CN114152438B - 一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于滚动轴承检测技术领域，具体为一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，解决了背景技术中的技术问题，其包括导电芯轴、陪试轴承、试验轴承、两个移动支架和分别支撑在导电芯轴两端的两个支撑结构，支撑结构与导电芯轴滚动配合，位于两个支撑结构之间的导电芯轴上分别设置有陪试安装位和试验安装位，陪试轴承安装陪试安装位处；试验轴承安装在导电芯轴的试验轴承安装位处，导电芯轴设置有碳刷组件，碳刷组件的导线为绝缘性能测试的其中一个接线端，外圈固定工装连接有绝缘性能测试的另一个接线端。本发明开发了在运转条件下对不同型号绝缘轴承进行绝缘电阻、电容、耐压值、泄漏电流等绝缘性能参数实时测试的装置。
Description
技术领域
本发明属于滚动轴承检测技术领域，涉及滚动轴承绝缘性能，具体为一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置。
背景技术
近年来，越来越多的产品向着长寿命、高质量、精密化的程度发展，随着PWM（脉冲宽度调制）技术和IGBT元件在电气系统上的广泛应用，电机绝缘轴承在使用过程中，电蚀现象引起的轴承故障愈加突出，轴承绝缘性能的综合测试技术日益被重视起来。绝缘电阻、电容、耐压值、泄露电流等指标可以初步判断轴承绝缘性能的好坏，通过轴承绝缘性能动态测试，可获得绝缘电阻、电容、耐压值、泄露电流等绝缘性能参数，为评估绝缘轴承绝缘性能及分析绝缘轴承失效机理，提供试验支撑。但目前采取的测试方式均为静态，对轴承绝缘性能动态测试方面还没有可靠的设备及方法。现有的电机轴承动态监测主要有轴承温升和振动监控，但这些数据无法体现出绝缘轴承绝缘性能的优劣。
目前公开一种轴承动态试验机，包括试验芯轴、经待测轴承支承在试验芯轴外的径向加载衬套及安装于试验芯轴上的旋转支承机构，试验芯轴一端连接驱动装置，另一端连接轴向加载装置。通过驱动装置的转速调节及载荷的施加，模拟轴承在实际运行中的转速及载荷工况。这种轴承动态试验机可模拟轴承在实际运行中的转速及载荷工况，但未设计绝缘结构，无法用于轴承绝缘性能动态测试。且其可测试轴承尺寸局限、拆装繁琐、测试效率较低。
发明内容
本发明旨在解决目前轴承动态试验装置存在的无法进行绝缘性能测试、尺寸局限、拆装繁琐、测试效率低等技术问题，提供了一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置。
本发明解决其技术问题采用的技术手段是：一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，包括连接有电机的导电芯轴、陪试轴承、试验轴承、分别支撑在导电芯轴两端的两个支撑结构和两个移动支架，支撑结构与导电芯轴滚动配合，位于两个支撑结构之间的导电芯轴上分别设置有陪试安装位和试验安装位，陪试轴承通过轴承座安装在导电芯轴的陪试安装位处，陪试轴承上方通过倒U型支撑架设置有向陪试轴承座施加径向压力的径向加载组件，径向加载组件包括可上下活动的加载活塞，轴承座外壁上设置有与加载活塞限位配合的凹槽；导电芯轴的试验轴承安装位处安装有轴套，试验轴承安装至轴套上，试验轴承的外圈箍设有外圈固定工装；外圈固定工装包括两个半圆形卡箍结构；两个移动支架上均连接有横向支撑杆，两个半圆形卡箍结构对接后的两个接口分别通过绝缘紧固组件固连至两根横向支撑杆的端部；导电芯轴的其中一端设置有碳刷组件，碳刷组件的导线为绝缘性能测试的其中一个接线端，外圈固定工装连接有绝缘性能测试的另一个接线端。
导电芯轴连接有电机，通过电机控制导电芯轴的转速，为导电芯轴提供可调动力，向电机控制系统输入指定转速，电机通过皮带或者皮带轮带动导电芯轴旋转。支撑结构分别支撑在导电芯轴的两端部目的是为了对导电芯轴进行位置固定，支撑结构与导电芯轴滚动配合，是为了试验轴承测试时保持动态测试的平稳，试验过程中，陪试轴承和试验轴承同时被导电芯轴带动旋转；径向加载组件向陪试轴承座施加一定的径向力，再通过陪试轴承传递到安装在导电芯轴上的试验轴承，这是为了模拟试验轴承的真实受载情况，移动支架连接横向支撑杆，试验轴承安装上外圈固定工装后，与横向支撑杆相连，当试验轴承较大时，更换较大的外圈固定工装，然后调整移动支架的位置即可完成试验工装的安装，因此本发明所述的测试装置适用于多种型号的试验轴承。轴套的外径可根据试验轴承在实际安装中的尺寸公差进行设计，以便模拟真实的试验轴承安装环境。外圈固定工装的两个半圆形卡箍结构为两个弧度接近π的圆弧结构，对轴承外圈具有固定作用，通过外圈固定工装中的两个半圆形卡箍结构对试验轴承进行固定，且结合面之间有一定的小间隙，主要目的是在模拟实际安装中紧固力同时，防止拆装对试验轴承的外圈上覆盖的绝缘涂层造成损伤。碳刷组件安装在导电芯轴的轴端，将碳刷组件引出的导线和外圈固定工装连接的接线端分别连接至绝缘性能检测仪器的两个接线端口，绝缘性能检测仪器可以为绝缘电阻表或电容表，导电芯轴带动试验轴承转动，就能对试验轴承进行动态绝缘性能测试了。该测试装置能满足多种型号的轴承，不受轴承尺寸限制，拆装过程简单，测试效率加高，设备利用率高。
优选的，每个支撑结构均包括支撑平台，支撑平台上固定有与导电芯轴的轴线相垂直的导轨，导轨上滑动配合有滚轮支架，滚轮支架顶部连接有两个用于支撑导电芯轴且与导电芯轴滚动配合的绝缘滚轮，两个绝缘滚轮分别位于导电芯轴的轴线两侧。滚轮支架能沿支撑平台上的导轨移动，方便滚轮支架更好的支撑导电芯轴，绝缘滚轮确保了导电芯轴在动态测试中的稳定。滚轮支架在确定好位置后，仅起到导向作用，支撑平台起到了整体的支撑作用。
优选的，绝缘滚轮与滚轮支架之间设置为弹性支撑。这是为了导线轴承旋转过程中与绝缘滚轮更好的接触，始终处于弹性接触状态，起到缓冲作用。
优选的，位于陪试安装位和试验安装位之间的导电芯轴上一体成型有轴肩，轴套的后端面与轴肩前端面之间设置有第一内隔圈，第一内隔圈的外缘沿径向延伸至试验轴承的内圈后端面上，轴套上设置有与第一内隔圈相对且位于试验轴承的内圈前端面的第一外隔圈，轴套上还设置有用于固定第一外隔圈的第一锁紧螺母，导电芯轴上还设置有与轴套前端限位配合的卡簧。导电芯轴上设置轴肩是为了陪试轴承和试验轴承安装更加牢固，设置第一内隔圈能够使试验轴承的内圈更加稳定，对试验轴承进行位置固定，保证试验轴承动态测试更加平稳，设置第一外隔圈是为了固定试验轴承内圈的另一端，通过卡簧能够固定轴套，拆下卡簧就能更换轴套，这十分方便。
优选的，轴肩后端面处设置有带颈部的第二内隔圈，陪试轴承放入轴承座后安装至导电芯轴的陪试安装位处，轴承座还配合有轴承端盖，第二内隔圈的颈部压至陪试轴承的内圈前端面上，导电芯轴与轴承端盖之间配合有位于陪试轴承的内圈后端面上的第二外隔圈，导电芯轴上还设置有用于固定第二外隔圈的第二锁紧螺母。第二内隔圈是为了固定陪试轴承的内圈，轴承座将陪试轴承包裹在内，轴承端盖与轴承座通过螺栓固定连接，设置第二外隔圈是为了固定陪试轴承内圈的另一端，不仅保证陪试轴承能正常转动，还能保证陪试轴承的稳定安装。
优选的，碳刷组件包括碳刷支架、绝缘套筒、支撑弹簧、绝缘压块和碳刷本体，碳刷支架固定在与其位置靠近的支撑平台上，碳刷支架上开有与导电芯轴的端部相对的通孔，绝缘套筒穿置在通孔后与碳刷支架固定连接，绝缘套筒的轴线与导电芯轴的轴线平行，绝缘压块固定在绝缘套筒的后端，绝缘压块上开有出线孔，碳刷本体安装在绝缘套筒中，支撑弹簧支撑在绝缘压块与碳刷本体的后端之间，在支撑弹簧的挤压下，碳刷本体的前端穿出绝缘套筒的前端后抵靠至导电芯轴的后端面上；碳刷本体连接有导线，导线穿过支撑弹簧并从绝缘压块的出线孔引出碳刷本体在支撑弹簧的施压下，被顶在导电芯轴的端面上，与导电芯轴保持良好接触，保证轴端电信号通过碳刷引出，不影响到导电芯轴及试验轴承的正常转动，而且保证了电信号输出的稳定性。
优选的，移动支架包括底座和立柱，底座通过紧固螺栓固定在工作面上，底座上设置有横向调节滑轨，立柱底部固连有与横向调节滑轨配合的滑块，横向支撑杆与立柱相连接。底座通过紧固螺栓固定在工作面上是为了保证移动支撑整体的稳定性，防止导电芯轴在旋转时移动支架发生晃动，立柱通过滑块能够在底座上的横向调节滑轨上沿水平方向移动，进而使横向支撑杆实现水平移动。
优选的，立柱的上部配合有能沿立柱长度方向上下活动的竖直调节块，横向支撑杆固定在竖直调节块上。通过移动竖直调节块，能够使横向支撑杆沿着立柱上下移动，以满足导电芯轴关于高度的安装要求。
优选的，竖直调节块中开有与横向支撑杆轴线平行的水平矩形通孔，横向支撑杆与竖直调节块连接后其端部将水平矩形通孔的一端封堵，水平矩形通孔中安装有上下开口的矩形套筒，在水平矩形通孔的限位作用下矩形套筒只能沿水平矩形通孔长度方向活动，立柱穿置在矩形套筒中，立柱与矩形套筒的侧壁之间保持间隔，位于矩形套筒两侧的水平矩形通孔中分别设置有压缩弹簧和凸轮机构，压缩弹簧位于矩形套筒的侧壁与横向支撑杆端部之间，压缩弹簧的轴线与水平矩形通孔的轴线相平行，凸轮机构的转轴与水平矩形通孔的轴线垂直，矩形套筒靠近压缩弹簧的侧壁内设置有第一齿状面，立柱上部与第一齿状面相对的侧壁上沿立柱竖直方向也设置有第二齿状面；当凸轮机构旋转至竖向时，凸轮机构与矩形套筒的侧壁保持间隔，矩形套筒在压缩弹簧的挤压下，第一齿状面与第二齿状面相啮合；当凸轮机构旋转至横向时，凸轮机构挤压矩形套筒进而挤压压缩弹簧，第一齿状面和第二齿状面分离，立柱与矩形套筒分离。竖直调节块上还设置有用于旋转凸轮机构的旋转开关。竖直调节块能够沿立柱上下位移，当矩形套筒中的第一齿状面与立柱上的第二齿状面啮合时，竖直调节块与立柱的相对位置固定，当凸轮施加压力给矩形套筒的侧壁，使矩形套筒向压缩弹簧发生位移，压缩弹簧受挤压，此时矩形套筒中的第一齿状面与立柱上的第二齿状面分离，竖直调节块就能沿着立柱上下调整，调整凸轮位置后，凸轮远离矩形套筒的侧壁，此时矩形套筒被压缩弹簧施加压力后归位，竖直调节块与立柱的相对固定。
优选的，径向加载组件还包括固定在倒U型支撑架上的导向筒，导向筒顶部固定有盖板，盖板上螺纹配合有轴线与加载活塞的轴线相重合的加载螺杆，导向筒中从上到下依次安装有第一过渡压块、压力传感器和第二过渡压块，加载螺杆的端部抵至第一过渡压块的顶部，压力传感器连接有压力显示器，第二过渡压块包括上压板和下压板，上压板和下压板之间设置有用于缓冲的数个加载弹簧，加载活塞连接至下压板底部，导向筒底部开有用于穿置加载活塞的通孔。根据试验要求，旋转加载螺杆，直至压力传感器输出的压力值达到设定值，第一过渡压块和第二过渡压块是为了使压力分布更加均匀，设置加载弹簧是为了起到一定缓冲作用，在加载螺杆的压力作用下，加载活塞在第二过渡压块的带动下导向筒的底部通孔伸出，并抵至陪试轴承座上。
本发明的有益效果是：本发明的外圈固定工装采用两个半圆形卡箍结构，有效避免了拆装时对试验轴承外圈的绝缘涂层的损伤；采用外圈固定工装和轴套的结构，模拟轴承在电机内的安装情况；配合电机及径向加载组件实现了轴承转速及载荷的模拟；本发明开发了在运转条件下对不同型号绝缘轴承进行绝缘电阻、电容、耐压值、泄漏电流等绝缘性能参数实时测试的装置，通过导电芯轴端部的碳刷及测试仪器，实现了轴承绝缘性能的动态测试；该测试装置设计的位置调整组件，只需通过更换外圈固定工装和轴套，即可在短时间内实现多个型号轴承的更换，提高了轴承测试效率，减少了试验设备的浪费。以改变目前绝缘轴承静态测试的试验状况，同时该装置还具有试验轴承范围广、转速及载荷可调、拆装简便、测试环境更真实等优点，本发明为绝缘轴承绝缘性能测试提供简单的测试设备，进而提供了更加便捷的绝缘性能测试方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置的正面结构示意图。
图2为本发明中所述导电芯轴、陪试轴承以及试验轴承的连接的结构示意图。
图3为本发明所述竖直调节块处调整竖直高度的结构示意图（凸轮机构处于水平位置）。
图4为本发明所述竖直调节块处固定状态的结构示意图（凸轮机构处于竖直位置）。
图5为本发明所述碳刷组件处的剖视图。
图6为本发明所述径向加载组件处的剖视图。
图中：1、电机；2、导电芯轴；3、陪试轴承；4、试验轴承；5、移动支架；6、支撑结构；7、轴承座；8、倒U型支撑架；9、径向加载组件；10、加载活塞；11、凹槽；12、轴套；13、外圈固定工装；14、横向支撑杆；15、碳刷组件；16、支撑平台；17、导轨；18、滚轮支架；19、绝缘滚轮；20、轴肩；21、第一内隔圈；22、第一外隔圈；23、第一锁紧螺母；24、卡簧；25、第二内隔圈；26、轴承端盖；27、第二外隔圈；28、第二锁紧螺母；29、碳刷支架；30、绝缘套筒；31、支撑弹簧；32、绝缘压块；33、碳刷本体；34、底座；35、立柱；36、横向调节滑轨；37、竖直调节块；38、水平矩形通孔；39、矩形套筒；40、压缩弹簧；41、凸轮机构；42、第一齿状面；43、第二齿状面；44、导向筒；45、盖板；46、加载螺杆；47、第一过渡压块；48、压力传感器；49、第二过渡压块；50、压力显示器；51、加载弹簧。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，如图1所示，包括连接有电机1的导电芯轴2、陪试轴承3、试验轴承4、分别支撑在导电芯轴2两端的两个支撑结构6和两个移动支架5，支撑结构6与导电芯轴2滚动配合，如图1所示，每个支撑结构6均包括支撑平台16，支撑平台16上固定有与导电芯轴2的轴线相垂直的导轨17，导轨17上滑动配合有滚轮支架18，滚轮支架18顶部连接有两个用于支撑导电芯轴2且与导电芯轴2滚动配合的绝缘滚轮19，两个绝缘滚轮19分别位于导电芯轴2的轴线两侧，绝缘滚轮19与滚轮支架18之间设置为弹性支撑；位于两个支撑结构6之间的导电芯轴2上分别设置有陪试安装位和试验安装位，如图2所示，陪试轴承3通过轴承座7安装在导电芯轴2的陪试安装位处，陪试轴承3上方通过倒U型支撑架8设置有向陪试轴承座施加径向压力的径向加载组件9，如图6所示，径向加载组件9包括可上下活动的加载活塞10，轴承座7外壁上设置有与加载活塞10限位配合的凹槽11；径向加载组件9还包括固定在倒U型支撑架8上的导向筒44，导向筒44顶部固定有盖板45，盖板45上螺纹配合有轴线与加载活塞10的轴线相重合的加载螺杆46，导向筒44中从上到下依次安装有第一过渡压块47、压力传感器48和第二过渡压块49，加载螺杆46的端部抵至第一过渡压块47的顶部，压力传感器48连接有压力显示器50，第二过渡压块49包括上压板和下压板，上压板和下压板之间设置有用于缓冲的数个加载弹簧51，加载活塞10连接至下压板底部，导向筒44底部开有用于穿置加载活塞10的通孔，第一过渡压块47和第二过渡压块49是为了使压力分布更加均匀，设置加载弹簧51是为了起到一定缓冲作用，在加载螺杆46的压力作用下，加载活塞10在第二过渡压块49的带动下导向筒44的底部通孔伸出，并抵至陪试轴承座上；如图2所示，位于陪试安装位和试验安装位之间的导电芯轴2上一体成型有轴肩20，导电芯轴2的试验轴承4安装位处安装有轴套12，试验轴承4安装至轴套12上，轴套12的后端面与轴肩20前端面之间设置有第一内隔圈21，第一内隔圈21的外缘沿径向延伸至试验轴承4的内圈后端面上，轴套12上设置有与第一内隔圈21相对且位于试验轴承4的内圈前端面的第一外隔圈22，轴套12上还设置有用于固定第一外隔圈22的第一锁紧螺母23，导电芯轴2上还设置有与轴套12前端限位配合的卡簧24；如图2所示，轴肩20后端面处设置有带颈部的第二内隔圈25，陪试轴承3放入轴承座7后安装至导电芯轴2的陪试安装位处，轴承座7还配合有轴承端盖26，第二内隔圈25的颈部压至陪试轴承3的内圈前端面上，导电芯轴2与轴承端盖26之间配合有位于陪试轴承3的内圈后端面上的第二外隔圈27，导电芯轴2上还设置有用于固定第二外隔圈27的第二锁紧螺母28；试验轴承4的外圈箍设有外圈固定工装13；外圈固定工装13包括两个半圆形卡箍结构；两个移动支架5上均连接有横向支撑杆14，移动支架5包括底座34和立柱35，底座34通过紧固螺栓固定在工作面上，底座34上设置有横向调节滑轨36，立柱35底部固连有与横向调节滑轨36配合的滑块，横向支撑杆14与立柱35相连接；立柱35的上部配合有能沿立柱35长度方向上下活动的竖直调节块37，横向支撑杆14固定在竖直调节块37上；如图3和图4所示，竖直调节块37中开有与横向支撑杆14轴线平行的水平矩形通孔38，横向支撑杆14与竖直调节块37连接后其端部将水平矩形通孔38的一端封堵，水平矩形通孔38中安装有上下开口的矩形套筒39，在水平矩形通孔38的限位作用下矩形套筒39只能沿水平矩形通孔38长度方向活动，立柱35穿置在矩形套筒39中，立柱35与矩形套筒39的侧壁之间保持间隔，位于矩形套筒39两侧的水平矩形通孔38中分别设置有压缩弹簧40和凸轮机构41，压缩弹簧40位于矩形套筒39的侧壁与横向支撑杆14端部之间，压缩弹簧40的轴线与水平矩形通孔38的轴线相平行，凸轮机构41的转轴与水平矩形通孔38的轴线垂直，矩形套筒39靠近压缩弹簧40的侧壁内设置有第一齿状面42，立柱35上部与第一齿状面42相对的侧壁上沿立柱35竖直方向也设置有第二齿状面43；当凸轮机构41旋转至竖向时，凸轮机构41与矩形套筒39的侧壁保持间隔，矩形套筒39在压缩弹簧40的挤压下，第一齿状面42与第二齿状面43相啮合；当凸轮机构41旋转至横向时，凸轮机构41挤压矩形套筒39进而挤压压缩弹簧40，第一齿状面42和第二齿状面43分离，立柱35与矩形套筒39分离，竖直调节块37上还设置有用于旋转凸轮机构41的旋转开关；两个半圆形卡箍结构对接后的两个接口分别通过绝缘紧固组件固连至两根横向支撑杆14的端部，绝缘紧固组件包括螺栓、绝缘螺套及绝缘垫片；导电芯轴2的其中一端设置有碳刷组件15，如图5所示，碳刷组件15包括碳刷支架29、绝缘套筒30、支撑弹簧31、绝缘压块32和碳刷本体33，碳刷支架29固定在与其位置靠近的支撑平台16上，碳刷支架29上开有与导电芯轴2的端部相对的通孔，绝缘套筒30穿置在通孔后与碳刷支架29固定连接，绝缘套筒30的轴线与导电芯轴2的轴线平行，绝缘压块32固定在绝缘套筒30的后端，绝缘压块32上开有出线孔，碳刷本体33安装在绝缘套筒30中，支撑弹簧31支撑在绝缘压块32与碳刷本体33的后端之间，在支撑弹簧31的挤压下，碳刷本体33的前端穿出绝缘套筒30的前端后抵靠至导电芯轴2的后端面上；碳刷本体33连接有导线，导线穿过支撑弹簧31并从绝缘压块32的出线孔引出；碳刷组件15的导线为绝缘性能测试的其中一个接线端，外圈固定工装13连接有绝缘性能测试的另一个接线端。
本发明所述的一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置的使用过程为：安装试验轴承4时，根据试验轴承4的内外径及宽度尺寸，选择适配的外圈固定工装13、第一内隔圈21、第一外隔圈22和轴套12，安装第一内隔圈21至导电芯轴2的轴肩20处，将轴套12加热至100℃，安装在导电芯轴2的试验安装位处并用卡簧24定位，以深沟球轴承为例描述试验轴承4的安装，将试验轴承4加热至100℃后，热套在轴套12上，待其冷却至常温时，再套上第一外隔圈22，并用第一锁紧螺母23锁死，最后在试验轴承4外圈上安装外圈固定工装13。陪试轴承3安装时，首先安装第二内隔圈25至导电芯轴2轴肩20处。将陪试轴承3填满润滑脂并盘转，去除多余润滑脂。将轴承座7加热至60℃，放入陪试轴承3。将轴承座7及陪试轴承3组件加热至100℃后，安装在导电芯轴2的陪试安装位处，待其冷却至常温后，安装轴承端盖26，并用螺栓紧固。选择合适第二外隔圈27压至陪试轴承3内圈处，并用第二锁紧螺母28锁紧。调整滚轮支架18，使导电芯轴2位于两个绝缘滚轮19之间。调整立柱35的水平间距，以及竖直调节块37的高度，使到导电芯轴2位于合适的高度上，将试验轴承4通过外圈固定工装13搭放在横向支撑杆14上，最后用绝缘螺栓螺母组件、绝缘垫片固定连接，绝缘螺套和绝缘垫片可以是一体也可以是分离的，其目的是保证外圈固定工装13与横向支撑杆14之间保持良好的绝缘。在试验轴承4内部加入少量润滑油，盘转无卡滞。径向加载力的施加时，根据试验轴承4设定的径向力，计算需要施加至陪试轴承3的径向力。旋转加载螺杆46，加载活塞10在加载弹簧51的作用下，给轴承座7传递力，力再通过陪试轴承3及导电芯轴2作用在固定端绝缘滚轮19及试验轴承4上。压力传感器48实时采集到信息并反馈在压力显示器50上，达到设定的径向力时，停止旋转加载螺杆46；导电芯轴2连接有电机1，通过电机1控制导电芯轴2的转速，为导电芯轴2提供可调动力，向电机1控制系统输入指定转速，电机1通过皮带或者皮带轮带动导电芯轴2旋转。碳刷组件15安装在导电芯轴2的轴端，将碳刷组件15引出的导线和外圈固定工装13连接的接线端分别连接至绝缘性能检测仪器的两个接线端口，绝缘性能检测仪器可以为绝缘电阻表或电容表，导电芯轴2带动试验轴承4转动，就可对试验轴承4进行动态绝缘性能测试。
支撑结构6分别支撑在导电芯轴2的两端部目的是为了对导电芯轴2进行位置固定，支撑结构6与导电芯轴2滚动配合，是为了试验轴承4测试时保持动态测试的平稳，试验过程中，陪试轴承3和试验轴承4同时被导电芯轴2带动旋转；径向加载组件9向陪试轴承3座施加一定的径向力，再通过陪试轴承3传递到安装在导电芯轴2上的试验轴承4，这是为了模拟试验轴承4的真实受载情况，移动支架5连接横向支撑杆14，试验轴承4安装上外圈固定工装13后，与横向支撑杆14相连，当试验轴承4较大时，更换较大的外圈固定工装13，然后调整移动支架5的位置即可完成试验工装的安装，因此本发明所述的测试装置适用于多种型号的试验轴承4。轴套12的外径可根据试验轴承4在实际安装中的尺寸公差进行设计，以便模拟真实的试验轴承4安装环境。外圈固定工装13的两个半圆形卡箍结构为两个弧度接近π的圆弧结构，对轴承外圈具有固定作用，通过外圈固定工装13中的两个半圆形卡箍结构对试验轴承4进行固定，且结合面之间有一定的小间隙，主要目的是在模拟实际安装中紧固力同时，防止拆装对试验轴承4的外圈上覆盖的绝缘涂层造成损伤。该测试装置能满足多种型号的轴承，不受轴承尺寸限制，拆装过程简单，测试效率加高，设备利用率高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，其特征在于，包括连接有电机(1)的导电芯轴(2)、陪试轴承(3)、试验轴承(4)、两个移动支架(5)和分别支撑在导电芯轴(2)两端的两个支撑结构(6)，支撑结构(6)与导电芯轴(2)滚动配合，位于两个支撑结构(6)之间的导电芯轴(2)上分别设置有陪试安装位和试验安装位，陪试轴承(3)通过轴承座(7)安装在导电芯轴(2)的陪试安装位处，陪试轴承(3)上方通过倒U型支撑架(8)设置有向陪试轴承(3)座施加径向压力的径向加载组件(9)，径向加载组件(9)包括可上下活动的加载活塞(10)，轴承座(7)外壁上设置有与加载活塞(10)限位配合的凹槽(11)，径向加载组件(9)向陪试轴承(3)的轴承座(7)施加一定的径向力，再通过陪试轴承(3)传递到安装在导电芯轴上的试验轴承(4)；导电芯轴(2)的试验轴承(4)安装位处安装有轴套(12)，试验轴承(4)安装至轴套(12)上，试验轴承(4)的外圈箍设有外圈固定工装(13)；外圈固定工装(13)包括两个半圆形卡箍结构；两个移动支架(5)上均连接有横向支撑杆(14)，两个半圆形卡箍结构对接后的两个接口分别通过绝缘紧固组件固连至两根横向支撑杆(14)的端部；导电芯轴(2)的其中一端设置有碳刷组件(15)，碳刷组件(15)的导线为绝缘性能测试的其中一个接线端，外圈固定工装(13)连接有绝缘性能测试的另一个接线端；每个支撑结构(6)均包括支撑平台(16)，支撑平台(16)上固定有与导电芯轴(2)的轴线相垂直的导轨(17)，导轨(17)上滑动配合有滚轮支架(18)，滚轮支架(18)顶部连接有两个用于支撑导电芯轴(2)且与导电芯轴(2)滚动配合的绝缘滚轮(19)，两个绝缘滚轮(19)分别位于导电芯轴(2)的轴线两侧。
2.根据权利要求1所述的一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，其特征在于，绝缘滚轮(19)与滚轮支架(18)之间设置为弹性支撑。
3.根据权利要求1所述的一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，其特征在于，位于陪试安装位和试验安装位之间的导电芯轴(2)上一体成型有轴肩(20)，轴套(12)的后端面与轴肩(20)前端面之间设置有第一内隔圈(21)，第一内隔圈(21)的外缘沿径向延伸至试验轴承(4)的内圈后端面上，轴套(12)上设置有与第一内隔圈(21)相对且位于试验轴承(4)的内圈前端面的第一外隔圈(22)，轴套(12)上还设置有用于固定第一外隔圈(22)的第一锁紧螺母(23)，导电芯轴(2)上还设置有与轴套(12)前端限位配合的卡簧(24)。
4.根据权利要求3所述的一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，其特征在于，轴肩(20)后端面处设置有带颈部的第二内隔圈(25)，陪试轴承(3)放入轴承座(7)后安装至导电芯轴(2)的陪试安装位处，轴承座(7)还配合有轴承端盖(26)，第二内隔圈(25)的颈部压至陪试轴承(3)的内圈前端面上，导电芯轴(2)与轴承端盖(26)之间配合有位于陪试轴承(3)的内圈后端面上的第二外隔圈(27)，导电芯轴(2)上还设置有用于固定第二外隔圈(27)的第二锁紧螺母(28)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，其特征在于，碳刷组件(15)包括碳刷支架(29)、绝缘套筒(30)、支撑弹簧(31)、绝缘压块(32)和碳刷本体(33)，碳刷支架(29)固定在与其位置靠近的支撑平台(16)上，碳刷支架(29)上开有与导电芯轴(2)的端部相对的通孔，绝缘套筒(30)穿置在通孔后与碳刷支架(29)固定连接，绝缘套筒(30)的轴线与导电芯轴(2)的轴线平行，绝缘压块(32)固定在绝缘套筒(30)的后端，绝缘压块(32)上开有出线孔，碳刷本体(33)安装在绝缘套筒(30)中，支撑弹簧(31)支撑在绝缘压块(32)与碳刷本体(33)的后端之间，在支撑弹簧(31)的挤压下，碳刷本体(33)的前端穿出绝缘套筒(30)的前端后抵靠至导电芯轴(2)的后端面上；碳刷本体(33)连接有导线，导线穿过支撑弹簧(31)并从绝缘压块(32)的出线孔引出。
6.根据权利要求1所述的一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，其特征在于，移动支架(5)包括底座(34)和立柱(35)，底座(34)通过紧固螺栓固定在工作面上，底座(34)上设置有横向调节滑轨(36)，立柱(35)底部固连有与横向调节滑轨(36)配合的滑块，横向支撑杆(14)与立柱(35)相连接。
7.根据权利要求6所述的一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，其特征在于，立柱(35)的上部配合有能沿立柱(35)长度方向上下活动的竖直调节块(37)，横向支撑杆(14)固定在竖直调节块(37)上。
8.根据权利要求7所述的一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，其特征在于，竖直调节块(37)中开有与横向支撑杆(14)轴线平行的水平矩形通孔(38)，横向支撑杆(14)与竖直调节块(37)连接后其端部将水平矩形通孔(38)的一端封堵，水平矩形通孔(38)中安装有上下开口的矩形套筒(39)，在水平矩形通孔(38)的限位作用下矩形套筒(39)只能沿水平矩形通孔(38)长度方向活动，立柱(35)穿置在矩形套筒(39)中，立柱(35)与矩形套筒(39)的侧壁之间保持间隔，位于矩形套筒(39)两侧的水平矩形通孔(38)中分别设置有压缩弹簧(40)和凸轮机构(41)，压缩弹簧(40)位于矩形套筒(39)的侧壁与横向支撑杆(14)端部之间，压缩弹簧(40)的轴线与水平矩形通孔(38)的轴线相平行，凸轮机构(41)的转轴与水平矩形通孔(38)的轴线垂直，矩形套筒(39)靠近压缩弹簧(40)的侧壁内设置有第一齿状面(42)，立柱(35)上部与第一齿状面(42)相对的侧壁上沿立柱(35)竖直方向设置有第二齿状面(43)；当凸轮机构(41)旋转至竖向时，凸轮机构(41)与矩形套筒(39)的侧壁保持间隔，矩形套筒(39)在压缩弹簧(40)的挤压下，第一齿状面(42)与第二齿状面(43)相啮合；当凸轮机构(41)旋转至横向时，凸轮机构(41)挤压矩形套筒(39)进而挤压压缩弹簧(40)，第一齿状面(42)和第二齿状面(43)分离，立柱(35)与矩形套筒(39)分离。
9.根据权利要求1所述的一种适用于多型号滚动轴承绝缘性能动态测试装置，其特征在于，径向加载组件(9)还包括固定在倒U型支撑架(8)上的导向筒(44)，导向筒(44)顶部固定有盖板(45)，盖板(45)上螺纹配合有轴线与加载活塞(10)的轴线相重合的加载螺杆(46)，导向筒(44)中从上到下依次安装有第一过渡压块(47)、压力传感器(48)和第二过渡压块(49)，加载螺杆(46)的端部抵至第一过渡压块(47)的顶部，压力传感器(48)连接有压力显示器(50)，第二过渡压块(49)包括上压板和下压板，上压板和下压板之间设置有用于缓冲的数个加载弹簧(51)，加载活塞(10)连接至下压板底部，导向筒(44)底部开有用于穿置加载活塞(10)的通孔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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