CN112729833B - 一种断轴式轴承试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种断轴式轴承试验系统，包括主轴装置，主轴装置包括主轴外壳、主轴和支撑主轴的主轴轴承，主轴轴承包括至少一个试验轴承，主轴包括两个相互断开并通过连接轴组件连接的分段轴，主轴外壳的侧壁上设有载荷孔；加载设备，包括驱动连接的电驱动系统和加载杆，加载杆未与电驱动系统连接的一端由载荷孔伸入到主轴外壳内，并能够沿载荷孔的轴向方向往返运动，以使加载杆能够与连接轴组件相互配合而实现加载或能够与连接轴组件相互分离而实现卸载。该种结构属于断轴式加载，在需更换主轴装置一侧的主轴轴承时，只需要拆卸掉对应侧的分段轴及其对应的端部支座组件，而不需要将整个主轴都拆卸下来，因而提高了整个系统更换主轴轴承的便利性。

Description

一种断轴式轴承试验系统

技术领域

本发明的实施例一般涉及轴承试验领域，更具体地，涉及一种断轴式轴承试验系统。

背景技术

轴承是机械中被广泛应用的支撑零件，工作时依靠主要元件间的接触来支撑转动零件，而具有轴的机械中大概有百分之三十的故障是由轴承引起的，因此特殊工况环境对轴承也提出了更加苛刻的要求。随着科技向高精尖发展，传统的轴承已经满足不了生产需求。于是，陶瓷轴承逐渐被人们所认知并进行了推广使用。但是，在国内总体来说对于陶瓷轴承的研究还不是特别深入，因此，需要对不同类型、不同规格的陶瓷轴承的性能进行试验，而目前常见的断轴式轴承试验系统在更换轴承时需要将整个主轴拆卸下来，使得整个系统在更换轴承时非常不方便，降低了断轴式轴承试验系统的操作便利性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提供了一种断轴式轴承试验系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种断轴式轴承试验系统，包括：

主轴装置，包括主轴外壳、安装在所述主轴外壳内的主轴和支撑安装所述主轴的多个主轴轴承，多个所述主轴轴承包括至少一个试验轴承，其中，所述主轴包括两个相互断开的分段轴，两个所述分段轴通过连接轴组件可拆卸地连接，所述主轴外壳的侧壁上对应所述连接轴组件的位置处设置有载荷孔；

加载设备，包括电驱动系统和加载杆，所述加载杆的一端与所述电驱动系统连接，所述加载杆的另一端由所述载荷孔伸入到所述主轴外壳内，并能够在所述电驱动系统的作用下沿所述载荷孔的轴向方向往返运动，以使所述加载杆能够与所述连接轴组件相互配合，以实现加载或能够与所述连接轴组件相互分离，以实现卸载。

在上述技术方案中，优选地，所述主轴装置还包括：两个端部支座组件，分别安装在所述主轴外壳的两端，每一所述分段轴远离所述连接轴组件的一端通过多个所述主轴轴承安装在一所述端部支座组件上，每一所述分段轴与所述连接轴组件连接的一端伸出所述端部支座组件预设长度并在所述主轴外壳内悬空设置。

在上述技术方案中，优选地，所述主轴外壳内、每一所述分段轴与所述连接轴组件连接的一端的下方设置有辅助支架，且所述辅助支架与所述分段轴之间设置有预设间距，所述辅助支架用于在所述分段轴的悬空部变形过度后支撑住所述分段轴。进一步地，两个所述分段轴下方的两个所述辅助支架通过底座连接成一体，或两个所述分段轴下方的两个所述辅助支架相互独立设置。

在上述技术方案中，优选地，每一所述分段轴均包括轴段本体和安装在所述轴段本体上的调节轴套，所述分段轴通过所述调节轴套与所述主轴轴承配合安装。

进一步地，所述轴段本体的一端与所述连接轴组件连接，所述轴段本体的另一端呈锥形设置，所述调节轴套内设置有与所述轴段本体的锥形段配合的锥形腔；

所述轴段本体的锥形段的端面上设置有定位凸起和定位孔中的一个，所述锥形腔的底部设置有所述定位凸起和所述定位孔中的另一个，所述定位凸起能够插入安装到所述定位孔内。

在上述任一技术方案中，优选地，两个所述分段轴均与所述连接轴组件连接后，所述连接轴组件能够先于两个所述分段轴被拆卸下来。该种设置，在拆卸分段轴时，可先拆卸掉连接轴组件，以使两个分段轴之间能够完全断开。

进一步地，每个所述分段轴上均设置有键槽，所述连接轴组件的两端分别设置有与所述键槽配合的连接键；所述连接键插入所述键槽并由限位装置进行轴向限位后，且每个所述键槽的尾部与对应的所述连接键之间设置有预设空余长度；其中，两个所述连接键对应的所述限位装置拆卸后，所述连接轴组件能够沿任一所述分段轴方向滑动，以使所述连接轴组件能够先于两个所述分段轴被拆卸下来。

在一个具体方案中，限位装置为安装在所述键槽的入口处并对所述连接键进行封堵的封堵块。在另一具体方案中，每个所述轴段本体的侧壁上设置有延伸至所述键槽后端的插销孔，限位装置为与插销孔插装配合的插销，插销由所述插销孔插入所述键槽后，能够对所述连接键进行轴向限位。在拆卸分段轴时，可先拆卸掉插销或封堵块，以使两个分段轴之间能够完全断开。

当然，在其他方案中，为了方便连接轴组件的拆卸，连接轴组件和分段轴之间也可通过螺钉或螺栓等形式进行固定。该种结构，在需要更换主轴轴承时，可先打开主轴外壳，将连接轴组件和分段轴之间的螺钉或螺栓拆卸下来，然后拆卸掉连接轴组件，以使两个分段轴之间完全断开后，再将需要更换轴承侧的分段轴以及对应的端部支座组件拆卸下来。

在上述技术方案中，优选地，所述加载设备还包括：安装座，与所述主轴外壳的侧壁连接；滑动件，沿所述载荷孔的轴向方向滑动地安装在所述安装座上，并与所述电驱动系统连接，所述加载杆安装在所述滑动件靠近所述主轴装置的一端；所述安装座上设置有引导所述滑动件滑动的滑轨或导杆，所述滑动件通过所述滑轨或导杆滑动地安装在所述安装座上。

进一步地，所述加载设备还包括直线传动组件，所述直线传动组件连接在所述滑动件与所述电驱动系统之间。

更进一步地，所述直线传动组件为滚珠丝杠组件、曲柄滑块组件、螺母丝杠组件或齿轮齿条组件中的一种。

进一步地，所述安装座包括一端与所述主轴外壳的侧壁连接的安装套筒。

更进一步地，所述安装座还包括安装端盖，所述安装端盖安装在所述安装套筒远离所述主轴外壳的一端上，所述安装端盖上设置有端盖安装孔，所述端盖安装孔内安装有传动轴轴承，所述安装套筒内还设置有轴承座，所述轴承座上安装有传动轴轴承，所述直线传动组件包括能够转动地传动轴，所述传动轴的两端分别支撑安装在所述安装端盖内的传动轴轴承和所述轴承座上的传动轴轴承上。

在上述技术方案中，优选地，所述电驱动系统与所述直线传动组件之间通过齿轮组连接。

在上述技术方案中，优选地，所述滑动件由安装在所述直线传动组件上的滑板和多个安装在所述滑板上，并与所述加载杆连接的连杆组成。

在上述技术方案中，优选地，多个所述主轴轴承均为角接触轴承，对应每个所述分段轴分别设置有两个反向安装的角接触轴承。

在上述技术方案中，优选地，所述主轴外壳包括径向设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体沿径向方向能够拆卸地连接。该种结构，使得主轴外壳可沿径向方向打开，在更换主轴轴承或维修保养时，可先拆卸掉第一壳体或第二壳体，以打开主轴外壳，从而便于对主轴装置的内部零件进行操作。

进一步优选地，所述加载设备设置在所述第一壳体侧，主轴外壳通过第一壳体打开。所述第一壳体为上壳体，第二壳体为下壳体。

在另一实施例中，加载设备设置在所述第一壳体侧，所述主轴外壳能够通过所述第二壳体打开，该种设置使得主轴外壳在打开时不需要拆卸掉加载设备，从而使得断轴式轴承试验系统的轴承更换更加便利。进一步优选地，所述第一壳体为上壳体，第二壳体为下壳体，此时，需要考虑润滑油泄露问题。

在上述技术方案中，优选地，所述断轴式轴承试验系统还包括检测装置，对应所述试验轴承安装，用于检测所述试验轴承在工作过程中的参数。

在上述技术方案中，优选地，所述试验轴承为陶瓷轴承，和/或所述加载杆为T型杆。

在上述技术方案中，优选地，所述连接轴组件包括阶梯轴，所述阶梯轴的两端用于与分段轴进行连接，所述阶梯轴的中部安装有阶梯轴套，所述阶梯轴套外套设有直线轴承或圆环，所述加载杆靠近所述连接轴组件的一端设置有与所述直线轴承或所述圆环配合的U形零件或滚轮，所述阶梯轴套和所述阶梯轴之间通过键连接或所述阶梯轴套的两端分别安装有限位卡盘，所述限位卡盘安装在所述阶梯轴上并与所述阶梯轴套连接。

在上述技术方案中，优选地，所述断轴式轴承试验系统还包括与所述电驱动系统连接的控制装置，所述控制装置用于控制所述电驱动系统的工作。

在上述技术方案中，优选地，所述电驱动系统为能够正反转的交流伺服电机。

在上述技术方案中，优选地，所述断轴式轴承试验系统还包括压力传感器，安装在所述连接轴组件和所述加载杆的连接处，用于检测所述加载杆施加的载荷。

根据本发明提供的断轴式轴承试验系统，包括主轴装置和加载设备，加载设备用于向主轴施加载荷，以模拟主轴工作过程中的负载。主轴装置内设置有主轴和支撑主轴的主轴轴承，主轴轴承中的一个或多个可为试验轴承。该种结构，在通过加载设备施加不同的载荷以后，可在断轴式轴承试验系统运转过程中，监控试验轴承在工作过程中的温度、振动以及噪声等参数，从而实现试验轴承的寿命等性能分析。当然，也可在试验轴承使用一段时间后，将试验轴承拆卸下来进行试验轴承的耐磨性等性能分析。同时，该种系统相比于常规的断轴式轴承试验系统还具有以下区别和有益效果：

主轴被断开成了两个分段轴，断开后的两个分段轴通过连接轴组件进行连接，加载设备的加载杆作用在连接轴组件上，这样加载设备便可通过连接轴组件向整个主轴进行加载。该种设置，将整个主轴断开后进行加载，属于破坏式加载或者叫断轴式加载，而该种加载方式，在需要更换主轴装置一侧的主轴轴承时，只需要拆卸掉对应侧的分段轴及其对应的端部支座组件，而不需要拆卸掉另一侧的分段轴及端部支座组件，这样就不需要将整个主轴都拆卸下来，因而提高了整个系统更换主轴轴承的便利性。同时，该种结构，可对直径相同，接触角不同的多种角接触轴承进行试验，轴承接触角可为15°、25°或40°。当然，也可通过更换分段轴和主轴轴承来改变主轴轴承安装空间的大小，以对不同规格的试验轴承进行性能测试，而在对不同直径的轴承进行测试时，只需要更换分段轴，而不需要更换连接轴组件，因而也不需要对加载杆进行更换，这样便能够降低轴承的试验成本，满足多种规格的轴承的试验需求。

此外，本申请进一步还具有以下有益效果：

1.在更换主轴轴承时，可先拆卸连接轴组件，这样就为后续的分段轴和端部支座组件的拆卸提供了更大的操作空间，使整个拆卸过程更方便。

2.主轴外壳包括径向安装的第一壳体和第二壳体，这样可沿径向方向实现主轴外壳的打开，以便于对主轴装置的内部零件进行更换或检修。

3.加载设备采用电驱动系统驱动，而不是采用液压驱动系统，这样能够实现载荷的更精准调节，使加载的响应更加迅速，满足更复杂多变的工况的模拟，使得模拟的工况更符合实际。比如，电驱动系统可实现突然加载，快速变载，而液压驱动只能逐渐加载。同时，电驱动系统相比于液压驱动系统而言，其还具有结构简单、零部件少、无液压油泄露或其他污染，且无需考虑密封等优点。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本发明的实施例提供的断轴式轴承试验系统的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例提供的断轴式轴承试验系统的主轴装置的结构示意图；

图3示出了本发明的实施例提供的主轴装置的主轴的结构示意图；

图4示出了本发明的实施例提供的主轴的局部放大结构示意图；

图5示出了本发明的实施例提供的加载设备与主轴外壳的装配结构示意图。

其中，图1至5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1主轴外壳，12第一壳体，14第二壳体，16载荷孔，2主轴，22分段轴，222轴段本体，2222锥形段，2224定位凸起，2226键槽，224调节轴套，2242锥形腔，2244定位孔，24连接轴组件，240阶梯轴，2402连接键，242阶梯轴套，244圆环，246限位卡盘，248封堵块，3主轴轴承，4端部支座组件，5辅助支架，6加载设备，60电驱动系统，62加载杆，622T型杆，624滚轮，64安装座，642安装套筒，644安装端盖，646导杆，648轴承座，66滑动件，662滑板，664连杆，68滚珠丝杠组件，69锥齿轮组，7控制装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面参照图1至图5来具体描述本发明提供的断轴式轴承试验系统。

如图1至图5所示，本发明提供的断轴式轴承试验系统，包括主轴装置和加载设备6，具体而言，主轴装置包括主轴外壳1、安装在主轴外壳1内的主轴2和支撑安装主轴2的多个主轴轴承3，多个主轴轴承3包括至少一个试验轴承，其中，主轴2包括两个相互断开的分段轴22，两个分段轴22通过连接轴组件24可拆卸地连接，主轴外壳1的侧壁上对应连接轴组件24的位置处设置有载荷孔16；

加载设备6包括电驱动系统60和加载杆62，加载杆62的一端与电驱动系统60连接，加载杆62的另一端由载荷孔16伸入到主轴外壳1内，并能够在电驱动系统60的作用下沿载荷孔16的轴向方向往返运动，以使加载杆62能够与连接轴组件24相互配合而实现加载或能够与连接轴组件24相互分离而实现卸载。电驱动系统60优选为电机，进一步地，电驱动系统60为高精度伺服电机。因为，交流伺服电机具有机电时间常数小、线性度高、控制精度高等特性。

根据本发明实施例提供的断轴式轴承试验系统，包括主轴装置和加载设备6，加载设备6用于向主轴2施加载荷，以模拟主轴2工作过程中的负载。主轴装置内设置有主轴2和支撑主轴2的主轴轴承3，主轴轴承3中的一个或多个可为试验轴承。该种结构，在通过加载设备6施加不同的载荷以后，可在断轴式轴承试验系统运转过程中，监控试验轴承在工作过程中的温度、振动以及噪声等参数，从而实现试验轴承的寿命等性能分析。当然，也可在试验轴承使用一段时间后，将试验轴承拆卸下来进行试验轴承的耐磨性等性能分析。同时，该种系统，主轴2被断开成了两个分段轴22，断开后的两个分段轴22通过连接轴组件24进行连接，加载设备6的加载杆62作用在连接轴组件24上，这样加载设备6便可通过连接轴组件24向整个主轴2进行加载。该种设置，将整个主轴2断开后进行加载，属于破坏式加载或者叫断轴式加载，而该种加载方式，在需要更换主轴装置一侧的主轴轴承3时，只需要拆卸掉对应侧的分段轴22及其对应的端部支座组件4，而不需要拆卸掉另一侧的分段轴22及端部支座组件4，这样就不需要将整个主轴2都拆卸下来，因而提高了整个系统更换主轴轴承3的便利性。同时，该种结构，可对直径相同，接触角不同的多种角接触轴承进行试验，轴承接触角可为15°、25°或40°。当然，也可通过更换分段轴22和主轴轴承来改变主轴轴承安装空间的大小，以对不同规格的试验轴承进行性能测试，而在对不同直径的轴承进行测试时，只需要更换分段轴22，而不需要更换连接轴组件24，因而也不需要对加载杆62进行更换，这样便能够降低轴承的试验成本，满足多种规格的轴承的试验需求，使得整个系统能够用于更多种规格的轴承的试验测试，这样势必会促进对陶瓷轴承的改进研究。

其中，加载设备6采用电驱动系统60驱动，而不是采用液压驱动系统，这样能够实现载荷的更精准调节，使加载的响应更加迅速，满足更复杂多变的工况的模拟，使得模拟的工况更符合实际。比如，电驱动系统60可实现突然加载，快速变载，而液压驱动只能逐渐加载。同时，电驱动系统60相比于液压驱动系统而言，其还具有结构简单、零部件少、无液压油泄露或其他污染，且无需考虑密封等优点。

在上述实施例中，优选地，如图1和图5所示，断轴式轴承试验系统还包括控制装置7，控制装置7与电驱动系统60连接，用于控制电驱动系统60的工作。

在该实施例中，控制装置7与电机等电驱动系统60连接，用于控制电机等电驱动系统60的转速、转向以及频率等。在需要施加载荷时，控制装置7控制电机等电驱动系统60正转，使加载杆62伸出，以向连接轴组件24上施加径向载荷。而在需要卸载时，控制装置7控制电机等电驱动系统60反转，使加载杆62收回，从而撤销载荷。电机等电驱动系统60与控制装置7之间设置有动力线(电源线)和信号线，控制装置7通过动力线(电源线)给电驱动系统60供三相交流电源，动力线(电源线)一般有三根或四根线。电机等电驱动系统60与控制装置7之间通过信号线进行信号数据传递，从而来调节电驱动系统60的速度，方向以及转矩。

在上述实施例中，优选地，如图2所示，主轴装置还包括：两个端部支座组件4，分别安装在主轴外壳1的两端，每一分段轴22的外端(即远离连接轴组件24连接的一端)通过多个主轴轴承3安装在一端部支座组件4上，每一分段轴22的内端(即与连接轴组件24连接的一端)伸出端部支座组件4预设长度并在主轴外壳1内悬空设置。

在该实施例中，每个分段轴22通过端部支座组件4上的主轴轴承3进行安装，且每个分段轴22的内端是悬空的，也即分段轴22从端部支座组件4向内侧悬挑了预设长度。该种设置使得主轴装置的支撑结构主要集中在了主轴外壳1的两端，而使得主轴外壳1的中部零件较少，这样便于在打开主轴外壳1后将连接轴组件2拆卸下来，同时也为端部支座组件4的拆装提前预留了操作空间。

在上述实施例中，优选地，如图2所示，断轴式轴承试验系统还包括：两个辅助支架5，安装在主轴外壳1内，分别对应两个分段轴22设置，其中，每一辅助支架5均位于一分段轴22的悬空部的下方，并与分段轴22之间设置有预设间距，辅助支架5用于在分段轴22的悬空部变形过度后支撑住分段轴22。进一步地，两个辅助支架5通过底座连接成一体，或两个辅助支架5相互独立设置。

在该实施例中，分段轴22的内侧悬空并间隔地安装在辅助支架5的上方，这样在分段轴22的悬空端因为外力而发生变形时便可由辅助支架5进行支撑，避免分段轴22无法承受径向载荷而发生危险。其中，分段轴22和辅助支架5的预设间距可越大于分段轴22的可允许变形距离，这样辅助支架5便可在分段轴22变形过度时对分段轴22进行支撑，避免分段轴22过度变形而发生危险。而为了方便辅助支架5的安装和固定可靠性，可将两个辅助支架5通过同一底座固定在主轴外壳1内，当然，在其他实施例中，两个辅助支架5也可相互独立安装在主轴外壳1上。

在上述实施例中，优选地，如图3和图4所示，每一分段轴22均包括轴段本体222和安装在轴段本体222上的调节轴套224，分段轴22通过调节轴套224与主轴轴承3配合安装。

在该实施例中，分段轴22由轴段本体222和调节轴套224组成，而分段轴22是通过调节轴套224与主轴轴承3进行配合安装，也即主轴轴承3安装在分段轴22的调节轴套224处。这样在对不同直径的试验轴承进行性能测试时，便可改变调节轴套224的直径来调节轴承安装所需的空间，以使该系统能够适应于不同直径规格的轴承。而该种设置，在更换不同直径的主轴轴承时，只需要更换调节轴套224，不需要更换轴段本体222和连接轴组件24，这样就能够降低对不同直径规格的轴承进行性能测试时的成本，以使轴承的试验成本更低。

进一步地，如图3和图4所示，轴段本体222的一端与连接轴组件24连接，轴段本体222的另一端呈锥形设置，调节轴套224内设置有与轴段本体222的锥形段2222配合的锥形腔2242；轴段本体222的锥形段2222的端面上设置有定位凸起2224和定位孔2244中的一个，锥形腔2242的底部设置有定位凸起2224和定位孔2244中的另一个，定位凸起2224能够插入安装到定位孔2244内。

在该实施例中，轴段本体222和调节轴套224通过锥形腔2242和锥形段2222进行配合，能够使两者之间的配合更好，避免调节轴套224沿轴向滑动。而通过定位凸起2224和定位孔2244的配合能够进一步增强轴段本体222和调节轴套224之间的固定可靠性，

在上述任一实施例中，优选地，如图3和图4所示，两个分段轴22与连接轴组件24组装完成后，连接轴组件24能够先于两个分段轴22被拆卸下来。

在该实施例中，在更换轴承时，可先拆卸连接轴组件24，以使两个分段轴22之间能够完全断开，这样就为后续的分段轴22和端部支座组件4的拆卸提供了更大的操作空间，使整个拆卸过程更方便。

进一步地，如图4所示，每个分段轴22上均设置有键槽2226，连接轴组件24的两端分别设置有与键槽2226配合的连接键2402；连接键2402插入键槽2226并由限位装置进行轴向限位后，每个键槽2226的后端与对应的连接键2402之间设置有预设空余长度；其中，两个限位装置拆卸后，连接轴组件24能够沿任一分段轴22方向滑动，以使连接轴组件24能够先于两个分段轴22被拆卸下来。

在该实施例中，在需要拆卸连接轴组件24时，可先打开主轴外壳1，拆卸掉限位装置，然后将连接轴组件24向一侧移动，直到连接轴组件的一端与另一侧的分段轴22相互脱离，这样便能够非常方便地实现连接轴组件的拆卸。

在一个具体方案中，如图4所示，限位装置为安装在键槽2226的入口处并对连接键2402进行封堵的封堵块248。在另一具体方案中，每个轴段本体222的侧壁上设置有延伸至键槽2226后端的插销孔，限位装置为与插销孔插装配合的插销，插销由插销孔插入键槽2226后，能够对连接键2402进行轴向限位。在拆卸分段轴22时，可先拆卸掉插销或封堵块，以使两个分段轴22之间能够完全断开。

当然，在其他方案中，为了方便连接轴组件22的拆卸，连接轴组件22和分段轴22之间也可通过螺钉或螺栓等形式进行固定。该种结构，在需要更换主轴轴承3时，可先打开主轴外壳1，将连接轴组件22和分段轴22之间的螺钉或螺栓拆卸下来，然后拆卸掉连接轴组件22，最后将需要更换轴承侧的分段轴22以及对应的端部支座组件4拆卸下来即可。

在上述实施例中，优选地，如图5所示，加载设备6还包括：安装座64，与主轴外壳1的侧壁连接；滑动件66，沿载荷孔16的轴向方向滑动地安装在安装座64上，并与电驱动系统60连接，加载杆62安装在滑动件66靠近主轴装置的一端。

在该实施例中，通过滑动件66的滑动可带动加载杆62沿径向方向运动，从而实现径向载荷的施加。而滑动件66可与电机等连接，以从电机等获得原始动力。安装座64与主轴外壳1连接，可实现安装座64的定位安装，优选地，安装座64可通过螺栓固定安装到主轴外壳1上。该安装方式加工要求低、结构简单、装拆方便且应用广泛。

进一步地，如图5所示，安装座64上设置有引导滑动件66滑动的滑轨或导杆646，滑动件66通过滑轨或导杆646滑动地安装在安装座64上。通过滑轨或导杆646可引导滑动件66的滑动，使得滑动件66在带动加载杆62运动时更不易偏斜，这样便能够精确地限定载荷的施加方向，使负载施加的更加准确，从而使得模拟出的工况更符合实际要求。

进一步地，加载设备6还包括直线传动组件，直线传动组件连接在滑动件66与电驱动系统60之间。更进一步地，直线传动组件为滚珠丝杠组件68、曲柄滑块组件、螺母丝杠组件或齿轮齿条组件中的一种。

在该实施例中，本申请中的直线传动组件为能够将旋转运动转变成直线运动的结构。通过该种结构，便能够带动滑动件66沿径向方向往返运动。而直线传动组件的类型可根据实际需要设置成滚珠丝杠组件68、曲柄滑块组件、螺母丝杠组件或齿轮齿条组件等。

进一步地，如图5所示，安装座64包括一端与主轴外壳1的侧壁连接的安装套筒642。设置安装套筒642方便了加载杆62等的安装。更进一步地，安装座64还包括安装端盖644，安装端盖644安装在安装套筒642远离主轴外壳1的一端上，优选地，安装端盖644和安装套筒642通过普通螺栓连接，安装时，可根据受力以及螺栓小径计算出所需的螺栓个数。安装端盖644上设置有端盖安装孔，端盖安装孔内安装有传动轴轴承，安装套筒642内还设置有轴承座648，轴承座648上安装有传动轴轴承，直线传动组件包括能够转动地传动轴，其中，如图1和图5所示，在直线传动组件为滚珠丝杠组件68或螺母丝杠组件时，传动轴为滚珠丝杠组件68或螺母丝杠组件中的丝杠。传动轴的两端分别支撑安装在安装端盖644内的传动轴轴承和轴承座648上的传动轴轴承上。该种设置，能够将丝杠等传动轴架设起来安装，减小了传动轴与安装座64的接触。优选地，传动轴支撑安装在安装端盖644的一端可通过齿轮等与电驱动系统60连接。

在上述实施例中，优选地，如图5所示，电驱动系统60与直线传动组件之间通过齿轮组连接。齿轮组优选为锥齿轮组69，通过锥齿轮组69可以改变轴线的方向，以使电驱动系统60更好地布置安装，当然，也可减少加载设备6的轴向长度。在一具体实施例中，锥齿轮组69包括两个锥齿轮，一个锥齿轮安装在电驱动系统60的输出轴上，另一个锥齿轮安装在与输出轴垂直的传动轴上，与电驱动系统60的输出轴上的锥齿轮相互啮合。

进一步地，齿轮组设置在齿轮箱中，电驱动系统60的外壳与齿轮箱通过螺栓连接，而由于电驱动系统60需要输出转矩，普通螺栓恐怕会需要施加更大的预紧力，所以电驱动系统60的外壳与齿轮箱优选采用铰制孔螺栓进行连接。且铰制孔螺栓与其适配的铰制孔之间优选为过渡配合。该种结构，当电驱动系统60的外壳与齿轮箱有相对滑动时，可依靠螺栓本身的抗剪作用，防止其运动，因此电驱动系统60的外壳与齿轮箱安装时只需要较小的预紧力。

在上述实施例中，优选地，如图5所示，在安装座64包括安装套筒642时，滑动件66由安装在直线传动组件上的滑板662和多个安装在滑板662上，并与加载杆62连接的连杆664组成。进一步地，滑板662上设置有螺纹安装孔，两个连杆664端部设置有三角螺纹，以使两连杆664能够通过螺纹的方式安装在滑板662的螺纹安装孔内。优选地，连杆664的数量为两个，两个连杆664平行设置，直线传动组件为滚珠丝杠组件68或螺母丝杠组件，滑板662安装在滚珠丝杠组件68的滚珠结构上或螺母丝杠组件的螺母上，且不与安装套筒642的内侧壁面接触。该种设置，使得滑动件66的结构比较简单，能够降低成本，且该种设置能够将滑动件66架设安装，减少了滑动件66与安装套筒642的内侧壁面的接触。优选地，滑板662上安装有导杆646安装孔，安装套筒642内安装有导向用的导杆646，导杆646横穿导杆646安装孔，导杆646的两端分别固定安装在轴承座648和轴承端盖上。

在上述实施例中，优选地，多个主轴轴承3均为角接触轴承，对应每个分段轴22分别设置有两个反向安装的角接触轴承。通过反装的成对主轴轴承3，能够使主轴2的支撑稳定性高。

在上述实施例中，优选地，如图2所示，主轴外壳1包括径向设置的第一壳体12和第二壳体14，第一壳体12和第二壳体14能够拆卸地连接。该种结构，使得主轴外壳1能够沿径向方向打开，在更换主轴轴承或维修保养时，可先拆卸掉第一壳体12或第二壳体14，以打开主轴外壳1，从而便于对主轴装置的内部零件进行操作。

进一步优选地，如图1所示，第一壳体12为上壳体，第二壳体14为下壳体，加载设备设置在第一壳体12侧，主轴外壳通过第一壳体12打开。

在另一实施例中，加载设备6设置在第一壳体12侧，主轴外壳1能够通过第二壳体14打开，该种设置使得主轴外壳1在打开时不需要拆卸掉加载设备6，从而使得断轴式轴承试验系统的轴承更换更加便利。此时，需要考虑润滑油泄露问题。

在上述任一实施例中，优选地，断轴式轴承试验系统还包括检测装置(图中未示出)，对应试验轴承安装，用于检测试验轴承在工作过程中的参数。具体而言，检测装置包括用于检测试验轴承内圈的温度、振动和噪声的温度检测装置、振动检测装置以及噪声检测装置等。安装时，可将温度检测装置、振动检测装置以及噪声检测装置等设置成传感器，然后安装到试验轴承的内圈和主轴2之间。该种设置，能够在整个系统工作过程中时时监控试验轴承的温度、振动和噪声等参数。而通过对这些参数的分析，便可对试验轴承的寿命等性能进行分析。当然，也可不设置检测装置，而在试验轴承工作一段时间后，将试验轴承拆下来进行试验轴承的耐磨性能等分析。

在上述实施例中，优选地，试验轴承为陶瓷轴承。如图5所示，加载杆62包括T型杆622。T型杆622的横杠通过两个连杆664与滑板662连接。该种设置能够将两连杆664的推力集中到T型杆622上，使得受力更加均匀稳定。

在上述实施例中，优选地，如图3和图4所示，连接轴组件24包括阶梯轴240，阶梯轴240的两端用于与分段轴22进行连接，阶梯轴240的中部安装有阶梯轴套242，阶梯轴套242外套设有直线轴承或圆环244，加载杆62靠近连接轴组件24的一端设置有与直线轴承(图中未示出)或圆环244配合的U形零件(图中未示出)或滚轮624，阶梯轴套242和阶梯轴240之间通过键连接或阶梯轴套242的两端分别安装有限位卡盘246，限位卡盘246安装在阶梯轴240上并与阶梯轴套242连接。

在该实施例中，限位卡盘246能够对阶梯轴套242有一个良好的定位，从而可防止阶梯轴套242轴向移动，进而使得连接轴组件24和加载杆62可以有一个良好的契合状态，使受力更加均匀可靠。

在上述任一实施例中，优选地，断轴式轴承试验系统还包括压力传感器(图中未示出)，安装在连接轴组件24和加载杆62的连接处，用于检测加载杆62施加的载荷。进一步地，控制装置7还与压力传感器连接，能够根据压力传感器检测的压力调节电驱动系统60的工作，比如，可根据压力反馈调节电驱动系统60的转速等。而通过压力传感器对压力的监控，能够使载荷施加的更加精确，从而能够使试验轴承的试验结果更加准确。当然，在电驱动系统60为高精度伺服电机时，由于高精度伺服电机的精度控制较高，因此，也可不设置压力传感器。

进一步地，如图1和图2所示，端部支座组件4包括用于安装轴承的支座、以及对轴承的两端进行限位的轴承端盖。轴承端盖通过螺钉固定安装在支座的两端，进一步地，支座由两个内外两个支撑圈组装而成。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种断轴式轴承试验系统，其特征在于，包括：

主轴装置，包括主轴外壳、安装在所述主轴外壳内的主轴和支撑安装所述主轴的多个主轴轴承，多个所述主轴轴承包括至少一个试验轴承，其中，所述主轴包括两个相互断开的分段轴，两个所述分段轴通过连接轴组件可拆卸地连接，所述主轴外壳的侧壁上对应所述连接轴组件的位置处设置有载荷孔；

加载设备，包括电驱动系统和加载杆，所述加载杆的一端与所述电驱动系统连接，所述加载杆的另一端由所述载荷孔伸入到所述主轴外壳内，并能够在所述电驱动系统的作用下沿所述载荷孔的轴向方向往返运动，以使所述加载杆能够与所述连接轴组件相互配合，以实现加载或能够与所述连接轴组件相互分离，以实现卸载；其中，

每一所述分段轴均包括轴段本体和安装在所述轴段本体上的调节轴套，所述分段轴通过所述调节轴套与所述主轴轴承配合安装；

所述轴段本体的一端与所述连接轴组件连接，所述轴段本体的另一端呈锥形设置，所述调节轴套内设置有与所述轴段本体的锥形段配合的锥形腔；

所述轴段本体的锥形段的端面上设置有定位凸起和定位孔中的一个，所述锥形腔的底部设置有所述定位凸起和所述定位孔中的另一个，所述定位凸起能够插入安装到所述定位孔内。

2.根据权利要求1所述的断轴式轴承试验系统，其特征在于，所述主轴装置还包括：

两个端部支座组件，分别安装在所述主轴外壳的两端，每一所述分段轴远离所述连接轴组件的一端通过多个所述主轴轴承安装在一所述端部支座组件上，每一所述分段轴与所述连接轴组件连接的一端伸出所述端部支座组件预设长度并在所述主轴外壳内悬空设置。

3.根据权利要求2所述的断轴式轴承试验系统，其特征在于，

所述主轴外壳内、每一所述分段轴与所述连接轴组件连接的一端的下方设置有辅助支架，且所述辅助支架与所述分段轴之间设置有预设间距，所述辅助支架用于在所述分段轴的悬空部变形过度后支撑住所述分段轴；

其中，两个所述分段轴下方的两个所述辅助支架通过底座连接成一体，或两个所述分段轴下方的两个所述辅助支架相互独立设置。

4.根据权利要求1所述的断轴式轴承试验系统，其特征在于，

两个所述分段轴均与所述连接轴组件连接后，所述连接轴组件能够先于两个所述分段轴被拆卸下来。

5.根据权利要求4所述的断轴式轴承试验系统，其特征在于，

每个所述分段轴上均设置有键槽，所述连接轴组件的两端分别设置有与所述键槽配合的连接键；

所述连接键插入所述键槽并由限位装置进行轴向限位后，每个所述键槽的尾部与对应的所述连接键之间设置有预设空余长度；

其中，两个所述连接键对应的所述限位装置拆卸后，所述连接轴组件能够沿任一所述分段轴方向滑动，以使所述连接轴组件能够先于两个所述分段轴被拆卸下来。

6.根据权利要求1所述的断轴式轴承试验系统，其特征在于，所述加载设备还包括：

安装座，与所述主轴外壳的侧壁连接；

滑动件，沿所述载荷孔的轴向方向滑动地安装在所述安装座上，并与所述电驱动系统连接，所述加载杆安装在所述滑动件靠近所述主轴装置的一端；

所述安装座上设置有引导所述滑动件滑动的滑轨或导杆，所述滑动件通过所述滑轨或导杆滑动地安装在所述安装座上；和/或

所述加载设备还包括直线传动组件，所述直线传动组件连接在所述滑动件与所述电驱动系统之间；和/或

所述安装座包括一端与所述主轴外壳的侧壁连接的安装套筒。

7.根据权利要求6所述的断轴式轴承试验系统，其特征在于，

所述直线传动组件为滚珠丝杠组件、曲柄滑块组件、螺母丝杠组件或齿轮齿条组件中的一种；

所述安装座还包括安装端盖，所述安装端盖安装在所述安装套筒远离所述主轴外壳的一端上，所述安装端盖上设置有端盖安装孔，所述端盖安装孔内安装有传动轴轴承，所述安装套筒内还设置有轴承座，所述轴承座上安装有传动轴轴承，所述直线传动组件包括能够转动地传动轴，所述传动轴的两端分别支撑安装在所述安装端盖内的传动轴轴承和所述轴承座上的传动轴轴承上；

所述电驱动系统与所述直线传动组件之间通过齿轮组连接；

所述滑动件由安装在所述直线传动组件上的滑板和多个安装在所述滑板上，并与所述加载杆连接的连杆组成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的断轴式轴承试验系统，其特征在于，

多个所述主轴轴承均为角接触轴承，对应每个所述分段轴分别设置有两个反向安装的角接触轴承；和/或

所述主轴外壳包括径向设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体沿径向方向能够拆卸地连接，所述加载设备设置在所述第一壳体侧，所述主轴外壳能够通过所述第二壳体打开，或所述加载设备设置在所述第一壳体侧，所述主轴外壳能够通过所述第一壳体打开；和/或

所述断轴式轴承试验系统还包括检测装置，对应所述试验轴承安装，用于检测所述试验轴承在工作过程中的参数；和/或

所述试验轴承为陶瓷轴承，和/或所述加载杆为T型杆；和/或

所述连接轴组件包括阶梯轴，所述阶梯轴的两端用于与分段轴进行连接，所述阶梯轴的中部安装有阶梯轴套，所述阶梯轴套外套设有直线轴承或圆环，所述加载杆靠近所述连接轴组件的一端设置有与所述直线轴承或所述圆环配合的U形零件或滚轮，所述阶梯轴套和所述阶梯轴之间通过键连接或所述阶梯轴套的两端分别安装有限位卡盘，所述限位卡盘安装在所述阶梯轴上并与所述阶梯轴套连接；和/或

所述断轴式轴承试验系统还包括与所述电驱动系统连接的控制装置，所述控制装置用于控制所述电驱动系统的工作；和/或

所述电驱动系统为能够正反转的交流伺服电机；和/或

所述断轴式轴承试验系统还包括压力传感器，安装在所述连接轴组件和所述加载杆的连接处，用于检测所述加载杆施加的载荷。

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