿着滑槽2012的长度方向移动。

支架210是用于安装第一径向加载装置500的机构，支架210采用滑动连接的方式滑动安装在座体201上，目的是便于调整支架210与座体201的位置。本实施例中，支架210为门字型结构，其两侧为架体230，顶部为横梁220。第一径向加载装置500安装在顶部的横梁220上，由于横梁220相对安装平面2011之间具有预设距离，故可方便第一径向加载装置500的安装与操作。

请再次参阅图8和图10，在其中一个实施例中，滑槽2012的横截面为T字型结构，滑块231的横截面为T字型结构。滑块231的横截面形状结构与滑槽2012的横截面形状结构相契合，滑块231滑动嵌入滑槽2012中。如此，架体230可通过T字型结构的滑块231稳定地滑动安装在座体201上。进一步地，架体230的底部一体式设置滑块231。这样可以提高滑块231的使用寿命，同时也可以使得架体230与座体201的连接更加稳定牢固。

电机300用于带动试验轴承110相对试验轴箱100转动，以模拟试验轴承110的真实运行情况。优选地，电机300为异步伺服电机，进一步地，电机300为高转速电机异步伺服电机。如图1和图2所示，一实施例中，电机300通过安装座310安装在试验台支座200上。需要说明的是，安装座310与试验台支座200为可拆卸连接，如通过螺丝连接。电机300与安装座310也为可拆卸连接，且电机300与安装座310的相对位置可调。如安装座预留有安装通槽，电机通过螺丝穿设该安装通槽而固定在安装座上，通过调整螺丝与安装通槽的松紧进而调整电机相对试验轴承的距离，以使得电机与试验轴承之间的距离在合适的位置，从而便于电机更好地带动试验轴承实现高转速的转动。

在其中一个实施例中，电机300设置有皮带320，电机300的输出端通过皮带320与试验轴承110连接。也就是说，皮带320的两端分别套接在电机300的输出端和试验轴承110的端部。这样电机300通过皮带320即可带动试验轴承110转动。如此，由于皮带320传输动力具有一定柔性，可减少电机对支撑轴承的冲击伤害，也可减少台架振动对电机300的损伤，通过皮带320传输动力可实现试验轴箱100的稳定运转，提高了试验的测试的准确性。

轴向加载装置400用于在轴向上对试验轴箱100施加外力，可以理解，在轴向上对试验轴箱100施加外力其实际也是在轴向上对试验轴承110施加外力。轴向加载装置400主要用于模拟列车运行过程中蛇形运动时轴承轴承的受力情况。优选地，轴向加载装置400的加载力为0-25KN，响应时间为0.01s。如此，高灵敏度的响应速度，使得加载力的介入及轴向加载装置400与试验轴承110的抵接基本处于同步状态，可以避免试验轴承110受到轴向力影响。可以理解，试验轴承110为圆柱滚子轴承，轴向力会缩减试验轴承110的寿命，过高的轴向力甚至会瞬间破坏试验轴承110的轴承结构。在机车运行过程中轴承受力并非一成不变，可以按路况设计加载波形。

在其中一个实施例中，轴向加载装置400包括轴向加载助动缸410及轴向加载支架420，轴向加载助动缸410安装在轴向加载支架420上，一实施例中，轴向加载支架420安装在试验台支座200上。轴向加载助动缸410的输出端与试验轴箱100的轴向端部抵接。具体的，结合图2、图4和图5，轴向加载助动缸410的输出端与轴箱摆臂140的轴向端143抵接，进一步地，轴向加载助动缸410的输出端与轴箱摆臂140的轴向端143的轴向端面1431抵接。轴向加载助动缸410通过线缆与PLC控制器连接，由PLC控制器控制轴向加载助动缸410的启停。进一步地，轴向加载装置400的数量有两个，两个轴向加载装置400的轴向加载助动缸410分别与试验轴箱100的两轴向端部抵接。

第一径向加载装置500用于模拟机车运行时重力对轴箱轴承即试验轴承110的受力加载状况，第一径向加载装置500在重力方向上对试验轴箱100施加加载力，该加载力为0-150KN，响应时间为0.01s，可以理解，在机车运行过程中轴承受力并非一成不变，可以按路况设计加载力的波形。结合图1、图2、图5、图8和图11，一实施例中，横梁220开设有安装通孔221，第一径向加载装置500包括第一径向加载助动缸510和第一径向加载固定环520，第一径向加载助动缸510穿设该安装通孔221并通过第一径向加载固定环520固定在横梁220上。具体的，第一径向加载固定环520套设在第一径向加载助动缸510并与第一径向加载助动缸510连接固定，第一径向加载助动缸510穿设安装通孔221后，第一径向加载固定环520与横梁220连接固定，从而完成第一径向加载助动缸510的安装。第一径向加载助动缸510通过线缆与PLC控制器连接，由PLC控制器控制第一径向加载助动缸510的启停。一实施例中，第一径向加载助动缸510的输出端与试验轴箱100的第一径向端141抵接，这样，第一径向加载助动缸510可直接对试验轴箱100的第一径向端141施加加载力。进一步地，

第一径向加载装置500的数量有两个，两个第一径向加载装置500的第一径向加载助动缸510分别与试验轴箱100的两个第一径向端141抵接。

第二径向加载装置600用于模拟列车运行过程中启动、加速、减速、制动等动作时，轴箱轴承受牵引力，惯性力等作用情况下的受力情况。第二径向加载装置600在水平方向上对试验轴箱100施加加载力，该加载力为0-25KN，响应时间为0.01s，可以理解，在机车运行过程中轴承受力并非一成不变，可以按路况设计加载力的波形。结合图1、图2、图4和图5，第二径向加载装置600包括第二径向加载助动缸610和第二径向加载支架620，第二径向加载助动缸610安装在第二径向加载支架620上，第二径向加载助动缸610的输出端与第二径向端142抵接，具体的，第二径向加载助动缸610的输出端与第二径向端142的竖直端面1421抵接，这样，第二径向加载助动缸610可直接对试验轴箱100的第二径向端142施加加载力。一实施例中，第二径向加载支架620安装在试验台支座200上。第二径向加载助动缸610通过线缆与PLC控制器连接，由PLC控制器控制第二径向加载助动缸610的启停。进一步地，第二径向加载装置600的数量有两个，两个第二径向加载装置600的第二径向加载助动缸610分别与试验轴箱100的两个第二径向端142抵接。

请参阅图1、图2、图11和图12，在其中一个实施例中，高速滚动轴承试验台还包括风机700，风机700的输出端口朝向试验轴箱100，风机700用于向试验轴箱100送风。本实施例中，风机700的数量为两个，两个风机700的输出端口分别朝向试验轴箱100。一实施例中，风机700为鼓风机。这样，通过鼓风机模拟列车运行过程中的风速，一实施例中，风机700的风速为0-20m/s，如此，可模拟列车运行过程中风速为0-20m/s的运行情况，这样，充分考虑到了环境因素对试验台的影响，提高了试验的精确程度。

请参阅图1、图2、图11和图12，在其中一个实施例中，高速滚动轴承试验台还包括槽板810，试验台支座200、轴向加载装置400、第一径向加载装置500、第二径向加载装置600及风机700分别安装于槽板810上。一实施例中，电机300通过安装座310安装在槽板810上。一实施例中，轴向加载支架420安装在槽板810上。一实施例中，第二径向加载支架620安装在槽板810上。进一步地，高速滚动轴承试验台还包括平板820，平板820安装在槽板810上，试验台支座200安装在平板820上。进一步地高速滚动轴承试验台还包括缓冲件830，缓冲件830背向试验台支座200安装于槽板810上。进一步地缓冲件830包括若干空气弹簧，若干空气弹簧均匀分布于槽板810上。

可以理解，上述槽板810、平板820以及缓冲件830共同构成机车轴承试验基台800，通过该机车轴承试验基台800解决现有的试验台支撑机构的支撑面往往面积较大，将试验台支座安装在该支撑机构后，由于加工技术的限制，往往因为面积较大加工精度较低而影响试验台的测试性能，并且施力加载装置、鼓风机等安装在该支撑机构时较为不便，难于根据试验台支座的位置进行相应的调整，影响试验数据的准确度的技术问题。具体的，请参阅图14至图18，该机车轴承试验基台80包括：槽板810、平板820以及缓冲件830，平板820安装于槽板810上，平板820具有高精度平面821，槽板810具有与高精度平面821平行的安装面811。高精度平面821的面积小于安装面811的面积。缓冲件830背向平板820安装于槽板810上。槽板810于安装面811开设有若干横向槽812及若干竖向槽813，横向槽812的横截面及竖向槽813的横截面均为T字形，各个横向槽812及各个竖向槽813相互交叉设置并形成有网状的T型槽。结合图1和图3，高精度平面821用于安装放置试验台支座200。

该机车轴承试验基台800，结构紧凑合理，通过尺寸面积较小的平板820能够实现更高的加工精度而形成该高精度平面821，弥补了尺寸面积较大的槽板810无法做到较高的加工精度的缺陷，将试验台支座安装在高精度平面821上后，能有效提高试验台支座200的稳定性。并且，通过在槽板810上设置有网状的T型槽，施力加载装置、鼓风机等试验设备可快速便捷地安装在槽板810上，提高了试验测试的效率。该机车轴承试验基台加工工艺的可实现程度高，整体试验性能好。

槽板810为机车轴承试验的基座，用于固定试验台主体。本实施例中，槽板810为长方体板状结构。进一步地，各个横向槽812之间相互平行设置。进一步地，各个竖向槽813之间相互平行设置。进一步地，各个横向槽812及各个竖向槽813相互垂直设置。如此，各个横向槽812及各个竖向槽813相互交叉设置并形成的网状T型槽可便于施力加载装置、鼓风机等试验设备的快安装。

平板820为尺寸面积远小于槽板810的扁平状长方体。需要说明的是，将平板820的尺寸设计地小于槽板810，目的是由于尺寸较小，可对其进行精加工，使得高精度平面821更加平整。这样，通过精加工得到的平板820能有效地提高试验台支座200的稳定性。

在其中一个实施例中，平板820安装于槽板810的中部区域上。这样有利于将试验台支座200作为中心元器件，施力加载装置、鼓风机等试验设备的可围绕该试验台支座200进行组装，后期也方便调试施力加载装置、鼓风机等试验设备，提高了试验操作的效率。

为便于平板820的快速安装，在其中一个实施例中，平板820背向高精度平面821设置有T型滑轨(图未示)，T型滑轨滑动嵌入于T型槽中。进一步地，平板820一体式设置T型滑轨。进一步地，T型滑轨的长度等于平板820的长度。T型滑轨与T型槽的形状构造相契合。这样，平板820可以快速地通过T型滑轨嵌入T型槽而安装在槽板810上。

缓冲件830作为缓冲装置，安装在槽板810的底面。利用缓冲件830可以降低试验过程中各个施力加载装置产生的力对整个轴承试验台的影响。缓冲件830采用弹性元件构成，可吸收施力加载装置产生的振动力，从而提高轴承试验台整体的稳定性，使得试验数据可靠。

在其中一个实施例中，缓冲件830包括若干空气弹簧831，若干空气弹簧831均匀分布于槽板810上。进一步地，若干空气弹簧831成矩阵均匀分布于槽板810上。本实施例中，空气弹簧通过顶部设置螺钉，槽板的底面对应设置螺纹孔，螺拧安装固定在槽板上。如此，通过设置多个空气弹簧831，提高了缓冲件830的缓冲性能，使其能承受更大的外力的冲击，从而有效的提高了试验测试的准确性，且加工工艺的可实现程度高，整体试验性能好。

请参阅图17和图18，为了进一步提高槽板810放置时的稳定性，机车轴承试验基台还包括若干固定件840，各个固定件840均匀分布在槽板810的底部。本实施例中，固定件840的数量为四个，四个固定件840分布位于槽板810的底部的四个转角处。固定件840可拆卸地安装在槽板810的底部。固定件840的高度小于空气弹簧831松弛时的高度，优选地，固定件840的高度为空气弹簧831松弛时的高度的2/5，这样一方面可以让空气弹簧831有自由地伸缩空间以吸收施力加载装置、鼓风机等试验设备产生的冲击力，另一方面，固定件840具备一定的高度，可以防止因槽板810一侧均受力过重而使空气弹簧831均收缩，进而导致机车轴承试验基台严重倾斜，槽板810一侧均受力过重而使空气弹簧831均收缩时，固定件840即可起到支撑作用，有效地防止了机车轴承试验基台发生严重倾斜情况的发生。

进一步地，固定件840包括固定螺杆841、微调螺母842以及若干微调杆843，固定螺杆841的顶端与槽板810连接，微调螺母842与固定螺杆841螺接并套设在固定螺杆841的底部，各个微调杆843均匀分布在微调螺母842上。一是实施例中，槽板810开设有螺纹槽(图未示)，固定螺杆841的顶端螺入该螺纹槽而与槽板810连接固定。进一步地，为使得固定螺杆841保持与槽板810的稳定连接，固定件840还包括限位螺母843，限位螺母843与固定螺杆841螺接并套设在固定螺杆841的顶部，且限位螺母843与槽板810的底部抵接，这样可以利用限位螺母843将固定螺杆841限制在槽板810的底部，保持固定螺杆841与槽板810的稳定连接。进一步地，各个微调杆843与微调螺母842一体成型设置，这样可以使得微调杆843更加牢固。如此，利用微调螺母842与微调杆843，可以在槽板810整体较为平整而部分高度需要增高时，螺拧微调螺母842使得固定件840的整体高度上升，从而进行微调，方便快捷。

为了便于实现自动化控制测试，一实施例，高速滚动轴承试验台还包括PLC控制器(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，该PLC控制器分别与电机300、轴向加载装置400、第一径向加载装置500、第二径向加载装置600及风机电性连接，PLC控制器通过控制指令分别控制电机300、轴向加载装置400、第一径向加载装置500、第二径向加载装置600及风机的启停，从而实现自动化试验测试，极大的提高了试验测试效率。

本发明的优点在于：通过电机带动试验轴承实现高速转动，模拟机车在高速运行时轴承的运转，在试验轴承高速转动的过程中，在试验轴承的轴向上，通过轴向加载装置向试验轴承施加外力，可模拟试验轴承高速转动的过程中在轴向上的受力情况，在试验轴承的径向上，通过第一径向加载装置及第二径向加载装置，可模拟试验轴承高速转动的过程中在不同的径向上的受力情况，最后通过带轴箱测量方式或者工装测量方式对试验轴承的受力情况进行测量分析，从而得出轴承最接近真实情况的疲劳性能变化以及真实的使用寿命，可直观表现试验变量与试验结果之间的直接关系，测试的准确性高，且采用最贴近高速列车在运行时受力情况的加载方式进行加载，在做支撑轴承跑和试验时，可以分析出支撑轴承最接近真实情况的疲劳性能变化，以及真实使用寿命。通过采用可调加载方式，可根据支撑轴承实时性能数据的变化分析影响支撑轴承寿命的关键因素，可作为机车设计参考。实时数据分析功能可用作支撑轴承开发。该发明结构设计紧促，并且充分考虑加工工艺的可实现程度，从设计上弥补加工误差以及加工精度造成的影响，加工工艺的可实现程度高，整体试验性能好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种高速滚动轴承试验台，其特征在于，包括：试验轴箱、试验台支座、电机、轴向加载装置、第一径向加载装置及第二径向加载装置，所述试验轴箱安装在所述试验台支座，所述试验轴箱内安装有试验轴承，所述电机与所述试验轴承连接，所述电机用于带动所述试验轴承相对所述试验轴箱高速转动；所述轴向加载装置的输出端与所述试验轴箱的轴向端部抵接，所述轴向加载装置用于在所述试验轴承的轴向上对所述试验轴箱施加轴向力；所述第一径向加载装置的输出端与所述试验轴箱的第一径向端部抵接，所述第一径向加载装置用于在所述试验轴承的第一径向上对所述试验轴箱施加第一径向力；所述第二径向加载装置的输出端与所述试验轴箱的第二径向端部抵接，所述第二径向加载装置用于在所述试验轴承的第二径向上对所述试验轴箱施加第二径向力；

所述试验轴箱包括：试验轴承、基座、轴承座、轴箱摆臂及轴箱支杆，所述轴承座安装于所述基座上，所述轴承座设有转动通道、进油孔及出油孔，所述转动通道分别与所述进油孔及所述出油孔连通，所述进油孔用于向所述转动通道注入润滑油，所述出油孔用于排出所述转动通道的润滑油；所述试验轴承穿设所述转动通道与所述轴承座抵接，所述轴箱摆臂套接于所述试验轴承的端部；所述轴箱支杆的一端安装在所述试验台支座上，所述轴箱支杆的另一端与所述试验轴箱摇臂端连接；所述基座安装在所述试验台支座上，所述试验轴承在所述电机的带动下相对所述轴承座在所述转动通道中转动；

所述轴承座的数量为两个，两个所述轴承座并排设置，所述试验轴承分别穿设两个所述轴承座的转动通道并分别与两个所述轴承座抵接，两个所述轴承座的进油孔相对立设置；

所述高速滚动轴承试验台还包括槽板、平板、缓冲件以及四个固定件，所述槽板、所述平板、所述缓冲件以及四个所述固定件共同构成机车轴承试验基台，所述试验台支座、所述轴向加载装置、所述第一径向加载装置及所述第二径向加载装置分别安装于所述槽板上，所述平板安装在所述槽板上，所述试验台支座安装在所述平板上，所述缓冲件背向所述试验台支座安装于所述槽板上，所述缓冲件包括若干空气弹簧，若干所述空气弹簧均匀分布于所述槽板上；

四个所述固定件均匀分布在所述槽板的底部，四个所述固定件分布位于所述槽板的底部的四个转角处，所述固定件可拆卸地安装在所述槽板的底部，所述固定件的高度小于所述空气弹簧松弛时的高度，所述固定件的高度为所述空气弹簧松弛时的高度的2/5；

所述固定件包括固定螺杆、微调螺母、若干微调杆以及限位螺母，所述固定螺杆的顶端与所述槽板连接，所述微调螺母与所述固定螺杆螺接并套设在所述固定螺杆的底部，各个所述微调杆均匀分布在所述微调螺母上，所述槽板开设有螺纹槽，所述固定螺杆的顶端螺入该螺纹槽而与所述槽板连接固定，所述限位螺母与所述固定螺杆螺接并套设在所述固定螺杆的顶部，且所述限位螺母与所述槽板的底部抵接，各个所述微调杆与所述微调螺母一体成型设置。

2.根据权利要求1所述的高速滚动轴承试验台，其特征在于，所述高速滚动轴承试验台还包括风机，所述风机分别安装于所述槽板上，所述风机的输出端口朝向所述试验轴箱，所述风机用于向所述试验轴箱送风。

3.根据权利要求1所述的高速滚动轴承试验台，其特征在于，所述电机设置有皮带，所述电机的输出端通过所述皮带与所述试验轴承连接。

4.根据权利要求1所述的高速滚动轴承试验台，其特征在于，所述轴向加载装置包括轴向加载助动缸及轴向加载支架，所述轴向加载助动缸安装在所述轴向加载支架上，所述轴向加载助动缸的输出端与所述试验轴箱的轴向端部抵接。

5.根据权利要求4所述的高速滚动轴承试验台，其特征在于，所述轴向加载装置的数量有两个，两个所述轴向加载装置的轴向加载助动缸分别与所述试验轴箱的两轴向端部抵接。

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