CN112254962A - 滚动轴承高温高速耐久试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚动轴承高温高速耐久试验台，包括试验台，所述试验台上设置有高温试验装置、轴向加载装置、径向加载装置和旋转电机，所述高温试验装置包括试验箱体以及嵌装在试验箱体内用于若干试验轴承安装的试验工装，试验箱体侧壁对应左承载体的一端设置有可与轴向加载装置联动并抵压在左承载体上的轴向加载块，试验箱体侧壁对应中承载体的一端设置有可与径向加载装置联动并抵压在中承载体上的径向加载块，试验箱体包括导热块，所述导热块内部设置有用于对箱体进行加热的热流通道，所述热流通道的一端设置有进油口，所述热流通道的另一端设置有出油口。本发明提供了一种能够检验高温高速工况下轴承耐久寿命的滚动轴承高温高速耐久试验台。

Description

滚动轴承高温高速耐久试验台

技术领域

本发明属于轴承试验装置技术领域，尤其是一种滚动轴承高温高速耐久试验台。

背景技术

耐久寿命是滚动轴承的重要指标，常规的轴承寿命试验机只是考察轴承在室温、低速工况下的轴承寿命，对高温高速工况下的轴承寿命难以试验。为解决现有试验设备的不足，故发明该滚动轴承高温高速耐久试验台。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种能够检验高温高速工况下轴承耐久寿命的滚动轴承高温高速耐久试验台。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种滚动轴承高温高速耐久试验台，包括试验台，所述试验台上设置有高温试验装置、轴向加载装置、径向加载装置和旋转电机，所述高温试验装置包括试验箱体以及嵌装在试验箱体内用于若干试验轴承安装的试验工装，所述试验工装包括用于试验轴承套设的旋转芯轴以及与轴承外圈紧配的衬套组件，所述衬套组件沿轴向依次包括左衬套、中衬套和右衬套，所述中衬套外部固装有中承载体，所述左衬套外部固装有左承载体，所述右衬套外部固装有右承载体，所述旋转芯轴沿轴向向右承载体外延伸并与旋转电机传动连接，所述试验箱体侧壁对应左承载体的一端设置有可与轴向加载装置联动并抵压在左承载体上的轴向加载块，所述试验箱体侧壁对应中承载体的一端设置有可与径向加载装置联动并抵压在中承载体上的径向加载块，所述试验箱体包括导热块，所述导热块内部设置有用于对箱体进行加热的热流通道，所述热流通道的一端设置有进油口，所述热流通道的另一端设置有出油口。

采用上述方案，旋转电机带动试验轴承高度转动以模拟轴承在高速旋转的工况环境，通过在轴承外圈上套设衬套组件，并且在衬套组件外部固装的左承载体、中承载体和右承载体来模拟轴承在正常工况下的使用状态，然后通过试验箱体上的导热块，通过向导热块内的热流通道内注入热油，从而实现对箱体进行整体加热，以模拟轴承在高温环境下的使用状态，其中，由于导热块中的热流通道不与轴承实际接触，因此不会污染试验轴承，不会影响试验结果，能够更加符合实际的高温工况。此外，为了进一步测试试验轴承在具有径向负载和轴向负载时的耐久寿命，在试验台上设置轴向加载装置和径向加载装置，中衬套内的试验轴承可用于测试径向负载对轴承寿命的影响，左衬套与右衬套中的试验轴承可用于同时测试径向负载和轴向负载对轴承寿命的影响。

作为本发明的进一步设置，所述轴向加载装置和径向加载装置均包括安装座和固定设置在安装座上的伺服电机、减速机、丝杆总成和缓冲弹簧总成，所述伺服电机和减速机传动连接，所述丝杆总成包括与安装座固定连接的导套和滑动设置在导套内的套筒，所述丝杆总成设置有随减速机输出轴转动而转动的丝杆，所述丝杆上螺接有用于驱动套筒滑动的法兰螺母，所述缓冲弹簧总成包括加载杆和套设在加载杆上的弹簧套，所述弹簧套的一端与套筒固定连接，所述加载杆于弹簧套内部形成有一环状凸块，所述弹簧套内沿加载杆周向均布若干缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端与弹簧套一端的内壁抵接，所述缓冲弹簧的另一端与环状凸块固定连接，所述弹簧套的另一端内壁与环状凸块在缓冲弹簧的弹性作用下形成抵接，所述加载杆朝向高温试验装置的一端端部设置有用于抵压轴向加载块和/或径向加载块的抵压头和用于检测压力的力传感器，所述抵压头与力传感器之间设置有隔热板。

采用上述方案，丝杆总成将伺服电机形成的旋转运动转化为加载所需的直线运动，先通过法兰螺母推动套筒滑动，从而推动与套筒固定连接的弹簧套，弹簧套通过内部的缓冲弹簧驱动加载杆直线运动，（缓冲弹簧由于预压在弹簧套与环状凸块之间，因此在弹簧套与加载杆之间不会产生间隙，因此对加载力起到了良好的缓冲作用）从而促使加载杆上抵压头与加载块抵接平缓，力传感器的数值更加稳定精确，在抵压头和力传感器之间设置隔热板能够防止箱体上产生的热量传递到力传感器上，保护力传感器不受高温影响而损坏。

作为本发明的进一步设置，所述试验箱体设置有用于试验工装嵌装的容腔以及便于试验工装由上至下嵌装入容腔的开口，所述试验箱体对应左承载体和右承载体的位置均设置有导热块，所述导热块形成有用于左承载体和/或右承载体由上至下嵌装且与容腔连通的阔槽，所述阔槽的开口处于阔槽的一侧侧壁设置有可与左承载体和/或右承载体抵接以防止试验工装脱出的压块。

采用上述方案，通过在左承载体和右承载体的位置均设置有导热块，一方面能够提高箱体加热的速度，另一方面能够使得箱体受热更加均匀，压块能够压住左承载体和右承载体的并自锁，保证轴承在高速运转过程中的稳定。

作为本发明的进一步设置，所述热流通道包括依次连接的进油管、连接管和出油管，所述连接管沿轴承径向铺设在导热块的底部位置，所述进油管与出油管分别铺设于导热块的两侧部位置，所述进油管和出油管与所述连接管垂直设置。

采用上述方案，热油通过上述进油管、连接管和出油管能够更大距离的在导热体内流通，延长流动路径，是热油在导热体内停留的时间大大提高，进一步提高箱体加热的时间以及保证箱体受热更加均匀。

作为本发明的进一步设置，所述进油管和出油管均呈“∩”型设置，所述进油管和出油管的管口均朝试验箱体底部设置。

采用上述方案，进一步延长热流通道的流动路径。

作为本发明的进一步设置，所述导热块的底部铺设有与连接管连通的辅热管。

采用上述方案，通过设置辅热管，一方面能够在对箱体加热时进一步提高箱体加热速度，另一方面，辅热管与连接管连通，但不直接与进油口和出油口连通，因此，可对试验箱体进行保温，充分利用热油的热量，起到节能环保的目的。

作为本发明的进一步设置，所述旋转电机与旋转芯轴之间通过联轴器传动连接，所述联轴器包括与旋转芯轴固定连接的第一联轴、与旋转电机输出轴固定连接的第二联轴以及连接第一联轴和第二联轴的弹性体，所述第一联轴的端部设置有连接块，所述弹性体朝向第一联轴的一端设置有连接槽，所述连接槽向径向延伸形成有便于连接块径向插入的插口。

采用上述方案，当试验工装从上往下放入试验箱体时，第一联轴的连接块可通过插口快速的插入到弹性体的连接槽中，使旋转电机和旋转芯轴快速可靠地连接在一起，方便拆装。

作为本发明的进一步设置，所述左衬套、中衬套和右衬套对应轴承外圈的位置均设置有与外部连通的测温孔，所述测温孔内插装有温度传感器，所述左承载体、中承载体和右承载体上均开设有用于振动传感器插装的通孔。

采用上述方案，可通过测温孔中的温度传感器与通孔中的振动传感器来判断轴承的情况，通常温度升高和/或振动频率过大意味着试验轴承出现损坏。

作为本发明的进一步设置，中承载体上设置有可向中衬套内注油的第一注油孔，所述左承载体设置有可向左衬套内注油的第二注油孔，所述右承载体设置有可向右衬套内注油的第三注油孔，所述试验箱体的底部设置有与外部连通的回油孔。

采用上述方案，通过第一注油孔、第二注油孔和第三注油孔能够分别对中衬套、左衬套和右衬套内的试验轴承进行润滑，以实现试验轴承能够正常运转。

作为本发明的进一步设置，所述试验箱体的外壁连接有隔热盖板。

采用上述方案，能够对试验箱体进行保温，防止热量过度散发到外部环境中，节能环保。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明具体实施例的外观示意图；

附图2为本发明具体实施例中高温试验装置的外观示意图；

附图3为本发明具体实施例中试验箱体的外观示意图；

附图4为本发明具体实施例中试验箱体的侧视图；

附图5为本发明具体实施例中高温试验装置的剖视图；

附图6为本发明具体实施例中试验工装的外观示意图；

附图7为本发明具体实施例中试验工装的剖视图；

附图8为本发明具体实施例中试验箱体的剖视图；

附图9为本发明具体实施例中联轴器的结构分解图；

附图10为本发明具体实施例中轴向加载装置或径向加载装置的外观示意图；

附图11为本发明具体实施例中轴向加载装置或径向加载装置的剖视图；

附图12为本发明具体实施例中热流通道的布局示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施例如图1-12所示，一种滚动轴承高温高速耐久试验台1，包括试验台1，所述试验台1上设置有高温试验装置2、轴向加载装置3、径向加载装置4和旋转电机5，所述高温试验装置2包括试验箱体21以及嵌装在试验箱体21内用于若干试验轴承安装的试验工装22，所述试验工装22包括用于试验轴承套设的旋转芯轴221以及与轴承外圈紧配的衬套组件222，所述衬套组件222沿轴向依次包括左衬套2221、中衬套2222和右衬套2223，所述中衬套2222外部固装有中承载体223，所述左衬套2221外部固装有左承载体224，所述右衬套2223外部固装有右承载体225，所述旋转芯轴221沿轴向向右承载体225外延伸并与旋转电机5输出轴传动连接，所述试验箱体21侧壁对应左承载体224的一端设置有可与轴向加载装置3联动并抵压在左承载体224上的轴向加载块211，所述试验箱体21侧壁对应中承载体223的一端设置有可与径向加载装置4联动并抵压在中承载体223上的径向加载块212，所述试验箱体21包括导热块213，所述导热块213内部设置有用于对箱体进行加热的热流通道2131，所述热流通道2131的一端设置有进油口2131a，所述热流通道2131的另一端设置有出油口2131b。所述试验箱体21的外壁连接有隔热盖板214。

在本实施例中，所述旋转电机5与旋转芯轴221之间通过联轴器6传动连接，所述联轴器6包括与旋转芯轴221固定连接的第一联轴61、与旋转电机5输出轴固定连接的第二联轴62以及连接第一联轴61和第二联轴62的弹性体63，所述第一联轴61的端部设置有连接块611，所述弹性体63朝向第一联轴61的一端设置有连接槽631，所述连接槽631向径向延伸形成有便于连接块611径向插入的插口6311。

在本实施例中，所述左衬套2221、中衬套2222和右衬套2223对应轴承外圈的位置均设置有与外部连通的测温孔2224，所述测温孔2224内插装有温度传感器7，所述左承载体224、中承载体223和右承载体225上均开设有用于振动传感器8插装的通孔226。

在本实施例中，中承载体223上设置有可向中衬套2222内注油的第一注油孔2231，所述左承载体224设置有可向左衬套内注油的第二注油孔2241，所述右承载体225设置有可向右衬套内注油的第三注油孔2251，所述试验箱体21的底部设置有与外部连通的回油孔215。所述左衬套2221、中衬套2222和右衬套2223的侧壁上设置有至少一个可径向贯穿的用于油脂进入的油道2225。

所述中衬套2222内设置有两个试验轴承，所述中衬套2222于两个试验轴承之间设置有分油环2226。分油环2226的侧壁两端均设置有若干供油脂通过的油孔（图中未示出），分油环2226与第一注油孔2231对应设置，当第一注油孔2231的油脂滴落在分油环2226上时，油脂会在分油环2226的作用下向两端扩散，并通过两端的油孔进入到分油环2226内部，进而能够润滑两端的试验轴承。

在本实施例中，所述试验箱体21设置有用于试验工装22嵌装的容腔216以及便于试验工装22由上至下嵌装入容腔216的开口，所述试验箱体21对应左承载体224和右承载体225的位置均设置有导热块213，所述导热块213形成有用于左承载体224和/或右承载体225由上至下嵌装且与容腔216连通的阔槽2132，所述阔槽2132的开口处于阔槽2132的一侧侧壁设置有可与左承载体224和/或右承载体225抵接以防止试验工装22脱出的压块2133。所述阔槽2132由阔口21321和半圆槽连接构成，所述半圆槽相对压块2133的槽壁上内凹形成有与阔口21321相连的圆弧凹陷区21323，通过设置圆弧凹陷区21323，使得左承载体224和/或右承载体225由上至下嵌装进阔槽2132内时会将试验工装22引导到圆弧凹陷区21323的位置，再通过相对的压块2133压住试验工装22两端（左承载体224和或右承载体225），保证轴承在高速运转时的稳定。

在本实施例中，所述轴向加载装置3和径向加载装置4均包括安装座9和固定设置在安装座9上的伺服电机91、减速机92、丝杆933总成93和缓冲弹簧总成94，所述伺服电机91和减速机92传动连接，所述丝杆933总成93包括与安装座9固定连接的导套931和滑动设置在导套931内的套筒932，所述丝杆933总成93设置有随减速机92输出轴转动而转动的丝杆933，所述丝杆933上螺接有用于驱动套筒932滑动的法兰螺母934，所述缓冲弹簧总成94包括加载杆941和套设在加载杆941上的弹簧套942，所述弹簧套942的一端与套筒932固定连接，所述加载杆941于弹簧套942内部形成有一环状凸块，所述弹簧套942内沿加载杆941周向均布若干缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端与弹簧套942一端的内壁抵接，所述缓冲弹簧的另一端与环状凸块固定连接，所述弹簧套942的另一端内壁与环状凸块在缓冲弹簧的弹性作用下形成抵接，所述加载杆941朝向高温试验装置2的一端端部设置有用于抵压轴向加载块211和/或径向加载块212的抵压头9412和用于检测压力的力传感器9413，所述抵压头9412与力传感器9413之间设置有隔热板9414。

在本实施例中，所述热流通道2131包括依次连接的进油管21311、连接管21312和出油管21313，所述连接管21312沿轴承径向铺设在导热块213的底部位置，所述进油管21311与出油管21313分别铺设于导热块213的两侧部位置，所述进油管21311和出油管21313与所述连接管21312垂直设置。

所述进油管21311和出油管21313均呈“∩”型设置，所述进油管21311和出油管21313的管口均朝试验箱体21底部设置并连接有外接油管a。

所述导热块213的底部铺设有与连接管21312连通的辅热管21314。

所述进油管21311、连接管21312、出油管21313以及辅热管21314均通过在试验箱体21上钻孔的方式形成，所述钻孔形成的孔口b通过螺纹堵塞（图中未示出）进行封堵，防止热油外漏。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种滚动轴承高温高速耐久试验台，其特征在于：包括试验台，所述试验台上设置有高温试验装置、轴向加载装置、径向加载装置和旋转电机，所述高温试验装置包括试验箱体以及嵌装在试验箱体内用于若干试验轴承安装的试验工装，所述试验工装包括用于试验轴承套设的旋转芯轴以及与轴承外圈紧配的衬套组件，所述衬套组件沿轴向依次包括左衬套、中衬套和右衬套，所述中衬套外部固装有中承载体，所述左衬套外部固装有左承载体，所述右衬套外部固装有右承载体，所述旋转芯轴沿轴向向右承载体外延伸并与旋转电机传动连接，所述试验箱体侧壁对应左承载体的一端设置有可与轴向加载装置联动并抵压在左承载体上的轴向加载块，所述试验箱体侧壁对应中承载体的一端设置有可与径向加载装置联动并抵压在中承载体上的径向加载块，所述试验箱体包括导热块，所述导热块内部设置有用于对箱体进行加热的热流通道，所述热流通道的一端设置有进油口，所述热流通道的另一端设置有出油口。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承高温高速耐久试验台，其特征在于：所述轴向加载装置和径向加载装置均包括安装座和固定设置在安装座上的伺服电机、减速机、丝杆总成和缓冲弹簧总成，所述伺服电机和减速机传动连接，所述丝杆总成包括与安装座固定连接的导套和滑动设置在导套内的套筒，所述丝杆总成设置有随减速机输出轴转动而转动的丝杆，所述丝杆上螺接有用于驱动套筒滑动的法兰螺母，所述缓冲弹簧总成包括加载杆和套设在加载杆上的弹簧套，所述弹簧套的一端与套筒固定连接，所述加载杆于弹簧套内部形成有一环状凸块，所述弹簧套内沿加载杆周向均布若干缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端与弹簧套一端的内壁抵接，所述缓冲弹簧的另一端与环状凸块固定连接，所述弹簧套的另一端内壁与环状凸块在缓冲弹簧的弹性作用下形成抵接，所述加载杆朝向高温试验装置的一端端部设置有用于抵压轴向加载块和/或径向加载块的抵压头和用于检测压力的力传感器，所述抵压头与力传感器之间设置有隔热板。

3.根据权利要求1所述的滚动轴承高温高速耐久试验台，其特征在于：所述试验箱体设置有用于试验工装嵌装的容腔以及便于试验工装由上至下嵌装入容腔的开口，所述试验箱体对应左承载体和右承载体的位置均设置有导热块，所述导热块形成有用于左承载体和/或右承载体由上至下嵌装且与容腔连通的阔槽，所述阔槽的开口处于阔槽的一侧侧壁设置有可与左承载体和/或右承载体抵接以防止试验工装脱出的压块。

4.根据权利要求1或3所述的滚动轴承高温高速耐久试验台，其特征在于：所述热流通道包括依次连接的进油管、连接管和出油管，所述连接管沿轴承径向铺设在导热块的底部位置，所述进油管与出油管分别铺设于导热块的两侧部位置，所述进油管和出油管与所述连接管垂直设置。

5.根据权利要求4所述的滚动轴承高温高速耐久试验台，其特征在于：所述进油管和出油管均呈“∩”型设置，所述进油管和出油管的管口均朝试验箱体底部设置。

6.根据权利要求4所述的滚动轴承高温高速耐久试验台，其特征在于：所述导热块的底部铺设有与连接管连通的辅热管。

7.根据权利要求1所述的滚动轴承高温高速耐久试验台，其特征在于：所述旋转电机与旋转芯轴之间通过联轴器传动连接，所述联轴器包括与旋转芯轴固定连接的第一联轴、与旋转电机输出轴固定连接的第二联轴以及连接第一联轴和第二联轴的弹性体，所述第一联轴的端部设置有连接块，所述弹性体朝向第一联轴的一端设置有连接槽，所述连接槽向径向延伸形成有便于连接块径向插入的插口。

8.根据权利要求1所述的滚动轴承高温高速耐久试验台，其特征在于：所述左衬套、中衬套和右衬套对应轴承外圈的位置均设置有与外部连通的测温孔，所述测温孔内插装有温度传感器，所述左承载体、中承载体和右承载体上均开设有用于振动传感器插装的通孔。

9.根据权利要求1所述的滚动轴承高温高速耐久试验台，其特征在于：中承载体上设置有可向中衬套内注油的第一注油孔，所述左承载体设置有可向左衬套内注油的第二注油孔，所述右承载体设置有可向右衬套内注油的第三注油孔，所述试验箱体的底部设置有与外部连通的回油孔。

10.根据权利要求1所述的滚动轴承高温高速耐久试验台，其特征在于：所述试验箱体的外壁连接有隔热盖板。

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