CN114486249A - 一种用于回转支承性能测试台的载荷加载装置及其加载方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于回转支承性能测试台的载荷加载装置及其加载方法，所述载荷加载装置包括主试端结构、陪试端结构、主驱动装置、轴向油缸和径向油缸。当对主试轴承进行单一轴向载荷测试时，调节径向油缸补偿陪试端结构的整体重量，设置所需的轴向载荷，控制器调节轴向油缸的加载载荷，使轴向载荷达到设定值；当对主试轴承进行单一径向载荷测试时，调节径向油缸补偿陪试端结构的整体重量，设置所需径向施加的载荷以及抵消径向力矩的轴向载荷，调节径向油缸、轴向油缸的加载载荷，使径向载荷达到设定值；当对主试轴承进行倾覆力矩测试时，采用轴向油缸和径向油缸协同加载实现回转支承工况模拟，或采用轴向油缸对称分组加载实现回转支承工况模拟。

Description

一种用于回转支承性能测试台的载荷加载装置及其加载方法

技术领域

本发明涉及一种用于回转支承性能测试台的载荷加载装置及其加载方法，属于回转支承性能测试设备的技术领域。

背景技术

回转支承是一种结构特殊的大型轴承，能够同时承受较大的轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩等且集支承、旋转、传动、固定等多种功能于一身，回转支承由内圈环、外圈环、滚动体和保持架等构成，且其中一个圈环通常设有齿轮，用来实现动力传输。

回转支承根据实际运行时所需承受较大的轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩的综合情况，这意味着用于测试回转支承性能的设备/装置需要对回转支承的轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩的综合情况进行检测，以达到回转支承性能检测的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于回转支承性能测试台的载荷加载装置及其加载方法，以实现对回转支承的轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩的综合情况均予以检测。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于回转支承性能测试台的载荷加载装置，包括主试端结构、陪试端结构、主驱动装置、轴向油缸和径向油缸；所述主试端结构包括主试安装座，所述主试安装座上安装有主试轴承，所述主试轴承的外圈与主试安装座固连；所述陪试端结构包括陪试安装座，所述陪试安装座上安装有陪试轴承，所述陪试轴承的外圈与陪试安装座固连；所述主试轴承内圈的轴向一端与主驱动装置相连，另一端通过连接法兰与陪试轴承的内圈固连；所述轴向油缸设置在主试安装座和陪试安装座之间，用于在进行性能测试时为主试轴承提供轴向载荷；所述径向油缸设置在陪试安装座和整个载荷加载装置的总支承面之间，用于在进行性能测试时为主试轴承提供径向载荷。

优选的，所述轴向油缸设有多组，且多组轴向油缸沿主试轴承的周向间隔均匀分布。

优选的，所述径向油缸设有多组，且多组径向油缸沿水平方向在陪试安装座的四周均匀分布。

所述陪试安装座包括上半圈和下半圈，所述上半圈和下半圈相互连接形成用于容置陪试轴承的通孔，该通孔内设有用于安装陪试轴承的安装槽。

优选的，所述下半圈的下底面上设有凹槽，所述凹槽内设有与凹槽相匹配的垫块。

作为本发明的进一步方案：所述垫块上设有多组润滑脂槽，多组润滑脂槽分别设置于垫块与下半圈相接触的两相互平行的侧面上。

作为本发明的进一步方案：该载荷加载装置还包括液压装置，所述液压装置包括液压油箱、油泵和控制器；所述轴向油缸通过油泵与液压油箱连接，所述径向油缸通过油泵与液压油箱连接，所述控制器与油泵连接，所述控制器控制泵送至轴向油缸和径向油缸内的油液载荷。

优选的，所述液压装置还包括第一压力传感器、第一溢流阀、第二压力传感器和第二溢流阀，所述第一溢流阀和第二溢流阀均与液压油箱连接，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别对轴向油缸和径向油缸内的油压进行检测并传送至控制器，控制器根据轴向油缸和径向油缸的油压分别控制第一溢流阀和第二溢流阀的开启或关闭。

作为本发明的进一步方案：应用上述所述的载荷加载装置实施载荷加载的方法具体如下：

1)当对主试轴承进行单一轴向载荷测试时，启动油泵，调节径向油缸补偿陪试端结构的整体重量，然后设置所需的轴向载荷，控制器调节轴向油缸的加载载荷，使轴向载荷达到设定值；

2)当对主试轴承进行单一径向载荷测试时，启动油泵，调节径向油缸补偿陪试端结构的整体重量，然后设置所需径向施加的载荷以及设置抵消径向力矩的轴向载荷，控制器调节径向油缸、轴向油缸的加载载荷，使径向载荷达到设定值；

3)当对主试轴承进行倾覆力矩测试时，启动油泵，调节径向油缸补偿陪试端的重量，然后设置所需径向载荷、轴向载荷，控制器调节径向油缸、轴向油缸的加载载荷，使得倾覆力矩达到设定值。

优选的，当对主试轴承进行倾覆力矩测试时，还可采用如下方法：启动油泵，调节径向油缸补偿陪试端的重量，将轴向油缸进行对称分组，分别设置轴向油缸所需载荷，控制器调节轴向油缸的加载载荷，使得倾覆力矩达到设定值。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用陪试安装座与主试安装座连接，中间设有轴向油缸的结构，施加轴向载荷时，陪试端与主试端形成内力，无需额外在陪试端设置一堵巨大的固定的水泥墙，且不会对主试安装座产生支反力的作用，降低主试安装座与地面连接的载荷。

(2)本发明中通过将陪试安装座设置成包括上半圈和下半圈的分体式结构，使其在安装过程中吊装方便。

(3)本发明中通过在陪试安装座上设置垫块，使陪试安装座具有防扭功能，防止陪试安装座与主试安装座产生相对运动。

(4)本发明中通过在垫块上设置润滑装置，以有效降低测试噪音和垫块的磨损。

(5)本发明中通过在陪试安装座设置径向油缸，使其即能通过径向油缸能提供整个测试台径向载荷，又能通过径向油缸对陪试安装座进行支撑。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实用例中载荷加载装置的主视剖面示意图；

图2是图1的左视示意图；

图3是图2中垫块的主视示意图；

图4是本发明实用例中液压装置的原理图(实心箭头表示油路连接，空心箭头表示电连接)。

其中：

1、主驱动装置，2、轴向油缸，3、径向油缸，4、主试安装座，5、主试轴承，6、陪试安装座，6.1、上半圈，6.2、下半圈，6.3、安装槽，7、陪试轴承，8、连接法兰，9、垫块，9.1、润滑脂槽，10、液压油箱，11、油泵，12、控制器，13、第一压力传感器，14、第一溢流阀，15、第二压力传感器，16、第二溢流阀。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。

实用例：

参见图1至图4所示，本发明提供的一种用于回转支承性能测试台的载荷加载装置，包括载荷加载装置和液压装置，所述液压装置与载荷加载装置相连，用于为载荷加载装置提供油液和控制油液液压。

所述载荷加载装置包括主驱动装置1、轴向油缸2、径向油缸3、主试安装座4、主试轴承5、陪试安装座6、陪试轴承7和连接法兰8；

所述主试安装座4的一端与总支承面(总支承面指承受整个载荷加载装置重量的受力面，可以是地面、桌面、台面等，也可以是额外设计用于放置载荷加载装置的底座、底板等)固连，且主试安装座4上安装有主试轴承5(主试轴承5即为被测回转支承)并与主试轴承5的外圈固连，主试轴承5的内圈一端与主驱动装置1连接、另一端与连接法兰8的一端固连，连接法兰8的另一端与陪试轴承7的内圈固连，以使主驱动装置1同步带动主试轴承5和陪试轴承7的内圈旋转运动；

所述轴向油缸2优选设有沿圆周方向均匀设置的12组，且12组轴向油缸2的两端均分别与主试安装座4和陪试安装座6相连，使在轴向油缸2进行轴向载荷施加时主试安装座4和陪试安装座6对拉形成内力，从而无需额外在陪试端设置一堵巨大的固定水泥墙；

所述径向油缸3优选设有沿水平方向在陪试安装座6的四周均匀设置的四组，且四组径向油缸3的一端均与总支承面固连，另一端与陪试安装座6相连，以对陪试端结构整体施加径向力、再通过连接法兰8将径向力传送至主试轴承5上。

优选的，为使陪试安装座6在装卸过程中便于吊装，所述陪试安装座6包括上半圈6.1和下半圈6.2，所述上半圈6.1和下半圈6.2相互连接形成设有安装槽6.3的框架结构，所述陪试轴承7安装于安装槽6.3内。

优选的，为防止主试安装座4与陪试安装座6在测试过程中产生相对运动，所述陪试安装座6的下端面上还设有凹槽，所述凹槽内安装有垫块9，通过垫块9与凹槽的配合起到防扭效果。

优选的，因测试过程中垫块9与陪试安装座6的接触面之间会产生滑动，为增加垫块9与陪试安装座6之间的润滑效果，所述垫块9上还设有润滑机构，所述润滑机构包括设置于垫块9上的润滑脂槽9.1和设置于润滑脂槽9.1内的润滑脂。

所述液压装置包括液压油箱10、油泵11、控制器12、第一压力传感器13、第一溢流阀14、第二压力传感器15和第二溢流阀16；所述轴向油缸2通过油泵11与液压油箱10连接，所述径向油缸3通过油泵11与液压油箱10连接，所述控制器12与油泵11连接，所述控制器12控制泵送至轴向油缸2和径向油缸3内的油液载荷；所述第一溢流阀14和第二溢流阀16均与液压油箱10连接，所述第一压力传感器13和第二压力传感器15分别对轴向油缸2和径向油缸3内的油压进行检测并传送至控制器12，控制器12根据轴向油缸2和径向油缸3的油压分别控制第一溢流阀14和第二溢流阀16的开启或关闭(当第一压力传感器13检测到轴向油缸2内的油压超过预设值时，控制器12控制第一溢流阀14开启，以对轴向油缸2进行排油减压；当第二压力传感器15检测到径向油缸3内的油压超过预设值时，控制器12控制第二溢流阀16开启，以对径向油缸3进行排油减压)。

优选的，应用上述所述的载荷加载装置对回转支承进行载荷加载测试的载荷加载方法，具体方式如下：

1)当模拟回转支承(主试轴承5)仅对轴向载荷进行测试时，径向油缸3补偿陪试端结构的整体重量后，轴向油缸2进行轴向载荷加载，其具体步骤如下：

启动油泵11，调节径向油缸3补偿陪试端结构的整体重量，然后设置所需的轴向载荷，控制器12调节轴向油缸2的加载载荷，使轴向载荷达到设定值。

2)当模拟回转支承(主试轴承5)仅对径向载荷进行测试时，径向油缸3进行径向载荷加载，同时启动轴向油缸2进行轴向载荷加载(由于径向油缸3安装于陪试安装座6上从而导致当径向油缸3施加径向载荷时会对主试轴承5产生径向力和径向力矩的作用，因此需要同时启动轴向油缸2进行轴向载荷加载以抵消径向力矩)，其具体步骤如下：

启动油泵11，调节径向油缸3补偿陪试端结构的整体重量，然后设置所需径向施加的载荷以及设置抵消径向力矩的轴向载荷，控制器12调节径向油缸3、轴向油缸2的加载载荷，使径向载荷达到设定值。

3)当模拟回转支承(主试轴承5)进行倾覆力矩测试时，采用轴向油缸2和径向油缸3协同加载实现回转支承工况模拟，或采用轴向油缸2对称分组加载实现回转支承工况模拟。

优选的，采用轴向油缸2和径向油缸3协同加载实施回转支承工况模拟的具体过程如下：启动油泵11，调节径向油缸3补偿陪试端的重量，然后设置所需径向载荷、轴向载荷，控制器12调节径向油缸3、轴向油缸2的加载载荷，使得倾覆力矩达到设定值。

优选的，采用轴向油缸2对称分组加载实现回转支承工况模拟的具体过程如下：启动油泵11，调节径向油缸3补偿陪试端的重量，将轴向油缸2进行对称分组，分别设置轴向油缸2所需载荷，控制器12调节轴向油缸2的加载载荷，使得倾覆力矩达到设定值。

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

Claims (9)

1.一种用于回转支承性能测试台的载荷加载装置，其特征在于，包括主试端结构、陪试端结构、主驱动装置(1)、轴向油缸(2)和径向油缸(3)；

所述主试端结构包括主试安装座(4)，所述主试安装座(4)上安装有主试轴承(5)，所述主试轴承(5)的外圈与主试安装座(4)固连；

所述陪试端结构包括陪试安装座(6)，所述陪试安装座(6)上安装有陪试轴承(7)，所述陪试轴承(7)的外圈与陪试安装座(6)固连；

所述主试轴承(5)内圈的轴向一端与主驱动装置(1)相连，另一端通过连接法兰(8)与陪试轴承(7)的内圈固连；

所述轴向油缸(2)设置在主试安装座(4)和陪试安装座(6)之间，用于在进行性能测试时为主试轴承(5)提供轴向载荷；

所述径向油缸(3)设置在陪试安装座(6)和整个载荷加载装置的总支承面之间，用于在进行性能测试时为主试轴承(5)提供径向载荷。

2.根据权利要求1所述的载荷加载装置，其特征在于，所述轴向油缸(2)设有多组，且多组轴向油缸(2)沿主试轴承(5)的周向间隔均匀分布；

所述径向油缸(3)设有多组，且多组径向油缸(3)沿水平方向在陪试安装座(6)的四周均匀分布。

3.根据权利要求1所述的载荷加载装置，其特征在于，所述陪试安装座(6)包括上半圈(6.1)和下半圈(6.2)，所述上半圈(6.1)和下半圈(6.2)相互连接形成用于容置陪试轴承(7)的通孔，该通孔内设有用于安装陪试轴承(7)的安装槽(6.3)。

4.根据权利要求3所述的载荷加载装置，其特征在于，所述下半圈(6.2)的下底面上设有凹槽，所述凹槽内设有与凹槽相匹配的垫块(9)。

5.根据权利要求4所述的载荷加载装置，其特征在于，所述垫块(9)上设有多组润滑脂槽(9.1)，多组润滑脂槽(9.1)分别设置于垫块(9)与下半圈(6.2)相接触的两相互平行的侧面上。

6.根据权利要求1所述的载荷加载装置，其特征在于，还包括液压装置，所述液压装置包括液压油箱(10)、油泵(11)和控制器(12)；所述轴向油缸(2)通过油泵(11)与液压油箱(10)连接，所述径向油缸(3)通过油泵(11)与液压油箱(10)连接，所述控制器(12)与油泵(11)连接，所述控制器(12)控制泵送至轴向油缸(2)和径向油缸(3)内的油液载荷。

7.根据权利要求6所述的载荷加载装置，其特征在于，所述液压装置还包括第一压力传感器(13)、第一溢流阀(14)、第二压力传感器(15)和第二溢流阀(16)，所述第一溢流阀(14)和第二溢流阀(16)均与液压油箱(10)连接，所述第一压力传感器(13)和第二压力传感器(15)分别对轴向油缸(2)和径向油缸(3)内的油压进行检测并传送至控制器(12)，控制器(12)根据轴向油缸(2)和径向油缸(3)的油压分别控制第一溢流阀(14)和第二溢流阀(16)的开启或关闭。

8.一种用于回转支承性能测试台的载荷加载方法，其特征在于，应用权利要求7所述的载荷加载装置实施载荷加载的方法具体如下：

当对主试轴承(5)进行单一轴向载荷测试时，启动油泵(11)，调节径向油缸(3)补偿陪试端结构的整体重量，然后设置所需的轴向载荷，控制器(12)调节轴向油缸(2)的加载载荷，使轴向载荷达到设定值；

当对主试轴承(5)进行单一径向载荷测试时，启动油泵(11)，调节径向油缸(3)补偿陪试端结构的整体重量，然后设置所需径向施加的载荷以及设置抵消径向力矩的轴向载荷，控制器(12)调节径向油缸(3)、轴向油缸(2)的加载载荷，使径向载荷达到设定值；

当对主试轴承(5)进行倾覆力矩测试时，启动油泵(11)，调节径向油缸(3)补偿陪试端的重量，然后设置所需径向载荷、轴向载荷，控制器(12)调节径向油缸(3)、轴向油缸(2)的加载载荷，使得倾覆力矩达到设定值。

9.一种用于回转支承性能测试台的载荷加载方法，其特征在于，应用权利要求7所述的载荷加载装置实施载荷加载的方法具体如下：

当对主试轴承(5)进行单一轴向载荷测试时，启动油泵(11)，调节径向油缸(3)补偿陪试端结构的整体重量，然后设置所需的轴向载荷，控制器(12)调节轴向油缸(2)的加载载荷，使轴向载荷达到设定值；

当对主试轴承(5)进行单一径向载荷测试时，启动油泵(11)，调节径向油缸(3)补偿陪试端结构的整体重量，然后设置所需径向施加的载荷以及设置抵消径向力矩的轴向载荷，控制器(12)调节径向油缸(3)、轴向油缸(2)的加载载荷，使径向载荷达到设定值；

当对主试轴承(5)进行倾覆力矩测试时，启动油泵(11)，调节径向油缸(3)补偿陪试端的重量，将轴向油缸(2)进行对称分组，分别设置轴向油缸(2)所需载荷，控制器(12)调节轴向油缸(2)的加载载荷，使得倾覆力矩达到设定值。

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