CN112098091A - 一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机 - Google Patents

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王延忠
张东彬
鄂世元
宫盛瀚
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Abstract

本发明涉及一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机，是一种可同时进行多维振动、轴向力和径向力加载，进行滚动轴承的振动模拟试验的试验机。本发明包括试验机主体、驱动装置、轴向振动装置、径向加载装置、轴向加载装置和径向加载装置，所述的驱动装置安装在试验机主体一侧，驱动装置与试验机主体主轴采用联轴器相连接，轴向加载装置和径向加载装置通过加载架对滚动轴承进行轴向力和径向力的加载，轴向加载装置设置在试验机主体的一侧，径向加载装置设置在试验机主体的上方，轴向振动装置、径向振动装置与试验机主体采用螺栓相连接，进行多维振动的加载，轴向振动装置设置在试验机主体的一侧，径向振动装置设置在试验机主体的下方。

Description

一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机
技术领域
本发明涉及一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机，适用于滚动轴承振动试验及滚动轴承动态可靠性设计研究试验。
背景技术
滚动轴承是机械系统的关键零部件，目前提高轴承可靠性的研究仍属于国家发展研究方向的重点。高性能滚动轴承可靠性设计的核心技术方面，国外对我国严格封锁，亟需开展适用振动工况的滚动轴承可靠性设计基础理论研究。开展滚动轴承动态可靠性设计方法研究，需要进行滚动轴承的振动试验研究，来对滚动轴承的动态失效原理和可靠性设计结果进行验证。目前国内滚动轴承动态可靠性设计研究进展较慢，普通试验机难以满足滚动轴承振动实验要求，需要重新设计试验机，通过试验机的振动系统模拟滚动轴承实际运行过程中的复杂振动工况，进行振动试验，获得滚动轴承的各种性能参数，指导其结构设计，改进并提高动态可靠性。所以本发明为滚动轴承动态可靠性设计研究提供了一套具体的动态试验机设计方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：针对滚动轴承振动试验要求，设计了一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机，利用其可以开展滚动轴承动态可靠性设计方法研究。
本发明的技术方案是：一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机，其特征在于包括：电机(1)、试验机主体(2)、径向加载装置(3)、轴向加载装置(4)、轴向振动装置(5)、径向振动装置(6)和底座(7)；试验机主体(2)采用槽结构，定位安装到底座(7)的V型滑轨(31)；上电机(1)与试验机主体(2)的主轴采用联轴器相连接，为试验机提供动力；径向加载装置(3)和轴向加载装置(4)的执行元件液压油缸，将载荷作用到试验轴承(14)上；轴向振动装置(5)和径向振动装置(6)的通过电动式激振器，为试验机主体(2)提供振动，模拟滚动轴承振动工况。
所述的试验机主体(2)包括：主轴(8)、第一陪试轴承(9)、第一轴承套环(10)、第一调整环(11)、第二调整环(12)、试验轴承端盖(13)、试验轴承(14)、试验轴承套环(15)、第三调整环(16)、第二陪试轴承(17)、第二轴承套环(18)、上轴承箱(19)、下轴承箱(20)。
所述的底座(7)包括底板(30)、V型滑轨(31)、激振器座(32)、试验机座(33)，上述的V型滑轨(31)焊接固定在底板(30)上，底板(30)上开有振动加载槽(34)，振动加载杆(28)穿过振动加载槽(34)连接到试验机主体(2)的下方；底板(30)安装到试验机座(33)的槽内，激振器座(32)焊接固定到试验机座(33)上。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
所述的一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机，由试验机主体、电机、径向加载装置、轴向加载装置、轴向振动装置、径向振动装置和底座组成。相较于传统滚动轴承试验机，所述的一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机可以通过轴向振动装置、径向振动装置来模拟滚动轴承实际运行中的多维振动工况。相较于传统滚动轴承试验机，所述的一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机的采用电机直驱，使动态试验机的结构更加紧凑。相较于传统滚动轴承试验机，有更广阔的应用空间。
附图说明
图1为滚动轴承动态试验机结构示意图；
在图1中，1为电机；2为试验机主体；3为径向加载装置；4为轴向加载装置；5为轴向振动装置；6为径向振动装置；7为底座。
图2为试验机主体(2)结构示意图；
图3为试验机主体(2)轴向剖面示意图；
在图3中，8为主轴；9为第一陪试轴承；10为第一轴承套环；11为第一调整环；112为第二调整环；13为试验轴承端盖；14为试验轴承；15为试验轴承套环；16为第三调整环；17为第二陪试轴承；18为第二轴承套环；19为上轴承箱；20为下轴承箱。
图4为径向加载装置(3)和轴向加载装置(4)安装示意图；
在图4中，21为径向液压油缸；22为径向油缸支架；23为轴向加载架；24为轴向液压油缸。
图5为轴向振动装置(5)和径向振动装置(6)安装示意图；
在图5中，25为双列V型槽；26、28为振动加载杆；27、29为电动式激振器。
图6为底座(7)结构示意图；
在图6中，30为底板；31为V型滑轨；32为激振器座；33为试验机座。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括电机(1)、试验机主体(2)、径向加载装置(3)、轴向加载装置(4)、轴向振动装置(5)、径向振动装置(6)和底座(7)，电机(1)为试验机提供动力，径向加载装置(3)和轴向加载装置(4)的执行元件液压油缸，将载荷作用到试验轴承(14)上，轴向振动装置(5)和径向振动装置(6)的通过电动式激振器，为试验机主体(2)提供振动。
如图3所示，本发明中的试验机主体(2)包括：主轴(8)、第一陪试轴承(9)、第一轴承套环(10)、第一调整环(11)、第二调整环(12)、试验轴承端盖(13)、试验轴承(14)、试验轴承套环(15)、第三调整环(16)、第二陪试轴承(17)、第二轴承套环(18)、上轴承箱(19)、下轴承箱(20)，试验轴承内径为25mm，调整第二调整环(12)、试验轴承端盖(13)和试验轴承套环(15)尺寸，可适应不同类型和外径的试验轴承振动试验。
如图4所示，本发明中的径向加载装置(3)的执行元件为径向液压油缸(21)，径向液压油缸(21)通过径向油缸支架(22)安装到下轴承箱(20)，工作时径向液压油缸(21)推出，将径向载荷以压力形式作用到试验轴承套环(15)上；轴向加载装置(4)的执行元件为轴向液压油缸(24)，轴向液压油缸(24)采用螺栓连接安装到下轴承箱(20)，工作时轴向液压油缸(24)收回，将轴向载荷以拉力形式，通过轴向加载架(23)作用到试验轴承套环(15)上。
如图5所示，本发明中的轴向振动装置(5)和径向振动装置(6)的执行元件为电动式激振器(27、29)，工作时电动式激振器(27、29)产生高频振动，通过振动加载杆(26、28)作用到试验机主体(2)的下轴承箱(20)，使试验机主体(2)可产生竖直方向和沿V型滑轨(31)方向的振动位移。
如图6所示，本发明中的底座(7)包括底板(30)、V型滑轨(31)、激振器座(32)、试验机座(33)，上述的V型滑轨(31)焊接固定在底板(30)上，底板(30)上开有振动加载槽(34)，振动加载杆(28)穿过振动加载槽(34)连接到试验机主体(2)的下方；底板(30)安装到试验机座(33)的槽内，激振器座(32)焊接固定到试验机座(33)上。
本发明是一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机，为滚动轴承振动试验及滚动轴承动态可靠性设计研究提供了一套试验装置。
本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于主动振动的滚动轴承动态试验机，其特征在于：该试验机由电机(1)、试验机主体(2)、径向加载装置(3)、轴向加载装置(4)、轴向振动装置(5)、径向振动装置(6)和底座(7)组成。所诉的试验机主体(2)采用双列V型槽(25)，定位安装到底座(7)的V型滑轨(31)上，电机(1)安装在试验机主体(2)一侧，电机(1)与试验机主体(2)的主轴采用联轴器相连接，径向加载装置(3)、轴向加载装置(4)与试验机主体(2)采用螺栓相连接，径向加载装置(3)设置在试验机主体(2)的上方，轴向加载装置(4)设置在试验机主体(2)的一侧，轴向振动装置(5)、径向加载装置(6)的一端采用螺栓连接固定到底座(7)的激振器座(32)或地基上，轴向振动装置(5)、径向加载装置(6)的另一端与试验机主体(2)采用螺栓相连接，轴向振动装置(5)设置在试验机主体(2)的下方，径向振动装置(6)设置在试验机主体(2)的一侧，进行多维振动的加载。
2.如权利要求1所述的滚动轴承动态试验机，其特征在于：所述的试验机主体(2)包括：主轴(8)、第一陪试轴承(9)、第一轴承套环(10)、第一调整环(11)、第二调整环(12)、试验轴承端盖(13)、试验轴承(14)、试验轴承套环(15)、第三调整环(16)、第二陪试轴承(17)、第二轴承套环(18)、上轴承箱(19)、下轴承箱(20)。
3.如权利要求1所述的滚动轴承动态试验机，其特征在于：所述的径向加载装置(3)的执行元件为径向液压油缸(21)，径向液压油缸(21)通过径向油缸支架(22)安装到下轴承箱(20)，工作时径向液压油缸(21)推出，将径向载荷以压力形式作用到试验轴承套环(15)上。
4.如权利要求1所述的滚动轴承动态试验机，其特征在于：所述的轴向加载装置(4)的执行元件为轴向液压油缸(24)，轴向液压油缸(24)采用螺栓连接安装到下轴承箱(20)，工作时轴向液压油缸(24)收回，将轴向载荷以拉力形式，通过轴向加载架(23)作用到试验轴承套环(15)上。
5.如权利要求1所述的所述的滚动轴承动态试验机，其特征在于：所述的轴向振动装置(5)和径向振动装置(6)的执行元件为电动式激振器(27、29)，工作时电动式激振器(27、29)产生高频振动，通过振动加载杆(26、28)作用到试验机主体(2)的下轴承箱(20)，使试验机主体(2)可产生竖直方向和沿V型滑轨(31)方向的振动位移。
6.如权利要求1所述的所述的滚动轴承动态试验机，其特征在于：所述的底座(7)包括底板(30)、V型滑轨(31)、激振器座(32)、试验机座(33)，上述的V型滑轨(31)焊接固定在底板(30)上，底板(30)上开有振动加载槽(34)，振动加载杆(28)穿过振动加载槽(34)连接到试验机主体(2)的下方；底板(30)安装到试验机座(33)的槽内，激振器座(32)焊接固定到试验机座(33)上。
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