CN114608824B - 高铁轴箱轴承高速性能测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高铁轴箱轴承高速性能测试设备，包括有箱体，箱体内侧设置有主轴部件，所述箱体内设置有两个隔板，两个隔板将箱体内部分隔为一个中部腔室以及两个侧腔室，主轴部件的两端分别穿设并置于两个侧腔室中，主轴部件的中部转动设置于中部腔室中，箱体顶部设置有径向冲击加载作动器，箱体侧部设置有轴向冲击加载作动器，所述测试设备还包括有气流生成装置，该气流生成装置包括有气流管道、风机、制热和制冷模块，气流管道的出风端连接于侧腔室的前部，气流管道的出风端连接于侧腔室的后部。本发明的高铁高速性能测试设备对轴箱轴承的实际运行工况具有较好的模拟效果，从而能够提高轴箱轴承的试验效果。

Description

高铁轴箱轴承高速性能测试设备

技术领域

本发明涉及一种高铁轴箱轴承高速性能测试设备。

背景技术

目前很多的高铁轴箱轴承测试都是通过静态加载的方式进行的，而且没有考虑到环境因素对轴承运行带来的影响，造成了很多产品在试验阶段可以通过试验，但在实际装车的时候产品达不到要求。高铁在进出站、高速直行、弯道、岔道、进出库等受到载荷情况各不相同，而且高铁在运行过程中外界环境变化很大，这些都是传统测试所没有考虑的。

在这种大背景下开发新一代动态性能测试设备完全模拟高铁运行工况就显得格外重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种能够模拟轴箱轴承实际运行工况的高铁高速性能测试设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种高铁轴箱轴承高速性能测试设备，包括有箱体，箱体内侧设置有主轴部件，主轴部件的两端用于与待测轴箱轴承配合连接，所述箱体内设置有两个隔板，两个隔板将箱体内部分隔为一个中部腔室以及位于中部腔室两侧的两个侧腔室，主轴部件的两端分别穿设并置于两个侧腔室中，主轴部件的中部转动设置于中部腔室中，箱体顶部设置有径向冲击加载作动器，该径向冲击加载作动器的输出端向下穿设在侧腔室中并能够与待测轴箱轴承连接配合，径向冲击加载作动器能够对待测轴箱轴承施加动态变化的径向冲击力，箱体侧部设置有轴向冲击加载作动器，该轴向冲击加载作动器的输出端侧向穿设在侧腔室中并能够与待测轴箱轴承连接配合，轴向冲击加载作动器能够对待测轴箱轴承施加动态变化的轴向冲击力，所述测试设备还包括有与侧腔室配合连接的气流生成装置，该气流生成装置包括有气流管道、风机、制热和制冷模块，气流管道的出风端连接于侧腔室的前部，气流管道的出风端连接于侧腔室的后部。

进一步地，所述箱体于侧腔室的下部设置有凹槽，所述气流管道呈C字型结构，气流管道的中部嵌装于所述凹槽中，气流管道的两端向上弯曲并连接于侧腔室的前部和后部。

进一步地，所述风机设置在气流管道的出风端和侧腔室之间，所述制热和制冷模块设置在风机的出风口处。

进一步地，所述径向冲击加载作动器滑动的设置在箱体顶部，所述箱体顶部还设置有用于调节两个径向冲击加载作动器之间间距的第一调节装置，该第一调节装置包括有第一调节手轮、与第一调节手轮配合转动连接的第一支撑座、与第一调节手轮相连接的第一调节螺杆，第一支撑座固定在箱体上端，第一调节螺杆的两端分别与两个径向冲击加载作动器构成螺接配合。

进一步地，包括有用于承载所述箱体的支撑平台，所述箱体的两侧均设置有与侧腔室相对应的箱门，所述轴向冲击加载作动器滑动的设置在支撑平台上，支撑平台上设置有用于驱动轴向冲击加载作动器沿箱体前后方向运动的第二调节装置，第二调节装置包括有第二调节手轮、与第二调节手轮配合转动连接的第二支撑座、与第二调节手轮相连接的第二调节螺杆，第二支撑座固定在支撑平台上，第二调节螺杆的一端与第二调节手轮相固定，第二调节螺杆的另一端与轴向冲击加载作动器构成螺接配合。

进一步地，所述轴向冲击加载作动器包括有与支撑平台滑动连接的底座、上下滑动的设置在底座上的作动器主体、用于对作动器主体的高度进行调节的第三调节装置，第三调节装置包括有第三调节手轮、与第三调节手轮配合转动连接的第三支撑座、与第三调节手轮相连接的第三调节螺杆，第三支撑座固定在底座上，第三调节螺杆的一端与第三调节手轮相固定，第三调节螺杆的另一端与作动器主体构成螺接配合。

进一步地，所述径向冲击加载作动器和轴向冲击加载作动器的输出端上均设置有活动关节。

进一步地，包括有设置在箱体后侧的驱动机构，所述中部腔室的两侧设置有与主轴部件配合转动支撑的主轴座，驱动机构和主轴部件之间通过皮带构成传动连接，皮带活动穿设于中部腔室的内外侧之间。

进一步地，所述主轴座和主轴部件之间设置有轴承组件，该轴承组件包括有两个分别用于承受主轴座和主轴部件之间径向承载力和轴向承载力的轴承，两个轴承之间具有间隙，主轴座包括有润滑通道和回油通道，该润滑通道和回油通道的一端与所述间隙相连通，另一端与置于箱体外侧的润滑油恒温恒压循环输送装置相连接。

进一步地，所述气流管道具有连接于其中部和侧腔室的前部之间的弧形段，弧形段的前侧壁处设置有排液通道，排液通道包括有前挡壁和后挡壁以及位于前挡壁和后挡壁两侧的侧挡壁，该排液通道的上端开口连接气流管道内侧，排液通道的下端开口朝下设置并与外界相连通。

本发明的有益效果是：本发明专门用于验证高铁的轴箱轴承的各项性能指标，能够为铁路提供更加安全可靠的轴箱轴承。在轴箱轴承进行试验的过程中，不仅可以驱动轴箱轴承高速运转，同时还能够对待测轴箱轴承施加动态变化的轴向冲击力和径向冲击力，此外还能够模拟轴箱轴承实际运行时所受的风压、温度进行模拟，能够模拟真实的高铁运行情况，使最终测试结果更加准确，从而提升列车运行的安全性能。

附图说明

图1为本发明实施例的使用状态图；

图2为本发明实施例的局部剖视图1；

图3为本发明实施例的局部剖视图2；

图4为本发明实施例的轴箱轴承的装配示意图1；

图5为本发明实施例的轴箱轴承的装配示意图2；

图6为本发明实施例的轴向冲击加载作动器的结构图；

图7为本发明实施例的气流管道的局部剖视图。

具体实施方式

本发明高铁轴箱轴承高速性能测试设备的实施例如图1-7所示：

包括有箱体1，箱体1内侧设置有主轴部件2，主轴部件2的两端用于与待测轴箱轴承a配合连接，所述箱体1内设置有两个隔板11，隔板11采用保温材质，两个隔板11将箱体1内部分隔为一个中部腔室12以及位于中部腔室12两侧的两个侧腔室13，隔板11上设置有供主轴部件2穿设的通孔，主轴部件2的两端分别通过所述通孔穿设并置于两个侧腔室13中，主轴部件2的中部转动设置于中部腔室12中，箱体1顶部设置有径向冲击加载作动器3，该径向冲击加载作动器3的输出端向下穿设在侧腔室13中并能够与待测轴箱轴承a的上部连接配合，径向冲击加载作动器3能够对待测轴箱轴承a施加动态变化的径向冲击力，箱体1侧部设置有轴向冲击加载作动器4，该轴向冲击加载作动器4的输出端侧向穿设在侧腔室13中并能够与待测轴箱轴承a连接配合，轴向冲击加载作动器4能够对待测轴箱轴承a施加动态变化的轴向冲击力，与现有测试设备中施加恒定的加载力相区别的是，本发明施加在待测轴箱轴承a上的冲击力是能够动态变化的，真实的模拟高铁在进出站、高速直行、弯道、岔道、进出库等状态时轴箱轴承所承受的载力。所述测试设备还包括有与侧腔室13配合连接的气流生成装置，该气流生成装置包括有气流管道51、风机52、制热和制冷模块，气流管道51的出风端连接于侧腔室13的前部，气流管道51的出风端连接于侧腔室13的后部。

通过风机52能够在气流管道51和侧腔室13之间形成循环流动的气流，气流从气流管道51的出风端处针对的吹到待测轴箱轴承上，模拟高铁真实运行时的风压，制热和制冷模块能够对循环的气流进行加热或制冷，能够模拟不同的温度环境，提高测试的真实性。气流管道51优选的由保温材质制成，能够节省能耗。

通过隔板11对相邻的中部腔室12和侧腔室13之间进行分隔，能够减少气流的扰流，也能够降低对待测轴箱轴承的干扰，并且还能够降低测试时的噪音。

所述箱体1于侧腔室13的下部设置有凹槽10，所述气流管道51呈C字型结构，气流管道51的中部嵌装于所述凹槽10中，使测试设备整体结构更加紧凑，对少对厂房空间的占用，气流管道51的两端向上弯曲并连接于侧腔室13的前部和后部，能够起到循环流动的效果，使气流更加顺畅。

所述风机52设置在气流管道51的出风端和侧腔室13之间，风机52包括有与气流管道51和侧腔室13相连接的外壳、置于外壳内侧的叶轮，所述制热和制冷模块设置在风机52的出风口处，制热和制冷模块能够对风机52的出风口的气流进行加热或制冷，提高模拟效果。

所述径向冲击加载作动器3滑动的设置在箱体1顶部，所述箱体1顶部还设置有用于调节两个径向冲击加载作动器3之间间距的第一调节装置，该第一调节装置包括有第一调节手轮61、与第一调节手轮61配合转动连接的第一支撑座62、与第一调节手轮61相连接的第一调节螺杆63，第一支撑座62固定在箱体1上端，第一调节螺杆63的两端分别与两个径向冲击加载作动器3构成螺接配合，手部操作第一调节手轮61转动的同时带动第一调节螺杆63转动，利用第一调节螺杆63和径向冲击加载作动器3之间的螺接配合，能够驱动两个径向冲击加载作动器3之间相互靠拢或者相互远离运动，进而能够适配于不同类型的轴箱轴承，降低对精度的要求。

本实施例包括有用于承载所述箱体1的支撑平台7，所述箱体1的两侧均设置有与侧腔室13相对应的箱门131，所述轴向冲击加载作动器4滑动的设置在支撑平台7上，支撑平台7上设置有用于驱动轴向冲击加载作动器4沿箱体1前后方向运动的第二调节装置，第二调节装置包括有第二调节手轮64、与第二调节手轮64配合转动连接的第二支撑座、与第二调节手轮64相连接的第二调节螺杆65，第二支撑座固定在支撑平台7上，第二调节螺杆65的一端与第二调节手轮64相固定，第二调节螺杆65的另一端与轴向冲击加载作动器4构成螺接配合，手部操作第二调节手轮64转动的同时带动第二调节螺杆65转动，利用第二调节螺杆65和轴向冲击加载作动器4之间的螺接配合，能够驱动轴向冲击加载作动器4沿支撑平台7前后方向滑动，使轴向冲击加载作动器4能够远离所述箱门131，方便待测周箱轴承的拆装，此外还可以用于在与轴向轴承连接时进行调整，提高对不同类型的轴箱轴承的适配性，降低对精度的要求。

所述轴向冲击加载作动器4包括有与支撑平台7滑动连接的底座41、上下滑动的设置在底座41上的作动器主体42、用于对作动器主体的高度进行调节的第三调节装置，第三调节装置包括有第三调节手轮66、与第三调节手轮66配合转动连接的第三支撑座、与第三调节手轮66相连接的第三调节螺杆，第三支撑座固定在底座41上，第三调节螺杆的一端与第三调节手轮66相固定，第三调节螺杆的另一端与作动器主体42构成螺接配合，

手部操作第三调节手轮66转动的同时带动第三调节螺杆转动，利用第三调节螺杆和作动器主体42之间的螺接配合，能够驱动作动器主体42沿竖直方向上下滑动，可用于在与轴向轴承连接时进行调整，提高对不同类型的轴箱轴承的适配性，降低对精度的要求。

所述径向冲击加载作动器3和轴向冲击加载作动器4的输出端上均设置有活动关节34，在施加载力时能够消除安装误差，防止加载作动器产生侧向分力，提高测试结果的精准性。

本发明还包括有设置在箱体1后侧的驱动机构81，所述中部腔室12的两侧设置有与主轴部件2配合转动支撑的主轴座91，驱动机构81和主轴部件2之间通过皮带82构成传动连接，皮带82活动穿设于中部腔室12的内外侧之间，驱动机构81采用私服电机，提高设备的动态响应能力，降低驱动机构空间。

所述主轴座91和主轴部件2之间设置有轴承组件，该轴承组件包括有两个分别用于承受主轴座91和主轴部件2之间径向承载力和轴向承载力的轴承，两个轴承分别为圆柱滚子轴承92和四点接触球轴承93，圆柱滚子轴承92主要用于承受径向载荷，四点接触球轴承93的外圈与主轴座91不接触，用于承受轴向载荷，两个轴承之间具有间隙，主轴座91包括有润滑通道94和回油通道95，该润滑通道94和回油通道95的一端与所述间隙相连通，另一端与置于箱体1外侧的润滑油恒温恒压循环输送装置相连接，所述润滑油恒温恒压循环输送装置能够持续恒压的将润滑油输送到所述间隙中，用于对两个轴承进行润滑，同时还具有恒温的功能，保证润滑油具有适宜的工作温度，此外还具有润滑油回收并循环输送的功能。

需要说明的是，两个轴向冲击加载作动器4始终保持方向相反大小相同的轴向载力，避免受轴向力的影响导致主轴座91、主轴部件2以及轴承之间出现较大的轴向载荷，减少对实验结果的干扰。

如图7所示，所述气流管道51具有连接于其中部和侧腔室13的前部之间的弧形段511，弧形段511的前侧壁处设置有排液通道512，排液通道512包括有前挡壁512a和后挡壁512b以及位于前挡壁和后挡壁两侧的侧挡壁，该排液通道512的上端开口连接气流管道51内侧，排液通道的下端开口朝下设置并与外界相连通。当气流管道51中出现液体时，例如空气冷凝产生的液体、箱体轴承渗漏而出的润滑油、渗漏的液压油等随气流进入到气流管道51中时，被气流驱动飞溅到弧形段511的前侧壁处并能够沿前侧壁流入到排液通道512中，最终从其下端开口流落，减少气流管道51中的液体对实验结果的影响，也能够减少噪音，提高设备运行的稳定性。

支撑平台7上设置有回油槽71，回油槽71也能够对滴落其上的液体进行收集，避免污染厂房环境，也方便进行回收使用。

以上实施例，只是本发明优选地具体实施例的一种，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高铁轴箱轴承高速性能测试设备，其特征在于：包括有箱体，箱体内侧设置有主轴部件，主轴部件的两端用于与待测轴箱轴承配合连接，所述箱体内设置有两个隔板，两个隔板将箱体内部分隔为一个中部腔室以及位于中部腔室两侧的两个侧腔室，主轴部件的两端分别穿设并置于两个侧腔室中，主轴部件的中部转动设置于中部腔室中，箱体顶部设置有径向冲击加载作动器，该径向冲击加载作动器的输出端向下穿设在侧腔室中并能够与待测轴箱轴承连接配合，径向冲击加载作动器能够对待测轴箱轴承施加动态变化的径向冲击力，箱体侧部设置有轴向冲击加载作动器，该轴向冲击加载作动器的输出端侧向穿设在侧腔室中并能够与待测轴箱轴承连接配合，轴向冲击加载作动器能够对待测轴箱轴承施加动态变化的轴向冲击力，所述测试设备还包括有与侧腔室配合连接的气流生成装置，该气流生成装置包括有气流管道、风机、制热和制冷模块，气流管道的出风端连接于侧腔室的前部，气流管道的出风端连接于侧腔室的后部；所述径向冲击加载作动器滑动的设置在箱体顶部，所述箱体顶部还设置有用于调节两个径向冲击加载作动器之间间距的第一调节装置，该第一调节装置包括有第一调节手轮、与第一调节手轮配合转动连接的第一支撑座、与第一调节手轮相连接的第一调节螺杆，第一支撑座固定在箱体上端，第一调节螺杆的两端分别与两个径向冲击加载作动器构成螺接配合；包括有用于承载所述箱体的支撑平台，所述箱体的两侧均设置有与侧腔室相对应的箱门，所述轴向冲击加载作动器滑动的设置在支撑平台上，支撑平台上设置有用于驱动轴向冲击加载作动器沿箱体前后方向运动的第二调节装置，第二调节装置包括有第二调节手轮、与第二调节手轮配合转动连接的第二支撑座、与第二调节手轮相连接的第二调节螺杆，第二支撑座固定在支撑平台上，第二调节螺杆的一端与第二调节手轮相固定，第二调节螺杆的另一端与轴向冲击加载作动器构成螺接配合；所述轴向冲击加载作动器包括有与支撑平台滑动连接的底座、上下滑动的设置在底座上的作动器主体、用于对作动器主体的高度进行调节的第三调节装置，第三调节装置包括有第三调节手轮、与第三调节手轮配合转动连接的第三支撑座、与第三调节手轮相连接的第三调节螺杆，第三支撑座固定在底座上，第三调节螺杆的一端与第三调节手轮相固定，第三调节螺杆的另一端与作动器主体构成螺接配合。

2.根据权利要求1所述的高铁轴箱轴承高速性能测试设备，其特征在于：所述箱体于侧腔室的下部设置有凹槽，所述气流管道呈C字型结构，气流管道的中部嵌装于所述凹槽中，气流管道的两端向上弯曲并连接于侧腔室的前部和后部。

3.根据权利要求2所述的高铁轴箱轴承高速性能测试设备，其特征在于：所述风机设置在气流管道的出风端和侧腔室之间，所述制热和制冷模块设置在风机的出风口处。

4.根据权利要求1所述的高铁轴箱轴承高速性能测试设备，其特征在于：所述径向冲击加载作动器和轴向冲击加载作动器的输出端上均设置有活动关节。

5.根据权利要求1所述的高铁轴箱轴承高速性能测试设备，其特征在于：包括有设置在箱体后侧的驱动机构，所述中部腔室的两侧设置有与主轴部件配合转动支撑的主轴座，驱动机构和主轴部件之间通过皮带构成传动连接，皮带活动穿设于中部腔室的内外侧之间。

6.根据权利要求5所述的高铁轴箱轴承高速性能测试设备，其特征在于：所述主轴座和主轴部件之间设置有轴承组件，该轴承组件包括有两个分别用于承受主轴座和主轴部件之间径向承载力和轴向承载力的轴承，两个轴承之间具有间隙，主轴座包括有润滑通道和回油通道，该润滑通道和回油通道的一端与所述间隙相连通，另一端与置于箱体外侧的润滑油恒温恒压循环输送装置相连接。

7.根据权利要求2所述的高铁轴箱轴承高速性能测试设备，其特征在于：所述气流管道具有连接于其中部和侧腔室的前部之间的弧形段，弧形段的前侧壁处设置有排液通道，排液通道包括有前挡壁和后挡壁以及位于前挡壁和后挡壁两侧的侧挡壁，该排液通道的上端开口连接气流管道内侧，排液通道的下端开口朝下设置并与外界相连通。