CN111896253A - 一种多功能低温真空轴承测试试验台及测试方法 - Google Patents

Abstract

一种多功能低温真空轴承测试试验台及测试方法，包括内圈轴向载荷施加轴、外圈轴向载荷施加轴、主轴、外圈轴向载荷施加推力球轴承、内圈轴向载荷施加推力轴承、径向载荷施加滚动轴承、径向载荷施加轴、外圈转动制动销、外圈紧固锥夹、内圈紧固锥夹、测试轴承、氮气排出口、氮气注入口、真空低温腔室、转动外壳、固定基座、转动外壳用轴承、后端盖、卡簧Ⅰ、卡簧Ⅱ、内齿圈、内齿圈后端推力球轴承、内齿圈前端推力球轴承、行星轮、轴套、中心轮、传动轴、行星轮用轴承、行星轮保持架、传动大齿轮、传动小齿轮、传动键、电机、直线气缸、内圈转动制动销及齿轮拨叉。满足各种不同工况下使用轴承的测试功能，并且其模块化的设计方便测试轴承的安装。

Description

一种多功能低温真空轴承测试试验台及测试方法

技术领域

本发明属于轴承测试设备技术领域，具体涉及一种多功能低温真空轴承测试试验台及测试方法。

背景技术

高端轴承不仅是高端装备的核心基础部件，更是主机性能、功能与效率的重要保证，体现了国家极端制造能力和制造水平，是国民经济和国防安全装备的重要保障。近年来，随着轴承的使用环境越来越多样化，对轴承服役性能的要求也越来越苛刻，特别是在航空航天、国防军工、能源化工、装备制造等领域，要求轴承在极端工况与特殊环境下服役。例如，在大型超低温风洞中，轴承运行环境温度达到-180℃以下；在液体火箭发动机涡轮泵中，轴承在液氢或液氧等介质中运行，其环境温度达到-253℃以下；在太空中应用的各类航天器轴承除了要承受大幅度温度变化环境外，还面临真空等极端空间环境，同时还需承受高速、重载等运行工况。

现有的轴承测试试验台通常只能实现常温或较窄温域范围内轴承服役性能的测试，且无法实现轴承运行环境的真空度等要求，制约着高端轴承在极端工况或特殊领域下服役性能的研究。所以，可实现低温、真空环境下轴承受载及寿命等服役性能测试的试验台搭建对于高端轴承在高精尖领域的推广和应用具有重要的意义。

发明内容

针对在不同工况下使用的轴承设计一种多功能低温真空轴承测试试验台及测试方法，其具有分别对所要测试轴承内外圈轴向加载、对测试轴承外圈径向加载、固定测试轴承外圈转动内圈、固定测试轴承内圈转动外圈及测试轴承内外圈同时反向转动的不同功能；并且可以针对多种轴承工作情况设定并在低温真空的环境下对轴承寿命进行测试。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多功能低温真空轴承测试试验台，包括动力部分、测试部分、固定基座及后端盖，所述动力部分设置在固定基座及后端盖上，动力部分输出端与测试部分输入端连接。

所述测试部分包括主轴、内圈轴向载荷施加轴、外圈轴向载荷施加轴、转轴外壳及传动轴，所述内圈轴向载荷施加轴与主轴一端同轴套装，且内圈轴向载荷施加轴与主轴轴肩之间设置有内圈轴向载荷施加推力球轴承，内圈轴向载荷施加轴通过内圈轴向载荷施加推力球轴承对主轴施加轴向力，进而对测试轴承内圈施加轴向力，由于内圈轴向载荷施加推力球轴承的原因，内圈轴向载荷施加轴不会随着主轴的转动而发生转动，所述内圈轴向载荷施加轴外圆面同轴套装有外圈轴向载荷施加轴，外圈轴向载荷施加轴的内孔通过内圈轴向载荷施加推力球轴承外圈定位，所述主轴外圆同轴套装有转动外壳，所述外圈轴向载荷施加轴、转动外壳、内圈轴向载荷施加轴、内圈轴向载荷施加推力轴承及主轴共同形成的空间构成真空低温腔室，并且在外圈载荷施加轴的轴肩端面上分别设置有液氮注入口与氮气排出口，以提供给测试轴承真空低温的测试条件，转动外壳靠近外圈轴向载荷施加轴一端的轴肩与外圈轴向载荷施加轴之间设置有外圈轴向载荷施加推力球轴承，外圈轴向载荷施加轴通过外圈轴向载荷施加推力球轴承对转动外壳施加轴向力，进而对测试轴承外圈施加轴向力，由于外圈轴向载荷施加推力球轴承的原因，外圈轴向载荷施加轴不会随着转动外壳的转动而发生转动，转动外壳与主轴之间设置有位于真空低温腔室内的测试轴承，测试轴承通过主轴轴肩及内圈紧固锥夹轴向定位，且内圈紧固锥夹同轴套装在主轴外圆上，测试轴承通过外圈紧固锥夹径向定位，外圈紧固锥夹将测试轴承与转动外壳固定在一起，使得测试轴承外圈与转动外壳一起运动，内圈紧固锥夹将测试轴承内圈与主轴固定在一起，使得测试轴承内圈与主轴一起运动，所述转动外壳外圆与固定基座同轴套装，固定基座一端安装有外圈转轴制动销，当只允许测试轴承内圈转动时将固定基座上的外圈转轴制动销插入转动外壳的销孔，防止测试轴承内圈转动时测试轴承外圈也随着转动，固定基座另一端安装有后端盖，固定基座与外圈轴向载荷施加轴之间的转动外壳外圆上通过径向载荷施加滚动轴承连接有径向载荷施加轴，转动外壳在转动过程中，由于径向载荷施加滚动轴承的设置，也可以对转动外壳施加径向的载荷，固定基座与转动外壳之间安装有转动外壳用轴承，且通过卡簧Ⅰ和卡簧Ⅱ固定，所述主轴另一端与传动轴一端同轴套装，传动轴外圆与转动外壳之间安装有支撑轴承，传动轴另一端伸出后端盖设置。

所述动力部分包括电机、行星轮保持架、传动大齿轮及传动小齿轮，所述行星轮保持架通过螺钉固定在后端盖内表面上，行星轮保持架中心孔穿插有传动轴，传动轴外圆与行星轮保持架之间设置有轴承，后端盖外表面上通过基座固定有内齿圈传动制动销，当只允许测试轴承外圈转动时将固定在后端盖上的内齿圈传动制动销插入传动轴的销孔内，防止测试轴承外圈转动时测试轴承内圈也随着转动，所述行星轮保持架通过行星轮用轴承安装有行星轮，行星轮同时与套装在传动轴上的中心轮及套在行星轮上的内齿圈啮合，所述内齿圈端面与行星轮保持架之间安装有内齿圈后端推力球轴承，内齿圈与转动外壳端面之间安装有内齿圈前端推力球轴承，且内齿圈前端推力球轴承通过轴套同轴套装在传动轴外圆上，且通过传动轴轴肩定位，所述后端盖通过其底端对称设置的定位圈安装有直线气缸，两个直线气缸的活塞杆末端分别与齿轮拨叉连接，两个齿轮拨叉与传动大齿轮的端面配合，用于卡住传动大齿轮，所述固定基座底端上表面固定安装有电机，电机输出轴通过传动键安装有与传动大齿轮啮合的传动小齿轮。

所述主轴通过其花键与传动轴的连接端的花键槽同轴连接，且花键端端面与花键槽槽底之间设置有间隙，间隙的设置使传动轴不会影响主轴的轴向加载，使得主轴上的轴向加载全部作用在测试轴承的内圈上。

所述内齿圈的内圆面设置有与行星轮啮合的内齿，内齿圈外圆面设置有外齿，用于与传动大齿轮啮合。

所述测试试验台分为三种档位：档位Ⅰ，测试轴承内圈转动，外圈不发生转动；此时传动大齿轮与内齿圈啮合；档位Ⅱ，测试轴承内圈外圈同时转动，且内圈与外圈的转动方向相反；此时传动大齿轮同时与内齿圈及转动外壳啮合；档位Ⅲ，测试轴承外圈转动，内圈不发生转动；此时传动大齿轮与转动外壳啮合。

所述转动外壳靠近内齿圈一端的外圆面加工有花键，用于与传动大齿轮啮合。

一种多功能低温真空轴承测试试验台对测试轴承测试的测试方法，包括以下步骤：

步骤1，首先使用内圈紧固锥夹将测试轴承固定在主轴的相应轴段上，然后将主轴的带花键端与传动轴的花键槽端相连接，然后使用外圈紧固锥夹将测试轴承外圈与转动外壳固定，紧接着将内圈轴向载荷施加推力球轴承安装至主轴的相应轴段上，再将外圈轴向载荷施加推力球轴承安装至转动外壳的相应位置上，然后将外圈轴向载荷施加轴与转动外壳同轴安装，然后将内圈轴向载荷施加轴与主轴同轴安装，最后将外圈转动制动销拧入到转动外壳的销孔中，阻止转动外壳转动，此时内圈转动制动销不使用，或者最后将内圈转动制动销拧入到传动轴的销孔中，阻止传动轴转动，此时外圈转动制动销不使用；或者内圈转动制动销和外圈转动制动销均不使用；

步骤2，安装好测试轴承后，开启液氮注入口上的阀门，通过外圈轴向载荷施加轴上的液氮注入口持续向真空低温腔室内通入氮气；

步骤3，对测试轴承的内圈进行测试，此时测试轴承内圈转动，外圈不发生转动；启动直线气缸，直线气缸的活塞杆动作带动带动齿轮拨叉控制传动大齿轮运动至只与内齿圈接触啮合的位置，将位于固定基座上的外圈转动制动销插入转动外壳的销孔中防止转动外壳发生转动；启动电机，电机带动传动小齿轮转动，传动小齿轮带动传动大齿轮进行转动，传动大齿轮带动内齿圈进行转动，内齿圈通过行星轮将转动传递给中心轮，中心轮带动传动轴进行转动，传动轴带动主轴转动，进而带动测试轴承内圈转动对测试轴承内圈进行测试；

或者对测试轴承的外圈进行测试，此时测试轴承外圈转动，内圈不发生转动；启动直线气缸，直线气缸的活塞杆动作带动齿轮拨叉控制传动大齿轮运动至只与转动外壳啮合的位置，将安装于后端盖上的内圈转动制动销插入传动轴的销孔内防止主轴发生转动；启动电机，电机带动传动小齿轮转动，传动小齿轮带动传动大齿轮进行转动，传动大齿轮带动转动外壳进行转动，进而带动测试轴承外圈进行转动对测试轴承外圈进行测试；

或者对测试轴承的内圈和外圈同时进行测试，此时测试轴承内圈和外圈同时转动，但是转动方向相反；启动直线气缸，直线气缸的活塞杆带动齿轮拨叉控制传动大齿轮运动，至同时与内齿圈和转动外壳啮合；启动电机，电机带动传动小齿轮转动，传动小齿轮带动传动大齿轮进行转动，传动大齿轮同时带动内齿圈和转动外壳发生转动，由于行星轮的存在，使得中心轮与内齿圈的转向相反，进而中心轮的转向与转动外壳的转向相反，最终使得主轴的转动与转动外壳的转向相反，因此，此时测试轴承的内圈外圈同时进行转动，但是转向相反；

测试结束后，关闭液氮注入口处的阀门，停止通入氮气。

本发明的有益效果为：

根据不同的轴承工作状态可以调整不同的转动情况，分有反正转换档位，根据需求进行调节。

对测试轴承的内圈外圈均可实施轴向加载，并且不影响内圈外圈的转动。

将液氮注入口设置在下方使得液氮的低温效果得到更好的发挥。

试验平台根据本身的功能特征，可以满足各种不同工况下使用轴承的测试功能，并且其模块化的设计可以使得测试轴承的安装较为方便。

附图说明

图1为本发明多功能的低温真空轴承测试试验台剖视结构示意图；

图2为本发明多功能的低温真空轴承测试试验台去掉固定基座后的三维示意图；

图3为本发明多功能的低温真空轴承测试试验台的整体结构三维示意图；

图4为本发明多功能的低温真空轴承测试试验台的主轴结构示意图；

图5为本发明多功能的低温真空轴承测试试验台的内齿圈结构示意图；

图6为本发明多功能的低温真空轴承测试试验台的转动外壳结构示意图；

图7为本发明多功能的低温真空轴承测试试验台的传动大齿轮结构示意图；

1-内圈轴向载荷施加轴，2-外圈轴向载荷施加轴，3-主轴，4-外圈轴向载荷施加推力球轴承，5-内圈轴向载荷施加推力轴承，6-径向载荷施加滚动轴承，7-径向载荷施加轴，8-外圈转动制动销，9-外圈紧固锥夹，10-内圈紧固锥夹，11-测试轴承，12-氮气排出口，13-液氮注入口，14-真空低温腔室，15-转动外壳，16-固定基座，17-转动外壳用轴承，18-后端盖，19-卡簧Ⅰ，20-卡簧Ⅱ，21-内齿圈，22-内齿圈后端推力球轴承，23-内齿圈前端推力球轴承，24-行星轮，25-轴套，26-中心轮，27-传动轴，28-行星轮用轴承，29-行星轮保持架，30-传动大齿轮，31-传动小齿轮，32-传动键，33-电机，34-直线气缸，35-内圈转动制动销，36-齿轮拨叉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图7所示，一种多功能低温真空轴承测试试验台，包括主轴3、内圈轴向载荷施加轴1、外圈轴向载荷施加轴2、转轴外壳、固定基座16、后端盖18及电机33，所述内圈轴向载荷施加轴1为空心轴，其中心孔与主轴3一端同轴套装，且内圈轴向载荷施加轴1与主轴3轴肩之间设置有内圈轴向载荷施加推力球轴承，内圈轴向载荷施加轴1通过内圈轴向载荷施加推力球轴承对主轴3施加轴向力，进而对测试轴承11内圈施加轴向力，由于内圈轴向载荷施加推力球轴承的原因，内圈轴向载荷施加轴1不会随着主轴3的转动而发生转动，所述内圈轴向载荷施加轴1外圆面同轴套装有外圈轴向载荷施加轴2，外圈轴向载荷施加轴2的内孔通过内圈轴向载荷施加推力球轴承外圈定位，所述主轴3外圆同轴套装有转动外壳15，且主轴3外圆最大直径处外圆面与转动外壳15内孔最小直径处内孔面紧贴，所述外圈轴向载荷施加轴2、转动外壳15、内圈轴向载荷施加轴1、内圈轴向载荷施加推力轴承5及主轴3共同形成的空间构成真空低温腔室14，并且在外圈载荷施加轴的轴肩端面上分别设置有液氮注入口13与氮气排出口12，以提供给测试轴承11真空低温的测试条件，所述转动外壳15靠近外圈轴向载荷施加轴2一端的轴肩与外圈轴向载荷施加轴2之间设置有外圈轴向载荷施加推力球轴承4，外圈轴向载荷施加轴2通过外圈轴向载荷施加推力球轴承4对转动外壳15施加轴向力，进而对测试轴承11外圈施加轴向力，由于外圈轴向载荷施加推力球轴承4的原因，外圈轴向载荷施加轴2不会随着转动外壳15的转动而发生转动，转动外壳15与主轴3之间设置有位于真空低温腔室14内的测试轴承11，测试轴承11内圈与主轴3外圆紧贴，测试轴承11通过主轴3最大直径处的轴肩及内圈紧固锥夹10轴向定位，且内圈紧固锥夹10同轴套装在主轴3外圆上，测试轴承11通过外圈紧固锥夹9径向定位，外圈紧固锥夹9将测试轴承11与转动外壳15固定在一起，使得测试轴承11外圈与转动外壳15一起运动，内圈紧固锥夹10将测试轴承11内圈与主轴3固定在一起，使得测试轴承11内圈与主轴3一起运动，所述转动外壳15最大直径处右侧的转动外壳15外圆上同轴套装有固定基座16，固定基座16靠近外圈轴向载荷施加轴2一端安装有外圈转轴制动销，且转动外壳15最大直径处右侧的转动外壳15外圆设置有与外圈转轴制动销配合的销孔，当只允许测试轴承11内圈转动时将固定基座16上的外圈转轴制动销插入转动外壳15的销孔，防止测试轴承11内圈转动时测试轴承11外圈也随着转动，固定基座16另一端安装有后端盖18，固定基座16与外圈轴向载荷施加轴2之间的转动外壳15外圆上通过径向载荷施加滚动轴承6连接有径向载荷施加轴7，转动外壳15在转动过程中，由于径向载荷施加滚动轴承6的设置，也可以对转动外壳15施加径向的载荷，固定基座16内孔面与转动外壳15设的外圆面之间安装有转动外壳用轴承17，且转动外壳用轴承17所在的转动外壳15外圆面紧挨转动外壳15上销孔所在外圆面，且转动外壳用轴承17通过卡簧Ⅰ19和卡簧Ⅱ20固定，所述主轴3另一端外圆处设置有花键，所述主轴3通过其花键与传动轴27的连接端的花键槽同轴连接，且花键端端面与花键槽槽底之间设置有间隙，间隙的设置使传动轴27不会影响主轴3的轴向加载，使得主轴3上的轴向加载全部作用在测试轴承11的内圈上，传动轴27最大直径处外圆与转动外壳15之间安装有支撑轴承，传动轴27另一端伸出后端盖18设置，传动轴27外圆通过轴承安装有行星轮保持架29，且行星轮保持架29通过螺钉固定在后端盖18内表面上，后端盖18外表面上通过基座固定有内齿圈传动制动销，当只允许测试轴承11外圈转动时将固定在后端盖18上的内齿圈传动制动销插入传动轴27的销孔内，防止测试轴承11外圈转动时测试轴承11内圈也随着转动，所述行星轮保持架29通过行星轮用轴承28安装有行星轮24，行星轮24同时与套装在传动轴27上的中心轮26及套在行星轮24上的内齿圈21啮合，所述内齿圈21端面与行星轮保持架29之间安装有内齿圈后端推力球轴承22，内齿圈21与转动外壳15端面之间安装有内齿圈前端推力球轴承23，且内齿圈前端推力球轴承23通过轴套25同轴套装在传动轴27外圆上，且通过传动轴27轴肩定位，所述后端盖18通过其底端对称设置的定位圈安装有直线气缸34，两个直线气缸34的活塞杆末端分别与齿轮拨叉36连接，两个齿轮拨叉36与传动大齿轮30的端面配合，用于卡住传动大齿轮30，所述固定基座16底端上表面固定安装有电机33，电机33输出轴通过传动键32安装有与传动大齿轮30啮合的传动小齿轮31，传动小齿轮31的长度与传动大齿轮30的滑动范围相等。

所述内齿圈21的内圆面设置有与行星轮24啮合的内齿，内齿圈21外圆面设置有外齿，用于与传动大齿轮30啮合。

所述转动外壳15靠近内齿圈21一端的外圆面加工有花键，用于与传动大齿轮30啮合。

实施例1

一种多功能低温真空轴承测试试验台对测试轴承内圈测试的测试方法，包括以下步骤：

步骤1，首先使用内圈紧固锥夹10将测试轴承11固定在主轴3的相应轴段上，然后将主轴3的带花键端与传动轴27的花键槽端相连接，然后使用外圈紧固锥夹9将测试轴承11外圈与转动外壳15固定，紧接着将内圈轴向载荷施加推力球轴承安装至主轴3的相应轴段上，再将外圈轴向载荷施加推力球轴承4安装至转动外壳15的相应位置上，然后将外圈轴向载荷施加轴2与转动外壳15同轴安装，然后将内圈轴向载荷施加轴1与主轴3同轴安装，最后将外圈转动制动销8拧入到转动外壳15的销孔中，阻止转动外壳15转动，内圈转动制动销35此时不使用；

步骤2，安装好测试轴承11后，开启液氮注入口13上的阀门，通过外圈轴向载荷施加轴2上的液氮注入口13持续向真空低温腔室14内通入氮气；

步骤3，对测试轴承11的内圈进行测试，此时测试轴承11内圈转动，外圈不发生转动；启动直线气缸34，直线气缸34的活塞杆动作带动带动齿轮拨叉36控制传动大齿轮30运动至只与内齿圈21接触啮合的位置，将位于固定基座16上的外圈转动制动销8插入转动外壳15的销孔中防止转动外壳15发生转动；启动电机33，电机33带动传动小齿轮31转动，传动小齿轮31带动传动大齿轮30进行转动，传动大齿轮30带动内齿圈21进行转动，内齿圈21通过行星轮24将转动传递给中心轮26，中心轮26带动传动轴27进行转动，传动轴27带动主轴3转动，进而带动测试轴承11内圈转动对测试轴承11内圈进行测试，测试结束后，关闭液氮注入口13处的阀门，停止通入氮气。

实施例2

一种多功能低温真空轴承测试试验台对测试轴承外圈测试的测试方法，包括以下步骤：

步骤1，首先使用内圈紧固锥夹10将测试轴承11固定在主轴3的相应轴段上，然后将主轴3的带花键端与传动轴27的花键端相连接，然后使用外圈紧固锥夹9将测试轴承11外圈与转动外壳15固定，紧接着将内圈轴向载荷施加推力球轴承安装至主轴3的相应轴段上，再将外圈轴向载荷施加推力球轴承4安装至转动外壳15的相应位置上，然后将外圈轴向载荷施加轴2与转动外壳15同轴安装，然后将内圈轴向载荷施加轴1与主轴3同轴安装，最后将内圈转动制动销35拧入到传动轴27的销孔中，阻止传动轴27转动，外圈转动制动销8此时不使用；

步骤2，安装好测试轴承11后，开启液氮注入口13上的阀门，通过外圈轴向载荷施加轴2上的液氮注入口13持续向真空低温腔室14内通入氮气；

步骤3，对测试轴承11的外圈进行测试，此时测试轴承11外圈转动，内圈不发生转动；启动直线气缸34，直线气缸34的活塞杆动作带动齿轮拨叉36控制传动大齿轮30运动至只与转动外壳15啮合的位置，将安装于后端盖18上的内圈转动制动销35插入传动轴27的销孔内防止主轴3发生转动；启动电机33，电机33带动传动小齿轮31转动，传动小齿轮31带动传动大齿轮30进行转动，传动大齿轮30带动转动外壳15进行转动，进而带动测试轴承11外圈进行转动对测试轴承11外圈进行测试，测试结束后，关闭液氮注入口13处的阀门，停止通入氮气。

实施例3

一种多功能低温真空轴承测试试验台对测试轴承外圈和内圈同时进行测试的测试方法，包括以下步骤：

步骤1，首先使用内圈紧固锥夹10将测试轴承11固定在主轴3的相应轴段上，然后将主轴3的带花键端与传动轴27的花键端相连接，然后使用外圈紧固锥夹9将测试轴承11外圈与转动外壳15固定，紧接着将内圈轴向载荷施加推力球轴承安装至主轴3的相应轴段上，再将外圈轴向载荷施加推力球轴承4安装至转动外壳15的相应位置上，然后将外圈轴向载荷施加轴2与转动外壳15同轴安装，然后将内圈轴向载荷施加轴1与主轴3同轴安装，内圈转动制动销35和外圈转动制动销8此时均不使用；

步骤2，安装好测试轴承11后，开启液氮注入口13上的阀门，通过外圈轴向载荷施加轴2上的液氮注入口13持续向真空低温腔室14内通入氮气；

步骤3，对测试轴承11的内圈和外圈同时进行测试，此时测试轴承11内圈和外圈同时转动，但是转动方向相反；启动直线气缸34，直线气缸34的活塞杆带动齿轮拨叉36控制传动大齿轮30运动，至同时与内齿圈21和转动外壳15啮合；启动电机33，电机33带动传动小齿轮31转动，传动小齿轮31带动传动大齿轮30进行转动，传动大齿轮30同时带动内齿圈21和转动外壳15发生转动，由于行星轮24的存在，使得中心轮26与内齿圈21的转向相反，进而中心轮26的转向与转动外壳15的转向相反，最终使得主轴3的转动与转动外壳15的转向相反，因此，此时测试轴承11的内圈外圈同时进行转动，但是转向相反；测试结束后，关闭液氮注入口13处的阀门，停止通入氮气。

Claims (8)

1.一种多功能低温真空轴承测试试验台，其特征在于，包括动力部分、测试部分、固定基座及后端盖，所述动力部分设置在固定基座及后端盖上，动力部分输出端与测试部分输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能低温真空轴承测试试验台，其特征在于：所述测试部分包括主轴、内圈轴向载荷施加轴、外圈轴向载荷施加轴、转轴外壳及传动轴，所述内圈轴向载荷施加轴与主轴一端同轴套装，且内圈轴向载荷施加轴与主轴轴肩之间设置有内圈轴向载荷施加推力球轴承，所述内圈轴向载荷施加轴外圆面同轴套装有外圈轴向载荷施加轴，外圈轴向载荷施加轴的内孔通过内圈轴向载荷施加推力球轴承外圈定位，所述主轴外圆同轴套装有转动外壳，所述外圈轴向载荷施加轴、转动外壳、内圈轴向载荷施加轴、内圈轴向载荷施加推力轴承及主轴共同形成的空间构成真空低温腔室，并且在外圈载荷施加轴的轴肩端面上分别设置有液氮注入口与氮气排出口，转动外壳靠近外圈轴向载荷施加轴一端的轴肩与外圈轴向载荷施加轴之间设置有外圈轴向载荷施加推力球轴承，转动外壳与主轴之间设置有位于真空低温腔室内的测试轴承，测试轴承通过主轴轴肩及内圈紧固锥夹轴向定位，且内圈紧固锥夹同轴套装在主轴外圆上，测试轴承通过外圈紧固锥夹径向定位，所述转动外壳外圆与固定基座同轴套装，固定基座一端安装有外圈转轴制动销，固定基座另一端安装有后端盖，固定基座与外圈轴向载荷施加轴之间的转动外壳外圆上通过径向载荷施加滚动轴承连接有径向载荷施加轴，固定基座与转动外壳之间安装有转动外壳用轴承，且通过卡簧Ⅰ和卡簧Ⅱ固定，所述主轴另一端与传动轴一端同轴套装，传动轴外圆与转动外壳之间安装有支撑轴承，传动轴另一端伸出后端盖设置。

3.根据权利要求2所述的一种多功能低温真空轴承测试试验台，其特征在于：所述动力部分包括电机、行星轮保持架、传动大齿轮及传动小齿轮，所述行星轮保持架通过螺钉固定在后端盖内表面上，行星轮保持架中心孔穿插有传动轴，传动轴外圆与行星轮保持架之间设置有轴承，后端盖外表面上通过基座固定有内齿圈传动制动销，所述行星轮保持架通过行星轮用轴承安装有行星轮，行星轮同时与套装在传动轴上的中心轮及套在行星轮上的内齿圈啮合，所述内齿圈端面与行星轮保持架之间安装有内齿圈后端推力球轴承，内齿圈与转动外壳端面之间安装有内齿圈前端推力球轴承，且内齿圈前端推力球轴承通过轴套同轴套装在传动轴外圆上，且通过传动轴轴肩定位，所述后端盖通过其底端对称设置的定位圈安装有直线气缸，两个直线气缸的活塞杆末端分别与齿轮拨叉连接，两个齿轮拨叉与传动大齿轮的端面配合，所述固定基座底端上表面固定安装有电机，电机输出轴通过传动键安装有与传动大齿轮啮合的传动小齿轮。

4.根据权利要求2所述的一种多功能低温真空轴承测试试验台，其特征在于：所述主轴通过其花键与传动轴的连接端的花键槽同轴连接，且花键端端面与花键槽槽底之间设置有间隙。

5.根据权利要求3所述的一种多功能低温真空轴承测试试验台，其特征在于：所述内齿圈的内圆面设置有与行星轮啮合的内齿，内齿圈外圆面设置有外齿。

6.根据权利要求3所述的一种多功能低温真空轴承测试试验台，其特征在于：所述测试试验台分为三种档位：档位Ⅰ，测试轴承内圈转动，外圈不发生转动；此时传动大齿轮与内齿圈啮合；档位Ⅱ，测试轴承内圈外圈同时转动，且内圈与外圈的转动方向相反；此时传动大齿轮同时与内齿圈及转动外壳啮合；档位Ⅲ，测试轴承外圈转动，内圈不发生转动；此时传动大齿轮与转动外壳啮合。

7.根据权利要求3所述的一种多功能低温真空轴承测试试验台，其特征在于：所述转动外壳靠近内齿圈一端的外圆面加工有花键，用于与传动大齿轮啮合。

8.一种根据权利要求3所述的多功能低温真空轴承测试试验台对测试轴承测试的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，首先使用内圈紧固锥夹将测试轴承固定在主轴的相应轴段上，然后将主轴的带花键端与传动轴的花键槽端相连接，然后使用外圈紧固锥夹将测试轴承外圈与转动外壳固定，紧接着将内圈轴向载荷施加推力球轴承安装至主轴的相应轴段上，再将外圈轴向载荷施加推力球轴承安装至转动外壳的相应位置上，然后将外圈轴向载荷施加轴与转动外壳同轴安装，然后将内圈轴向载荷施加轴与主轴同轴安装，最后将外圈转动制动销拧入到转动外壳的销孔中，阻止转动外壳转动，此时内圈转动制动销不使用，或者最后将内圈转动制动销拧入到传动轴的销孔中，阻止传动轴转动，此时外圈转动制动销不使用；或者内圈转动制动销和外圈转动制动销均不使用；

步骤2，安装好测试轴承后，开启液氮注入口上的阀门，通过外圈轴向载荷施加轴上的液氮注入口持续向真空低温腔室内通入氮气；

步骤3，对测试轴承的内圈进行测试，此时测试轴承内圈转动，外圈不发生转动；启动直线气缸，直线气缸的活塞杆动作带动带动齿轮拨叉控制传动大齿轮运动至只与内齿圈接触啮合的位置，将位于固定基座上的外圈转动制动销插入转动外壳的销孔中防止转动外壳发生转动；启动电机，电机带动传动小齿轮转动，传动小齿轮带动传动大齿轮进行转动，传动大齿轮带动内齿圈进行转动，内齿圈通过行星轮将转动传递给中心轮，中心轮带动传动轴进行转动，传动轴带动主轴转动，进而带动测试轴承内圈转动对测试轴承内圈进行测试；

或者对测试轴承的外圈进行测试，此时测试轴承外圈转动，内圈不发生转动；启动直线气缸，直线气缸的活塞杆动作带动齿轮拨叉控制传动大齿轮运动至只与转动外壳啮合的位置，将安装于后端盖上的内圈转动制动销插入传动轴的销孔内防止主轴发生转动；启动电机，电机带动传动小齿轮转动，传动小齿轮带动传动大齿轮进行转动，传动大齿轮带动转动外壳进行转动，进而带动测试轴承外圈进行转动对测试轴承外圈进行测试；

或者对测试轴承的内圈和外圈同时进行测试，此时测试轴承内圈和外圈同时转动，但是转动方向相反；启动直线气缸，直线气缸的活塞杆带动齿轮拨叉控制传动大齿轮运动，至同时与内齿圈和转动外壳啮合；启动电机，电机带动传动小齿轮转动，传动小齿轮带动传动大齿轮进行转动，传动大齿轮同时带动内齿圈和转动外壳发生转动，由于行星轮的存在，使得中心轮与内齿圈的转向相反，进而中心轮的转向与转动外壳的转向相反，最终使得主轴的转动与转动外壳的转向相反，因此，此时测试轴承的内圈外圈同时进行转动，但是转向相反；

测试结束后，关闭液氮注入口处的阀门，停止通入氮气。

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