CN113375936A - 双工位低温轴承试验用高速转子 - Google Patents

Abstract

一种双工位低温轴承试验用高速转子，包括主轴、第一被试轴承组件、第二被试轴承组件、工艺轴承组件等；工艺轴承组件安装在主轴中部，通过主轴的轴肩进行定位；工艺轴承组件一侧安装前轴套，第一被试轴承组件安装在前轴套端部；前轴承锁紧压盖位于主轴前端端部，将第一被试轴承组件、前轴套与主轴固紧；工艺轴承组件另一侧安装后轴套，第二被试轴承组件安装在后轴套端部；后轴承锁紧压盖安装在主轴后端，将第二被试轴承组件、后轴套与主轴固紧；第一被试轴承组件的轴承中心到主轴轴肩的距离与第二被试轴承组件的轴承中心到主轴轴肩的距离相等。本发明一次装配可同时考核两套被试轴承，试验效率提高1倍。

Description

双工位低温轴承试验用高速转子

技术领域

本发明涉及低温高速轴承试验技术领域，具体涉及一种可用于低温环境下运转的双工位高速转子。

背景技术

性能优良的低温轴承是液体火箭发动机涡轮泵高速、高效工作的前提，为验证轴承工作的可靠性需开展低温环境下高速运转性能考核。

随着火箭发射频率的不断提高，对低温轴承的需求大幅增加，轴承考核试验任务量激增，受现有低温轴承试验装置转子结构限制，一次装配仅能考核一套被试轴承，试验效率低，与型号产品需求量的日益提高产生矛盾，是制约火箭发动机涡轮泵研制、交付的薄弱环节。

因此，工程实际中亟需研制一款工作高效、结构通用的适用用现有低温轴承试验装置的双工位高速转子。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种低温环境下工作的双工位高速转子，一次装配可同时考核两套被试轴承，试验效率提高1倍。

本发明所采用的技术方案是：双工位低温轴承试验用高速转子包括主轴、前轴承锁紧压盖、前轴套、前端被试轴承、前轴承外套、前轴承外套压盖、工艺轴承、工艺轴承外套、工艺轴承压盖、后端被试轴承、后轴承外套、后轴承外套压盖、后轴承锁紧压盖、后轴套、预紧垫片。

前端被试轴承装入前轴承外套内，前轴承外套压盖安装在前轴承外套侧面对前端被试轴承的外圈进行固紧，形成第一被试轴承组件；后端被试轴承装入后轴承外套内，后轴承外套压盖安装在后轴承外套侧面对后端被试轴承的外圈进行固紧，形成第二被试轴承组件；

两个工艺轴承安装在工艺轴承外套内，工艺轴承外套两端分别安装工艺轴承压盖固紧工艺轴承外圈；工艺轴承内圈与主轴配合，通过主轴中部的轴肩定位，形成工艺轴承组件；两组工艺轴承和工艺轴承压盖之间均安装预紧垫片；

工艺轴承组件一侧安装前轴套，第一被试轴承组件安装在前轴套端部；前轴承锁紧压盖位于主轴前端端部，将前端被试轴承内圈、前轴套与主轴固紧；工艺轴承组件另一侧安装后轴套，第二被试轴承组件安装在后轴套端部；后轴承锁紧压盖安装在主轴后端，将后端被试轴承内圈、后轴套与主轴固紧。

所述双工位低温轴承试验用高速转子的使用方法，包括步骤如下：

将前端被试轴承装入前轴承外套内，并于前轴承外套压盖固紧，形成第一被试轴承组件；将后端被试轴承装入后轴承外套内，并于后轴承外套压盖固紧，形成第二被试轴承组件；

将一件工艺轴承压盖与工艺轴承外套连接，装入预紧垫片，再装入一套工艺轴承；顺次装入主轴、另一套工艺轴承、预紧垫片和另一件工艺轴承压盖，形成工艺轴承组件；

将工艺轴承组件后端朝下竖直放置，依次装入前轴套、第一被试轴承组件、前轴承锁紧压盖；翻转主轴，使其前端朝上竖直放置，依次装入后轴套、第二被试轴承组件、后轴承锁紧压盖；将前轴承锁紧压盖、后轴承锁紧压盖拧紧；

其中，前端被试轴承中心到主轴轴肩的距离与后端被试轴承中心到主轴轴肩的距离相等；

将双工位低温轴承试验用高速转子水平放置并装入轴承试验装置中，准备进行试验。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明的双工位低温轴承试验用高速转子装配于现有试验装置中，实现了1次装配同时考核两套轴承的目标，试验效率较之前提高1倍。同时，装配顺序、装配难度与之前并无区别，最大程度上保持了原装配习惯，不产生额外工作量。

(2)前、后端轴承所受载荷大，原有技术后端轴承为工艺轴承，本发明后端轴承为被试轴承，从而避免了低温高速工况下后端轴承选型困难的问题，对于后续试验转子的扩展应用十分有利。

(3)前、后被试轴承不局限于同种型号，规格可以相同也可以不同，只要二者满足试验参数为轴载相同、径载相等即可装配于该转子中，同时进行试验考核。

附图说明

图1为双工位低温轴承试验用高速转子结构图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是“前端”、“后端”、“轴向”、“径向”等指示方向或位置关系的术语，上述术语是基于附图所示的方位、位置关系或约定俗称的，仅是为了便于描述本发明，而不是特定的、必须的、不可更改的，不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的公开范围内，因此不能理解为对本发明的限制。例如，若定义图1左端为“前端”，那么其右端自然理解为“后端”；而若定义图1右端为“前端”，那么其左端自然后“后端”。

在本发明中，术语“压盖”应做广义理解，其目的是实现两个或多个元件的固紧，形式多样。例如可以是两个元件通过自身的内、外螺纹旋入拧紧，也可以是两个元件利用螺栓固紧等。对于本领域的普通技术人员而言，可根据具体情况理解该术语在本发明中的具体含义。

结合附图对本发明所述的双工位低温轴承试验用高速转子作进一步描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而并非全部，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得所有其他实施例都属于本发明的保护范围。

如图1所示，双工位低温轴承试验用高速转子包括主轴1、前轴承锁紧压盖2、前端被试轴承3、前轴承外套4、前轴承外套压盖5、前轴套6、工艺轴承压盖7、后轴套8、后轴承外套压盖9、后端被试轴承10、后轴承外套11、后轴承锁紧压盖12、工艺轴承外套13、工艺轴承14、预紧垫片15。

主轴1水平放置，安装4套轴承，前、后端分别安装1套前端被试轴承3和后端被试轴承10，中间位置安装2套工艺轴承14。

前轴套6、后轴套8装配于主轴1上，以满足前端被试轴承3、后端被试轴承10内径安装尺寸要求。

前端被试轴承3装配于前轴承外套4内，并用前轴承外套压盖5固紧轴承外圈，通过前轴承锁紧压盖2将前端被试轴承3内圈、前轴套6与主轴1固紧。

后端被试轴承10装配于后轴承外套11内，并用后轴承外套压盖9固紧轴承外圈，通过后轴承锁紧压盖12将后端被试轴承10内圈、后轴套8与主轴1固紧。

工艺轴承14装配于工艺轴承外套13内，并用工艺轴承压盖7固紧轴承外圈，工艺轴承内圈直接与主轴1配合，通过主轴中部的轴肩定位。

工艺轴承14通过预紧垫片15调节轴向预紧力。

后轴承外套11通过试验装置壳体进行轴向和径向定位。

前轴承外套4通过试验装置壳体进行径向定位。

工艺轴承外套13上施加径向载荷，利用杠杆原理均分至前端被试轴承3和后端被试轴承10，其所受径载相等。

前轴承外套4上施加水平方向的轴向载荷，通过前端被试轴承3、前轴套6、主轴1、后轴套8等值传递至后端被试轴承10，前、后端被试轴承所受轴向载荷相等。

双工位低温轴承试验用高速转子的安装方法，包括步骤如下：

将前端被试轴承3装入前轴承外套4内，并于前轴承外套压盖5固紧，形成第一被试轴承组件；将后端被试轴承10装入后轴承外套11内，并于后轴承外套压盖9固紧，形成第二被试轴承组件，备用。

将1件工艺轴承压盖7与工艺轴承外套13连接，装入预紧垫片15，而后再装入1套工艺轴承14；顺次装入主轴1、另1套工艺轴承14、预紧垫片15和另1件工艺轴承压盖7，形成工艺轴承组件。

转动主轴1，测试工艺轴承预紧力是否合适，预紧力过大或过小均需分解上述零件后更换预紧垫片15。

工艺轴承组件后端朝下竖直放置，依次装入前轴套6、第一被试轴承组件、前轴承锁紧压盖2；翻转主轴，使其前端朝上竖直放置，依次装入后轴套8、第二被试轴承组件、后轴承锁紧压盖12；将前轴承锁紧压盖2、后轴承锁紧压盖12拧紧。

其中，前端被试轴承3中心到主轴1轴肩的距离与后端被试轴承10中心到主轴1轴肩的距离相等(距离均为D)。

将双工位低温轴承试验用高速转子水平放置并装入现有试验装置中，准备进行试验。

所有零件配合处均为间隙配合，以便方便反复拆装。

需要指出的是，前端被试轴承3和后端被试轴承10既可以是同一规格也可以是不同规格，例如均为B7212或前端为B7212、后端为B7210，只要满足两个待试轴承轴向载荷、径向载荷相同就可以使用本实施例中的双工位高速转子进行试验。另外，前轴套6、后轴套8可以设置为多种规格，以适应不同被试轴承的内径尺寸。

特别需要说明的是，为满足不同内径的被试轴承测试需求，本发明所述工艺轴承14可以选用B7206～B7210等多种规格，以使高速转子结构更加合理。例如，被试轴承为B7205时配套工艺轴承选用B7206，被试轴承为B7209时配套工艺轴承选用B7208，被试轴承为B7216时配套工艺轴承选用B7210。但不论何种组合，本实施例中由主轴1、前轴承锁紧压盖2、前端被试轴承内圈、前轴套6、工艺轴承内圈、后轴套8、后端被试轴承内圈、后轴承锁紧压盖12组成的高速旋转部件为刚性转子。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种双工位低温轴承试验用高速转子，其特征在于，包括主轴(1)、第一被试轴承组件、第二被试轴承组件、工艺轴承组件、前轴套(6)、前轴承锁紧压盖(2)、后轴套(8)、后轴承锁紧压盖(12)；

工艺轴承组件安装在主轴(1)中部，通过主轴(1)的轴肩进行定位；工艺轴承组件一侧安装前轴套(6)，第一被试轴承组件安装在前轴套(6)端部；前轴承锁紧压盖(2)位于主轴(1)前端端部，将第一被试轴承组件、前轴套(6)与主轴(1)固紧；工艺轴承组件另一侧安装后轴套(8)，第二被试轴承组件安装在后轴套(8)端部；后轴承锁紧压盖(12)安装在主轴(1)后端，将第二被试轴承组件、后轴套(8)与主轴(1)固紧；第一被试轴承组件的轴承中心到主轴(1)轴肩的距离与第二被试轴承组件的轴承中心到主轴(1)轴肩的距离相等。

2.根据权利要求1所述的一种双工位低温轴承试验用高速转子，其特征在于，工艺轴承组件包括工艺轴承(14)、工艺轴承外套(13)、工艺轴承压盖(7)；两个工艺轴承(14)安装在工艺轴承外套(13)内，工艺轴承外套(13)两端分别安装工艺轴承压盖(7)固紧工艺轴承(7)外圈；工艺轴承(7)内圈与主轴(1)配合，通过主轴(1)的轴肩定位，形成工艺轴承组件。

3.根据权利要求2所述的一种双工位低温轴承试验用高速转子，其特征在于，工艺轴承组件还包括预紧垫片(15)，两组工艺轴承(14)和工艺轴承压盖(7)之间均安装预紧垫片(15)；工艺轴承(14)通过预紧垫片(15)调节轴向预紧力。

4.根据权利要求3所述的一种双工位低温轴承试验用高速转子，其特征在于，第一被试轴承组件包括前端被试轴承(3)、前轴承外套(4)、前轴承外套压盖(5)，前端被试轴承(3)装入前轴承外套(4)内，前轴承外套压盖(5)安装在前轴承外套(4)侧面对前端被试轴承(3)的外圈进行固紧。

5.根据权利要求4所述的一种双工位低温轴承试验用高速转子，其特征在于，第二被试轴承组件包括后轴承外套压盖(9)、后端被试轴承(10)、后轴承外套(11)，后端被试轴承(10)装入后轴承外套(11)内，后轴承外套压盖(9)安装在后轴承外套(11)侧面对后端被试轴承(10)的外圈进行固紧。

6.根据权利要求5所述的一种双工位低温轴承试验用高速转子，其特征在于，所述后轴承外套(11)通过试验装置壳体进行轴向和径向定位。

7.根据权利要求6所述的一种双工位低温轴承试验用高速转子，其特征在于，所述前轴承外套(4)通过试验装置壳体进行径向定位。

8.根据权利要求7所述的一种双工位低温轴承试验用高速转子，其特征在于，所述工艺轴承外套(13)上施加径向载荷，均分至所述前端被试轴承(3)和后端被试轴承(10)，前端被试轴承(3)和后端被试轴承(10)所受径向载荷相等；

前端被试轴承(3)和后端被试轴承(10)是同一规格或不同规格，满足两个待试轴承轴向载荷、径向载荷相同；前轴套(6)、后轴套(8)设置为多种规格，以适应不同被试轴承的内径尺寸。

9.根据权利要求8所述的一种双工位低温轴承试验用高速转子，其特征在于，所述前轴承外套(4)上施加水平方向的轴向载荷，通过所述前端被试轴承(3)、所述前轴套(6)、所述主轴(1)、所述后轴套(8)等值传递至所述后端被试轴承(10)，前端被试轴承(3)、后端被试轴承(10)所受轴向载荷相等。

10.如权利要求1～9任一所述双工位低温轴承试验用高速转子的使用方法，其特征在于，包括步骤如下：

将前端被试轴承(3)装入前轴承外套(4)内，并于前轴承外套压盖(5)固紧，形成第一被试轴承组件；将后端被试轴承(10)装入后轴承外套(11)内，并于后轴承外套压盖(9)固紧，形成第二被试轴承组件；

将一件工艺轴承压盖(7)与工艺轴承外套(13)连接，装入预紧垫片(15)，再装入一套工艺轴承(14)；顺次装入主轴(1)、另一套工艺轴承(14)、预紧垫片(15)和另一件工艺轴承压盖(7)，形成工艺轴承组件；

将工艺轴承组件后端朝下竖直放置，依次装入前轴套(6)、第一被试轴承组件、前轴承锁紧压盖(2)；翻转主轴(1)，使其前端朝上竖直放置，依次装入后轴套(8)、第二被试轴承组件、后轴承锁紧压盖(12)；将前轴承锁紧压盖(2)、后轴承锁紧压盖(12)拧紧；

其中，前端被试轴承(3)中心到主轴(1)轴肩的距离与后端被试轴承(10)中心到主轴(1)轴肩的距离相等；

将双工位低温轴承试验用高速转子水平放置并装入轴承试验装置中。

Images