CN114441171B - 一种电机轴承故障诊断与加速疲劳退化综合试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机轴承故障诊断与加速疲劳退化综合试验台，属于机械故障诊断领域。包括：包括试验台基座，所述试验台基座上分别设置有负载端底板和被测端底板，其中所述负载端底板上设置有负载电机安装支架，所述负载电机的输出轴通过联轴器与转速扭矩传感器连接；所述被测端底板上设置有直线导轨和滑块构成的滑动机构，所述滑块上固定有滑动板，在所述滑动板上安装有被测电机安装支架，被测电机的输出轴通过联轴器与所述转速扭矩传感器连接；在所述被测端底板上设置有T型槽，所述T型槽与所述滑动板之间设有锁定机构。本发明实现了在更换不同故障类型与尺寸的被测电机时不会损失对中精度，以及对中精度高，不会引起电机轴偏摆等技术效果。

Description

一种电机轴承故障诊断与加速疲劳退化综合试验台

技术领域

本发明属于机械故障诊断领域，更具体地，涉及一种电机轴承故障诊断与加速疲劳退化综合试验台。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件，在机械传动中应用广泛。传统的轴承故障诊断试验台中，电机架固定在试验台基座上，由于不同电机轴端长度不同，会带来的装配空间狭小，拆卸电机与更换不同规格电机存在需挪动电机支架的弊端。不仅装配麻烦、拆卸困难，浪费较多时间。此外，由于轴承一般处于高转速工作状态，轴承组成构件易发生损坏，不断对试验台进行拆卸和故障轴承的更换，会使试验台的装配精度降低、对中工作量增加，进而对机械产品整体的工作效率、使用寿命、维护成本和工作精度产生影响。

现有的轴承故障诊断试验台的加载设备一般为磁粉制度器，在进行故障诊断实验时，更换不同故障类型的被测电机时，反复拆装被测电机支架会引入轴对中精度的误差，安装精度较差，不能实现对轴承负载的精准快速响应控制。

而现有的轴承双支撑加速疲劳退化装置采用悬臂支撑结构，一般是双侧支撑，一边受载，加载被测轴承时容易造成轴末端严重偏摆，且不符合实际的电机轴承受力方式。

同时，现有的分别针对轴承的故障诊断试验台或加速疲劳退化试验台较多，而尚未有利用两个试验台的特性将二者设计为一体的试验台。

针对上述问题，急需研制一台装拆方便、适应多款电机，轴对中精度高且能够准确控制诊断轴承在实验时的扭矩且便于频繁拆卸仍可以保持轴对中精度的轴承故障诊断试验台，为测试与诊断技术人员在试验台的装拆和轴承更换方面提供方便、节约时间和精力，同时提高数据的可靠性。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种电机轴承故障诊断与加速疲劳退化综合试验台，其目的在于在更换不同故障类型和尺寸的被测电机时不会损失对中精度，同时能够提供足够的拆装空间。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种电机轴承故障诊断与加速疲劳退化综合试验台，包括试验台基座，所述试验台基座上分别设置有负载端底板和被测端底板；

所述负载端底板上设置有负载电机安装支架，所述负载电机的输出轴通过联轴器与转速扭矩传感器连接；所述被测端底板上设置有直线导轨和滑块构成的滑动机构，所述滑块上固定有滑动板，在所述滑动板上安装有被测电机安装支架，被测电机的输出轴通过联轴器与所述转速扭矩传感器连接；在所述被测端底板上设置有凹槽，所述凹槽与所述滑动板之间设有锁定机构。

进一步地，所述锁定机构由螺栓和螺母构成，所述螺母设置在凹槽内，所述螺栓设置在滑动板上并能够贯穿所述凹槽与所述螺母啮合。

进一步地，在所述被测电机安装支架与滑动板之间设有定位键。

进一步地，还包括调校块，所述调校块为设置在负载端底板和被测端底板上的底板调校块、设置在所述转速扭矩传感器下端的传感器调校块及设置在负载电机安装支架上的负载支架调校块，所述调校块上开设有定位孔，通过定位螺钉穿过所述定位孔分别固定在所述负载端底板、被测端底板、转速扭矩传感器及负载电机安装支架上。

进一步地，还包括设置在所述传感器调校块与所述负载端底板之间的传感器底座，所述传感器底座上设置有调节转速扭矩传感器平面度的螺钉。

进一步地，还包括设置在转速扭矩传感器与被测电机之间的双支撑加速疲劳退化装置，所述双支撑加速疲劳退化装置包括测试轴承支撑轴，所述测试轴承支撑轴的一端通过联轴器与速扭矩传感器相连，另一端通过联轴器与被测电机的输出轴相连，测试轴承支撑轴的两端分别通过两个支撑轴承套固定，所述两个支撑轴承套的上端固定，下端悬空，被测轴承通过测试轴承套固定于测试轴承支撑轴上；液压加载装置与测试轴承套相连，用于给被测轴承施加径向载荷。

进一步地，还包括分别设置在所述两个支撑轴承套的外侧的卡环，在所述卡环上设置有轴套。

进一步地，在所述测试轴承支撑轴的两端还分别设置有过渡轴，通过所述过渡轴分别与对应的联轴器相连，在所述过渡轴上设置有过渡轴限位块。

进一步地，在所述测试轴承支撑轴沿轴向的顶部设置有安全防护盖板。

进一步地，还包括分别设置在所述试验台基座与负载端底板和被测端底板之间的底板限位块。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)本发明通过滑动板以及设置在滑动机构与被测端底板连接，在凹槽与滑动板之间设有锁定机构，需要更换不同故障类型和尺寸的电机时，关闭锁定机构使滑动板水平轴向运动，在运动的过程中，对中精度不变，打开锁定机构即可固定滑动板，便于被测电机的拆卸；即是说，本发明在更换不同故障类型和尺寸的被测电机时不会损失对中精度。

同时，本发明不存在更换不同类型的故障电机时，反复拆装被测电机支架引起的对中精度差的问题；并且滑动板在拖动被测电机轴向滑动时可以提供足够的拆卸空间。

(2)作为优选，在滑动板和被测电机安装支架间设有定位键，考虑到可扩展性，当被测电机的支架需要更换时，定位键不会被拆除，通过定位键对电机架底板上的配合面进行定位，也就不需要在更换被测电机后再次进行对中。即是说，利用定位键可有效保障电机架重组拆装时的同轴度，保证被测电机支架拆装的定位精度。

(3)作为优选，本发明的综合试验台还包括底板调校块、传感器调校块以及负载支架调校块，通过旋拧设置在调校块上的定位螺钉的在定位孔中的长度分别向负载端底板、被测端底板、转速扭矩传感器或负载电机支架施加径向力从而实现对相应部件的轴对中的调节，全方位提升整个装置的对中精度。

(4)进一步地，本发明的综合试验台，实现了轴承的故障诊断与加速疲劳退化于一体，通过轴承故障诊断中的负载电机为加速疲劳退化装置提供扭矩，加速疲劳退化试验台通过液压加载装置，为被测电机提供径向载荷，两者相互增益和耦合，并且结构紧凑。

(5)本发明的综合试验台中，测试轴承支撑轴的两端分别通过支撑轴承套固定，实现加速疲劳退化装置的双侧支撑，中间受载，与传统的双侧支撑，一侧受载的方式不同，解决了电机轴偏摆的问题。液压加载装置通过测试轴承套对测试轴承施加径向载荷，模拟主轴运转时受到的径向力，载荷控制简单精确；测试轴承支撑轴承套和测试轴承支撑轴承分别安装于被测轴承两边，更符合伺服电机与主轴电机的实际受力情况。同时，由于是通过轴承故障诊断中的负载电机为加速疲劳退化装置提供扭矩，解决了现有的加速疲劳退化试验台的加载装置多为磁粉制动器，存在的发热扭矩下降，不能连续运行，PID动态调节性能差的问题。

(6)作为优选，为了消除中间受载引起的双端偏摆，在测试轴承支撑轴的两端分别设置有过渡轴，减小大载荷情况下的双端偏摆，进一步地，在过渡轴上设置有过渡轴限位块，约束过渡轴的偏摆。利用过渡轴和过渡轴限位块完全固定轴的挠曲变形，且不会使被测轴承的径向载荷传递出加速疲劳退化装置，保护被测电机。

(7)作为优选，在两个支撑轴承套的外侧设置有卡环和轴套，测试轴承支撑轴承通过轴套和卡环固测试轴承支撑轴，拆除卡环即可调整两个支撑轴承套之间的间距，减少不同实验负载时测试轴承支撑轴断裂的风险。

(8)作为优选，在试验台基座与负载端底板和被测端底板之间设置有底板限位块，用于对负载电机端底板、被测电机端底板的固定，并结合上述调校块调节试验台对中精度，实现对高速试验台的高精度调节。

总而言之，本发明解决了传统的轴承故障诊断试验台与加速疲劳退化试验台中存在的装拆麻烦、安装精度较差、电机轴偏摆带来的不符合电机轴受力方式的问题。

附图说明

图1为本发明的综合试验台结构示意图；

图2为本发明的综合试验台中故障诊断装置中的负载电机端结构示意图；

图3为本发明的综合试验台中双支撑加速疲劳退化装置的整体结构示意图；

图4为本发明的综合试验台中双支撑加速疲劳退化装置箱体内部结构示意图；

图5为本发明的综合试验台中故障诊断装置中的被测电机端结构示意图；

图6为本发明的综合试验台中故障诊断装置中的被测电机端局部结构放大示意图。

图7为本发明的扭矩传感器及支架的立体结构图；

图8为本发明的扭矩传感器及支架平面结构图，其中，图8中的(a)为扭矩传感器及支架的主视图、图8中的(b)为扭矩传感器及支架的左视图、图8中的(c)为扭矩传感器及支架的俯视图；

图9为本发明的底板调校块和底板限位块的结构示意图；

图10为本发明的T型槽、直线导轨和滑动板的结构示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：

1-试验台基座，2-T型槽，3-T型槽挡板，4-被测端底板，5-传感器安装板，6-传感器底座，7-传感器调校块，8-定位键，9-底板调校块，10-过渡轴限位块，11-底板限位块，12-负载电机安装支架，13-负载端底板，14-负载支架调校块，15-滑动板，16-被测电机安装支架，17-被测电机辅助支架，18-滑块，19-直线导轨，20-转速扭矩传感器，21-负载电机，22-被测电机，23-安全防护盖板，24-侧面板，25-测试轴承套螺纹方，26-测试轴承受力方，27-过渡轴，28-轴套，29-卡环，30-支撑底板，31-支撑架，32-测试轴承支撑轴，33、34为支撑轴承套，35、36为主面板，37-联轴器，38-液压加载装置，41-双支撑加速疲劳退化装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位关系为基于附图所示的方位关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2、图5、图6、图10所示，本发明提供的电机轴承故障诊断与加速疲劳退化综合试验台，包括试验台基座1，试验台基座1上分别设置有负载端底板13和被测端底板4，其中负载端底板13上设置有负载电机安装支架12，负载电机21的输出轴通过联轴器与转速扭矩传感器20连接；被测端底板4上设置有直线导轨19和滑块18构成的滑动机构，其中，滑动板15固定在滑块18上，在滑动板15上安装有被测电机安装支架16，被测电机的输出轴通过联轴器与转速扭矩传感器20连接；在被测端底板4上设置有凹槽，改凹槽与滑动板15之间设有锁定机构，其中，本实施例中，该凹槽为T型槽2。锁定机构由螺栓和螺母构成，螺母设置在T型槽内限制滑动板移动，螺栓设置在滑动板15上并能够贯穿滑动板与T型槽内的螺母啮合，当需要滑动板移动时，螺栓向下旋拧与螺母啮合，并带动螺母脱离T型槽，当需要滑动板固定时，向外旋拧螺栓，使其与螺母分离，螺母在T型槽内限制滑动板移动控制系统，用于控制该试验台的运行，具体的，控制驱动电机(即被测电机)的转速、负载电机的扭矩、加速疲劳退化实验装置的径向负载。

作为优选，在T型槽2的两端设置有T型槽挡板3，用于限制滑动板15和滑块18从T型槽2上脱离。

其中，试验台基座1用于承载整个实验装置，并提供较大的质量与刚度以避免系统高速转动时的共振。负载电机21用于为整个装置提供可变扭矩。联轴器37用于传递负载电机提供的扭矩。转速扭矩传感器20用于监测驱动电机的实际转速和负载。被测电机22，用于检测里面是否有故障以及故障类型。

作为优选，负载电机安装支架12和被测电机安装支架16为L型支架。还包括设置在被测端底板4上的被测电机辅助支架17，被测电机辅助支架与被测电机安装支架均用于托载被测电机。在被测电机和被测电机安装支架及被测电机辅助支架之间设置有法兰盘，可以满足包括电主轴在内的多种电机类型及型号进行实验。其中，本发明中的电机支架是不需要反复拆装，通过更换与不同类型的电机对应的法兰盘可以实现不同类型的电机的快速、高精度安装。

进一步地，考虑到可扩展性，在被测电机安装支架16与滑动板15之间设有定位键8，当被测电机的支架需要更换时，定位键不会被拆除，通过定位键对电机架底板上的配合面进行定位，也就不需要在更换被测电机后再次进行对中。即是说，利用定位键可有效保障电机架重组拆装时的同轴度，保证被测电机支架拆装的定位精度，支持电主轴与伺服电机多种电机的定位。

进一步地，如图9所示，为了实现对负载端底板13、被测端底板4、转速扭矩传感器20以及负载电机安装支架12的对中调节，本发明在负载端底板13和被测端底板4的四角上分别设置有底板调校块9，底板调校块9上开设有定位孔，通过定位螺钉穿过定位孔分别与负载端底板13或被测端底板4连接。

如图7和图8中的(a)-(c)所示，在转速扭矩传感器20的下端设置有传感器调校块7，传感器调校块7上开设有定位孔，通过定位螺钉穿过定位孔固定在转速扭矩传感器20上，传感器调校块7下端与传感器安装板5固定连接，传感器安装板5用于支撑传感器调校块7及转速扭矩传感器20，同时，在传感器安装板5的四角处设置有轴向对中的螺钉，用于调整传感器安装板5的轴向对中。传感器安装板5的下端与传感器底座6相连，传感器底座6固定在负载端底板13上，其中，传感器底座6上设置有用于调节转速扭矩传感器20平面度的螺钉。该螺钉贯穿传感器底座6，通过调整该螺钉的伸出长度，调节，传感器底座6与负载端底板13之间的距离，进而调整转速扭矩传感器20的平面度。

在负载电机安装支架上设置了负载支架调校块14，在负载支架调校块14上开设有定位孔，通过定位螺钉穿过定位孔固定在负载电机安装支架上。

通过分别旋拧设置在底板调校块、传感器调校块以及负载支架调校块上的定位螺钉的在定位孔中的长度分别向负载端底板、被测端底板、转速扭矩传感器或负载电机支架施加径向力从而实现对相应部件的轴对中的调节。

进一步地，为了实现对负载端底板与被测端底板的固定，在试验台基座1分别与负载端底板13和被测端底板4之间设置有底板限位块11。具体的，试验台基座1上设置有多条凹槽，以及在负载端底板与被测端底板设置有凹槽，在底板限位块11的底部设置有与凹槽相适配的凸台，通过凹槽和凸台的配合实现对负载端底板与被测端底板的固定。并结合底板调校块上的螺栓调节试验台对中精度，便于高速试验台的高精度调节。

进一步地，如图3、图4所示，本发明的综合试验台，还包括设置在转速扭矩传感器20与被测电机之间的双支撑加速疲劳退化装置41，用于进行待测轴承样本的加速疲劳退化实验。

双支撑加速疲劳退化装置41包括测试轴承支撑轴32，测试轴承支撑轴32的一端通过联轴器与速扭矩传感器20相连，另一端通过联轴器与被测电机的输出轴相连，测试轴承支撑轴32的两端通过支撑轴承套33和支撑轴承套34固定，支撑轴承套33和支撑轴承套34的上端固定，下端悬空，被测轴承通过测试轴承套固定于测试轴承支撑轴32上；液压加载装置38与测试轴承套相连，用于给被测轴承施加径向载荷。

其中，测试轴承套为测试轴承套螺纹方25和测试轴承受力方26。被测轴承夹持在被测试轴承套螺纹方25和测试轴承受力方2中，沿被测轴承轴向方向，被测试轴承套螺纹方25和测试轴承受力方26位于两个支撑轴承套之间，液压加载装置38通过测试轴承受力方将传递径向载荷至被测轴承。

进一步地，为了减少不同实验负载时测试轴承支撑轴断裂的风险，在支撑轴承套33和支撑轴承套34的外侧分别设置有卡环29，在卡环29上设置有轴套28，测试轴承支撑轴承通过轴套和卡环固测试轴承支撑轴，拆除卡环即可调整两个支撑轴承套之间的间距。

上述双支撑加速疲劳退化装置的设备设置在由双支撑加速疲劳退化装置的箱体内，该箱体由主面板35、主面板36、两个侧面板24以及安全防护盖板23组成，其中，在测试轴承支撑轴32沿轴向的顶部箱体为安全防护盖板23，以防疲劳试验实验时轴承破损零件飞出造成安全隐患。液压加载装置38设置在主面板35上。

进一步地，在测试轴承支撑轴32的两端分别设置有过渡轴27，用于传递扭矩的同时，可以实现较大的径向变形量，能够减小测试轴承支撑轴32的弯曲变形。两个过渡轴的另外一端分别通过联轴器与速扭矩传感器20相连以及通过联轴器与被测电机的输出轴相连。在过渡轴27上设置有过渡轴限位块10，具体的，过渡轴限位块10设置在双支撑加速疲劳退化装置的箱体的两个侧面板24上，可以在箱体外侧限制过渡轴的位移。测试轴承支撑轴采用柔性轴，过渡轴限位块内装有限位轴承，利用限位轴承和过渡轴限位块完全固定轴的挠曲变形，且柔性轴不会再传递径向力，可以限制加速疲劳退化装置中的被测轴承的径向载荷传递出装置，保护被测电机。

具体的，在工作中，负载电机安装支架12(本实施例中为L型支架)通过底板调校块9和底板限位块11固定于试验台基座1上，其中，底板调校块9用于调整负载端底板13的轴向对中，底板限位块11用于紧固试验台基座1和负载端底板13，试验台基座1通过底板调校块9和底板限位块11固定负载端底板13上。其中，负载端底板13用于承载负载电机，安装负载电机安装支架。底板调校块9安装于被测端底板以及负载端底板13的四个角上(如图7所示)，负载端底板13通过负载支架调校块14固定负载电机安装支架，其中，负载支架调校块14用于调节负载电机安装支架的轴对中，负载电机安装支架，用于支撑负载电机。被测电机22固定于被测电机安装支架上，其中，负载电机和被测电机是两个对置设置的两个电机，分别挂在两个对置的对应的电机架上，负载电机21的输出轴通过联轴器37与转速扭矩传感器20连接。

双支撑加速疲劳退化装置41一端通过联轴器与转速扭矩传感器20连接，另一端通过联轴器与被测电机的输出轴相连，转速扭矩传感器20通过联轴器与过渡轴27连接，其中，过渡轴27用于传递扭矩的同时，可以实现较大的径向变形量，以避免径向变形传递到外侧驱动电机或负载电机，减小测试轴承支撑轴32的弯曲变形。过渡轴27通过联轴器37与测试轴承支撑轴32连接。其中，测试轴承支撑轴32用于安装被测轴承并承受径向载荷。测试轴承支撑轴32通过卡环29和轴套28与测试轴承支撑轴承32连接，其中，卡环29用于调节支撑轴承套33和支撑轴承套34的间距，保证测试轴承支撑轴承32不会断，根据不同的径向载荷调节支撑轴承套33和支撑轴承套34之间的间距，径向载荷越大，支撑轴承套33和支撑轴承套34之间的间距越小。轴套28用于限制卡环的移动。支撑轴承套33和支撑轴承套34的侧面分别与两个轴套28固定连接。

测试轴承支撑轴承32通过支撑轴承套33和支撑轴承套34固定于由主面板35、主面板36、两个侧面板24以及安全防护盖板23组成的双支撑加速疲劳退化装置的箱体内，其中支撑轴承套33和支撑轴承套34用于实现测试轴承浮动安装。具体的，支撑轴承套33和支撑轴承套34的上端固定在安全防护盖板23上，下端悬空，给测试轴承支撑轴32提供支撑，液压加载装置38上传递的径向载荷传递至测试轴承套螺纹方25和测试轴承套受力方26，进而传递至测试轴承支撑轴承32的轴上，然后传递至支撑轴承套33和支撑轴承套34上，最后传递至主面板36上。

主面板35固定液压加载装置38，其中，液压加载装置38用于给测试轴承施加径向载荷。两个侧面板24上固定两个过渡轴限位块10，其中，过渡轴限位块10用于在箱体外侧限制过渡轴的位移。具体的，过渡轴限位块10通过限制过渡轴27的位移来限制加速疲劳退化装置中的被测轴承的径向载荷传递出装置，可以避免被测电机22和负载电机以及其它相关部件的损坏。

两个支撑轴承套分别对称安装于待测轴承的两边，被测轴承通过测试轴承套螺纹方25和测试轴承套受力方26固定于测试轴承支撑轴32上，其中，沿被测电机径向方向，测试轴承套受力方26在液压杆和被测轴承之间，测试轴承套螺纹方25在被测轴承和被测轴承套之间，测试轴承套螺纹方25和测试轴承套受力方26结合起来固定测试轴承。双支撑加速疲劳退化装置41的箱体固定于支撑底板30上，支撑底板30通过支撑架31固定于试验台基座1，其中，支撑底板30与支撑架31的上端固定连接，支撑架31的下端通过底板限位块11固定在试验台基座1的凹槽内。

被测电机辅助支架17通过底板调校块9和底板限位块11固定于试验台基座1上，过渡轴27通过联轴器与被测电机22的输出轴连接(同时也与测试轴承支撑轴32连接)，被测电机22通过被测电机安装支架16和被测电机辅助支架17固定，被测电机安装支架16和被测电机辅助支架17同轴心设置，被测电机安装支架和被测电机辅助支架17的下端固定于滑动板15上。其中，滑动板15用于拖动被测电机轴向滑动便于提供足够的拆卸空间。滑动板15通过直线导轨19与滑块18和T型槽2固定于被测端底板4，滑块18设置在直线导轨19上。其中，直线导轨19用于保证滑动板平移的平行度和直线度，滑块18用于减小滑动摩擦力，T型槽2固定在被测端底板4上用于为滑动板提供锁紧位置。被测端底板4通过底板调校块9和底板限位块11固定于试验台基座1；其中，被测端底板4用于将线导轨、T型槽、固定在基座上。

T型槽2与滑动板15之间设有锁定机构，锁定机构由螺栓和螺母构成，螺母设置在T型槽内，螺栓设置在滑动板15上并穿过T型槽与螺母啮合，螺栓向下旋拧与螺母啮合，并带动螺母脱离T型槽为打开状态，此时可以移动滑动板；螺母设置在T型槽内，并与螺栓分离为关闭状态，此时滑动板不可移动。

只需关闭锁定机构即可移动滑动板，打开锁定机构即可固定滑动板，便于不同故障类型的电机的拆卸。T型槽挡板3设置在T型槽2的两端，用于限制滑动板15和滑块18从T型槽2上脱离。具体的，直线导轨19与滑块18安装在被测端底板4上。

滑动板和被测电机L型支架间设有定位键8，利用定位键可有效提升同轴度，保证被测电机支架拆装的定位精度，支持电主轴与伺服电机多种电机的定位。试验台基座上设有多条凹槽，被测端底板、负载端底板下设有与底板限位块相配合的凹槽，底板调校块下设有与凹槽配合的凸台，利用凹槽与底板限位块配合，实现对负载电机端底板、被测电机端底板的固定，并结合底板调校块上的螺栓调节试验台对中精度，便于高速试验台的高精度调节，负载电机L型支架、传感器安装板、支撑架如上通过负载支架调校块、传感器调校块、支撑调校块调节同轴度精度，便于高精度调节。

液压加载装置通过测试轴承受力方对测试轴承施加径向载荷，模拟主轴运转时受到的径向力，且载荷控制简单精确，测试轴承支撑轴承套和测试轴承支撑轴承安装于测试轴承两边，更符合伺服电机与主轴电机的实际受力情况，测试轴承支撑轴承通过轴套和卡环固定于测试轴承支撑轴，拆除卡环即可通过移动轴套调节测试轴承支撑轴承之间的距离，减少不同实验负载时测试轴承支撑轴断裂的风险。

测试轴承支撑轴采用柔性轴，过渡轴限位块10内装有限位轴承，利用限位轴承和过渡轴限位块完全固定轴的挠曲变形，且柔性轴不会再传递径向力，保护被测电机。

由负载电机为该实验台提供动力，试验台整体正常运转后，通过各传感器收集实验数据并上传到控制系统，控制系统对该试验台进行控制。此外，实验人员还可更换不同类型的轴承、电机完成不同类型的实验。

本发明的综合试验台，实现了轴承的故障诊断与加速疲劳退化于一体，通过轴承故障诊断中的负载电机为加速疲劳退化装置提供扭矩，加速疲劳退化试验台通过液压加载装置(此时去掉箱体右侧的过渡轴限位块)，为被测电机提供径向载荷，两者相互增益和耦合，并且结构紧凑。

被测电机(即驱动电机)工作在转速控制模式中存在轴承故障，通过改变被测电机的转速与调节负载电机的负载扭矩从而实现模拟被测电机在真实应用场景中的不同工况，实现故障诊断。

液压加载装置对被测轴承施加径向载荷，实现被测轴承从新到故障的加速疲劳退化。

当测试电机为伺服电机等不需要承受径向载荷的电机工作时，去掉加速疲劳退化装置，从而只控制被测电机轴承的转速和扭矩。当测试电机为电主轴等需要承受径向载荷的电机工作时，不需要拆除加速疲劳退化装置，此时加速疲劳退化装置内的被测轴承为正常轴承，通过去掉测试端的柔性轴限位块向被测电机施加径向载荷。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电机轴承故障诊断与加速疲劳退化综合试验台，其特征在于，包括试验台基座(1)，所述试验台基座(1)上分别设置有负载端底板(13)和被测端底板(4)；

所述负载端底板(13)上设置有负载电机安装支架(12)，所述负载电机(21)的输出轴通过联轴器与转速扭矩传感器(20)连接；所述被测端底板(4)上设置有直线导轨(19)和滑块(18)构成的滑动机构，所述滑块(18)上固定有滑动板(15)，在所述滑动板(15)上安装有被测电机安装支架(16)，被测电机的输出轴通过联轴器与所述转速扭矩传感器(20)连接；在所述被测端底板(4)上设置有凹槽，所述凹槽与所述滑动板(15)之间设有锁定机构；

还包括设置在转速扭矩传感器(20)与被测电机之间的双支撑加速疲劳退化装置(41)，所述双支撑加速疲劳退化装置(41)包括测试轴承支撑轴(32)，所述测试轴承支撑轴(32)的一端通过联轴器与转速扭矩传感器(20)相连，另一端通过联轴器与被测电机的输出轴相连，测试轴承支撑轴(32)的两端分别通过两个支撑轴承套(33，34)固定，所述两个支撑轴承套(33，34)的上端固定，下端悬空，被测轴承通过测试轴承套固定于测试轴承支撑轴(32)上；液压加载装置(38)与测试轴承套相连，用于给被测轴承施加径向载荷；

还包括分别设置在所述两个支撑轴承套(33，34)外侧的卡环(29)，在所述卡环(29)上设置有轴套(28)；

在所述测试轴承支撑轴(32)的两端还分别设置有过渡轴(27)，通过所述过渡轴(27)分别与对应的联轴器相连，在所述过渡轴(27)上设置有过渡轴限位块(10)。

2.根据权利要求1所述的综合试验台，其特征在于，所述锁定机构由螺栓和螺母构成，所述螺母设置在凹槽内，所述螺栓设置在滑动板上并能够贯穿所述凹槽与所述螺母啮合。

3.根据权利要求2所述的综合试验台，其特征在于，在所述被测电机安装支架(16)与滑动板(15)之间设有定位键(8)。

4.根据权利要求3所述的综合试验台，其特征在于，还包括调校块，所述调校块为设置在负载端底板(13)和被测端底板(4)上的底板调校块(9)、设置在所述转速扭矩传感器(20)下端的传感器调校块(7)及设置在负载电机安装支架(12)上的负载支架调校块(14)，所述调校块上开设有定位孔，通过定位螺钉穿过所述定位孔分别固定在所述负载端底板(13)、被测端底板(4)、转速扭矩传感器(20)及负载电机安装支架(12)上。

5.根据权利要求4所述的综合试验台，其特征在于，还包括设置在所述传感器调校块(7)与所述负载端底板(13)之间的传感器底座(6)，所述传感器底座(6)上设置有调节转速扭矩传感器(20)平面度的螺钉。

6.根据权利要求1所述综合试验台，其特征在于，在所述测试轴承支撑轴(32)沿轴向的顶部设置有安全防护盖板(23)。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的综合试验台，其特征在于，还包括分别设置在所述试验台基座(1)与负载端底板(13)和被测端底板(4)之间的底板限位块(11)。

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