CN110987429A - 低速直升机轴承试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低速直升机轴承试验装置，包括试验台主体、控制系统、轴承装配系统和数据采集系统，试验台主体分别与控制系统、轴承装配系统和数据采集系统连接，驱动系统与主轴的一端连接，数据采集系统包括温度传感器、速度传感器、轴向压力传感器和径向压力传感器；试验台主体包括底座，在底座上设置润滑系统、加载系统、调温系统、驱动系统和测试轴承系统；润滑系统包括设置在底座中部的箱体底座、设置在底座中部的箱体和专用导油槽，主轴穿过箱体浸润在箱体内的润滑油中；加载系统包括轴向加载系统和径向加载系统；调温系统包括外接在箱体外的调温油箱，调温油箱内设置断油开关。本发明装置可以实现高温、重载、变载、润滑及断油等实际工况的模拟。

Description

低速直升机轴承试验装置

技术领域

本发明属于轴承试验技术领域，具体涉及一种低速直升机轴承试验装置。

背景技术

直升机在20世纪航空技术中是比较具有特色的发明，由于直升机可以竖直起飞降落，对于场地的要求很低，所以其广泛应用于旅游、救援、消防、商务运输、医疗救助、通信以及农业、探测资源等领域。而轴承作为直升机关键机械零部件之一其性能好坏直接影响到所支承轴系乃至整机的服役性能。随着我国装备制造业的崛起及各重工业的发展,设备越来越向大型化、节能化、高性能化方向发展,相应的也对各种设备的轴承提出了大负荷、低功耗、长寿命、抗冲击等技术要求。一般普通工况条件下滚动轴承可以直接从标准目录选型使用，但在一些高温、重载和变载等特殊工况条件下滚动轴承经验数据尚不能满足使用需求的选型使用需要进行相关试验研究。

发明内容

本发明提供一种低速直升机轴承试验装置，解决现有技术中缺少专用的低速直升机轴承试验装置的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

低速直升机轴承试验装置，包括试验台主体、控制系统、轴承装配系统和数据采集系统，所述试验台主体分别与控制系统、轴承装配系统和数据采集系统连接，所述驱动系统与主轴的一端连接，所述数据采集系统包括温度传感器、速度传感器、轴向压力传感器和径向压力传感器；所述试验台主体包括底座在底座上设置润滑系统、加载系统、调温系统、驱动系统和轴承测试系统；所述润滑系统包括设置在底座中部的箱体底座，箱体底座上设置箱体，箱体上端设置箱盖和专用导油槽，主轴穿设在箱体内并浸润在箱体内的润滑油中；所述加载系统包括轴向加载系统和径向加载系统，所述轴向加载系统设置在底座上，与安装在主轴轴向加载端的加载端盖相连，所述加载端盖的表面上设计螺纹孔，螺纹孔上安装轴向压力传感器；所述径向加载系统与试验轴承上的轴承套相连，轴承套上设置加载凸台平面，加载凸台平面上设置一个螺纹孔，螺纹孔上安装径向压力传感器；所述调温系统包括外接在箱体外的调温油箱，调温油箱内设置断油开关。

进一步的，所述驱动系统包括三相异步电机。

进一步的，所述箱盖和箱体底座上设置有导油槽，润滑油从油箱出油口流出后由箱盖上的两个进油口进入箱体，经过主轴上的支承轴承后进入箱体；润滑油可通过箱体底座上出油口流出，实现箱体内的润滑油油液的高度控制。

进一步的，所述轴向加载系统和径向加载系统均为液压缸加载系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明装置可以实现高温、重载、变载、润滑及断油等实际工作状况的模拟，通过在低速直升机轴承试验装置上合理布置速度传感器、压力传感器和温度传感器从而使试验轴承能进行温度、载荷、转速等的实时测量，并且本发明装置辅以载荷，温度，转速等各类测量参数的变化可以进行轴承测试，故障诊断，轴承改进，轴承延寿等方面的研究。其具有结构简单，运行可靠，成本低，易于安装和调试等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1是本发明实施例的系统组成框图；

图2是本发明实施例的总装配体图；

图3是本发明实施例的主轴结构示意图；

图中，1-轴向加载系统，2-径向加载系统，3-驱动系统，4-箱盖，5-箱体底座，6-底座。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使他人对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

参见图1-图3所示的低速直升机轴承试验装置，包括试验台主体、控制系统、轴承装配系统和数据采集系统，试验台主体分别与控制系统、轴承装配系统和数据采集系统连接；驱动系统3与主轴的一端连接；数据采集系统根据本低速直升机轴承试验台的测试需求，需要对试验轴承温度、施加载荷量的大小和轴承转速进行测量，所以要选用适合本试验台结构装配条件的温度传感器，速度传感器和轴向、径向压力传感器；试验台主体包括底座6，在底座6上设置润滑系统、加载系统、调温系统、驱动系统和轴承测试系统；润滑系统包括设置在底座6中部的箱体底座5，箱体底座5上设置箱体，箱体上端设置箱盖4和专用导油槽，主轴穿设过箱体内浸润在箱体内的润滑油中；所述加载系统包括轴向加载系统1和径向加载系统2，所述轴向加载系统1设置在底座6上，与安装在主轴轴向加载端的加载端盖相连，所述加载端盖的表面上设计螺纹孔，螺纹孔上安装轴向压力传感器；径向加载系统2与试验轴承上的轴承套相连，轴承套上设置加载凸台平面，加载凸台平面上设置一个螺纹孔，螺纹孔上安装径向压力传感器。

调温系统包括外接在箱体的调温油箱，调温油箱内设置断油开关，结合试验台试验轴承内圈上的温度传感器对试验轴承的温度进行实时控制调节。该调温系统与润滑系统相结合，通过外接调温油箱实现温度控制的同时实现润滑和断油工况的模拟；这样的设计节省了成本，并且使试验台整体结构得到简化。

驱动系统3包括三相异步电机作为动力输入，由于低速直升机轴承试验台转速不高，所以可在满足动力要求的前提下尽量选择适合本试验台轴承转速的可调速电机，以避免再加入其它减速机构和速度调节机构，从而减少机械机构对于能量的损耗和试验台精度的影响，从而使本低速直升机试验台结构更为简洁，性能可靠。

润滑系统选用浸油润滑和循环油润滑结合的方式对轴承进行润滑；支承轴承被箱体包裹，箱盖4和箱体底座5上设置有导油槽，润滑油从油箱出油口流出后由箱盖4上的两个进油口进入箱体，经过主轴上的支承轴承后流入箱体；润滑油可通过箱体底座5上出油口流出，实现箱体内的润滑油油液的高度控制和进行循环油润滑。

轴向加载系统1和径向加载系统2均为液压缸加载系统，液压缸结构简单，工作可靠，无传动间隙，运动平稳，可实现重载、变载工况的模拟。

轴承装配系统用来装卸、更换试验轴承。

控制系统为整个试验台提供能量以及控制运行状态。

主轴的轴上零件装配方案如图3所示：Ⅰ段处为三相异步电机连接位置，在此处设置键槽以实现主轴和联轴器的连接，在轴肩右侧设置速度传感贴片用以测试主轴转速；Ⅱ段和VII段处安装支承轴承，用来实现主轴的定位以及支撑主轴和轴上零件；IV段处安装试验轴承，在试验轴承内圈设置一个轴向的开口，用来安装温度传感器，进行试验温度测试；VIII段右侧端面处为轴向加载的位置，在其右侧设置液压缸以实现轴向加载。

本发明的工作原理为：

根据实验要求设定驱动系统转速以控制主轴转速，主轴通过联轴器驱动试验轴承转动，主轴在转动过程中，润滑油从油箱出油口流出后由箱盖4上的两个进油口进入箱体，经过支承轴承后流入箱体，实现对两个支承轴承的润滑，通过箱体上出油口的设置控制箱体内油液的高度以实现对试验轴承的浸油润滑，并通过轴向加载系统1和径向加载系统2对试验轴承施加轴向载荷和径向载荷。试验开始后，计算机系统中的数据采集处理程序通过采集主轴转速，轴向加载系统1和径向加载系统2施加的轴向载荷、径向载荷，温度传感器测量所得的试验轴承内圈温度，并将这些数据送入计算机内的A/D转换板，经过计算机判断、运算、处理后呈现不同曲线实现数据实时采集、处理和存储。为了满足高温、大载荷、冲击载荷等试验要求，试验轴承能进行温度、载荷、转速、润滑及断油等实际工作状况的模拟。通过更换试验轴承的型号和改变转速、载荷、温度等各类工况参数，本低速直升机轴承试验装置可以方便地获取各种不同型号低速直升机轴承的性能参数，进而研究各种结构、工况、润滑等参数对滚动轴承寿命的影响机理及其有效延寿方法。

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 (4)

1.低速直升机轴承试验装置，包括试验台主体、控制系统、轴承装配系统和数据采集系统，所述试验台主体分别与控制系统、轴承装配系统和数据采集系统连接，其特征在于：所述驱动系统(3)与主轴的一端连接，所述数据采集系统包括温度传感器、速度传感器、轴向压力传感器和径向压力传感器；所述试验台主体包括底座(6)，在底座(6)上设置润滑系统、加载系统、调温系统、驱动系统和轴承测试系统；所述润滑系统包括设置在底座(6)中部的箱体底座(5)，箱体底座(5)上设置箱体，箱体上端设置箱盖(4)和专用导油槽，主轴穿设在箱体内并浸润在箱体内的润滑油中；所述加载系统包括轴向加载系统(1)和径向加载系统(2)，所述轴向加载系统(1)设置在底座(6)上，与安装在主轴轴向加载端的加载端盖相连，所述加载端盖的表面上设计螺纹孔，螺纹孔上安装轴向压力传感器；所述径向加载系统(2)与试验轴承上的轴承套相连，轴承套上设置加载凸台平面，加载凸台平面上设置一个螺纹孔，螺纹孔上安装径向压力传感器；所述调温系统包括外接在箱体外的调温油箱，调温油箱内设置断油开关。

2.根据权利要求1所述低速直升机轴承试验装置，其特征在于：所述驱动系统3包括三相异步电机。

3.根据权利要求1或2所述低速直升机轴承试验装置，其特征在于：所述箱盖(4)和箱体底座(5)上设置有导油槽，润滑油从油箱出油口流出后由箱盖(4)上的两个进油口进入箱体，经过主轴上的支承轴承后进入箱体；润滑油可通过箱体底座(5)上出油口流出，实现箱体内的润滑油油液的高度控制。

4.根据权利要求3所述低速直升机轴承试验装置，其特征在于：所述轴向加载系统(1)和径向加载系统(2)均为液压缸加载系统。

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