CN114720125B - 多结构尺寸回转支承试验台及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多结构尺寸回转支承试验台及检测方法，涉及轴承试验领域，行架，回转平台用于支承和带动回转支承转动，施力平台用于向回转支承施加作用力，陪试轴承用以协同回转支承转动，在本申请中，采用了直槽和在直槽内滑动的回转支承固定块，用于限制不同结构尺寸的回转支承，并且通过T型槽和齿轮调心块限制马达，可以使得马达上的齿轮与回转支承的内圈啮合，带动回转支承转动进行检测。

Description

多结构尺寸回转支承试验台及检测方法

技术领域

本发明涉及轴承试验领域，特别涉及一种多结构尺寸回转支承试验台及检测方法。

背景技术

回转支承用途广泛，其承载能力对大型机械转动部件的性能具有关键影响，对其进行试验研究是提升其承载能力的一个重要途径。现有的回转支承试验台，实现了回转支承旋转动作和液压加载动作，两个液压缸可以实现轴向力和倾覆力矩的加载，但其无法对不同结构尺寸的回转支承进行试验，无法对多照片呢个结构尺寸的回转支承进行检测和试验。

发明内容

本发明提供了一种多结构尺寸回转支承试验台及检测方法，其目的是为了解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种多结构尺寸回转支承试验台及检测方法，包括：

行架，包括上轨道和垂直上轨道的支脚，两个所述上轨道平行设置；

回转平台，设置于所述行架的下方，包括底座，所述底座包括圆形的上板面和下板面，所述上板面和下板面之间设置有支撑腿，所述下板面的上表面设置有T型槽，所述T型槽通过所述下板面的圆心，所述T型槽上滑动设置有马达安装座，所述马达安装座上安装有齿轮调心块，所述齿轮调心块与所述T型槽滑动连接并可以固定在T型槽内，所述T型槽在其长度方向设置有T型槽标尺，所述马达安装座上设置有驱动回转支承转动的马达，所述上板面设置不少于四个的直槽，各所述直槽通过上板面的圆心并关于上板面的圆心呈中心对称设置，所述直槽内设置有回转支承定位块，所述回转支承定位块滑动连接于所述直槽并可与直槽锁紧，所述直槽在其长度方向设置有直槽标尺，所述上板面用以固定回转支承的外圈；

施力平台，设置于所述行架，所述施力平台包括固定平板，所述固定平板上设置有液压缸，所述液压缸在所述固定平板上位置可调，所述液压缸上设置有用以检测液压缸行程的拉线位移传感器，所述液压缸上设置有用于检测油缸压力的油压传感器，所述液压缸连接有第一连接平板；

陪试轴承，所述陪试轴承的外圈连接有第二连接平板，所述第二连接平板用以连接回转支承的内圈，所述陪试轴承的内圈连接所述第一连接平板；

所述马达的输出轴上设置有第一联轴器，所述第一联轴器上传动连接有扭矩传感器，所述扭矩传感器固定连接于扭矩安装座，所述扭矩安装座与所述马达安装座固定连接，扭矩传感器传动连接第二联轴器，所述第二联轴器传动连接有传动轴，所述传动轴上设置有用于与回转支承的内圈啮合的齿轮。

优选的，直槽的数量为二十四个。

优选的，多结构尺寸回转支承试验台还包括天车平台，所述天车平台可在所述上轨道上移动，所述天车平台包括垂直上轨道设置的X向走行机构，所述X向走行机构上设置有Y向走行机构，所述Y向走行机构上设置有拉动回转支承升降的辊筒机构。

优选的，所述扭矩安装座上设置有U型槽口,所述U型槽口通过螺栓与马达安装座固定。

本申请还提供了一种回转支承试验的检测方法，采用如权利要求1-4所述的多结构尺寸回转支承试验台，包括如下步骤：

S1.在回转支承的内圈开设第一盲孔，其中第一盲孔与回转支承的径向方向相同；

S2.在第一盲孔内安装第一光纤传感器和第二光纤传感器，所述第一光纤传感器靠近回转支承的辅推滚子，所述第二光纤传感器靠近回转支承的主推滚子；

S3.利用天车平台将回转支承移动到上板面；

S4.调整回转支承定位块使回转支承固定，并获取回转支承定位块在直槽标尺上的数据；

S5.调整马达安装座的位置，使齿轮与回转支承的内圈啮合完成齿轮调心；

S6.启动马达带动回转支承的内圈转动，并获取拉线位移传感器、油压传感器、扭矩传感器和第一光纤传感器和第二光纤传感器数据。

优选的，在S1中，还需要在回转支承的内圈开设第二盲孔，所述第二盲孔与回转支承的轴向方向相同，第二盲孔与第一盲孔连通。

优选的，在步骤S5中，根据直槽标尺的数据、齿轮分度圆直径和回转支承的内圈的齿轮分度圆直径计算马达输出轴中心距离上板面中心的距离，并调节齿轮调心块的位置将马达安装座固定在T型槽上。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

在本申请中，采用了直槽和在直槽内滑动的回转支承固定块，用于限制不同结构尺寸的回转支承，并且通过T型槽和齿轮调心块限制马达，可以使得马达上的齿轮与回转支承的内圈啮合，带动回转支承转动进行检测。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是回转平台隐藏底座后的结构；

图4是应变值测量示意图。

【附图标记说明】

1-行架、11-上轨道、12-支脚；

2-回转平台、21-上板面、22-下板面、221-T型槽、222-马达安装座、223-齿轮调心块、224-马达、225-第一联轴器、226-扭矩传感器、227-扭矩安装座、228-第二联轴器、229-齿轮、2271-U型槽口；

211-直槽、212-回转支承定位块；

3-施力平台、31-固定平板、32-液压缸、33-拉线位移传感器、34-第一连接平板、35-第二连接平板；

4-陪试轴承；

5-天车平台、51-X向走行机构、52-Y向走行机构、53-辊筒机构；

A-回转支承、A1-辅推滚子、A2-主推滚子、A3-回转支承的内圈；

6-第一盲孔、7-第二盲孔、8-第一光纤传感器、9-第二光纤传感器。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1-4所示，本发明的实施例提供了一种多结构尺寸回转支承试验台，包括行架1，行架1用于天车平台5支撑、行走。行架1由上轨道11和垂直上轨道11的支脚12构成，其中两个上轨道11平行且间隔的设置。支脚12固定在地面上。

多结构尺寸回转支承试验台还包括回转平台2，回转平台2设置在行架1的下方，回转平台2用于支撑、带动回转支承A的转动。具体的，回转平台2包括底座，底座有上板面21、下板面22以及连接上板面21和下板面22的支撑腿。其中上板面21中间设置孔径。在下板面22的上表面设置有T型槽221，T型槽221设置有三条，三条T型槽221平行设置且位于中间的T型槽221通过下板面22的圆心，在T型槽221上滑动设置有马达安装座222，其中马达安装座222上安装有齿轮调心块223，马达安装座222可以沿着T型槽221移动，并在指定的位置通过齿轮调心块223与T型槽221锁紧以实现定位和紧固马达安装座222的目的。在T型槽221的长度方向上设置有T型槽标尺，T型槽标尺用于测量马达安装座222在T型槽221内的移动距离或者根据所需的移动距离调整马达安装座222的位置。在马达安装座222上设置有驱动回转支承A转动的马达224，马达224的输出轴上设置有第一联轴器225，第一联轴器225上传动连接有扭矩传感器226，扭矩传感器226固定在扭矩安装座227上，且扭矩安装座227与马达安装座222固定连接。在扭矩传感器226的还连接有第二联轴器228，第二联轴器228传动连接有传动轴，传动轴上设置有齿轮229，齿轮229穿过上板面21的孔径与回转支承的内圈A3啮合传动，带动被检测的回转支承A转动。

进一步的，在上板面21上设置有不少于四个的直槽211，各个直槽211通过上板面21的圆心并且关于圆心呈中心对称设置，在直槽211内设置回转支承定位块212，回转支承定位块212可在直槽211内滑动，并且与直槽211发生锁定。在直槽211的长度方向设置有直槽标尺。上板面21用于固定回转支承A的外圈。

多结构尺寸回转支承试验台还包括施力平台3，该施力平台3设置在行架1上。施力平台3包括固定平板31，在固定平板31上设置有液压缸32，液压缸32在固定平板31上位置可调，优选的，液压缸32设置有四个。在液压缸32上设置有用以检测液压缸32形成的拉线位移传感器33以及用于检测油缸压力的油压传感器，液压缸32还连接有第一连接平板34，液压缸32通过伸缩实现推动第一连接平板34的目的。固定平板31上设置有多组用于安装液压缸32的安装孔，便于调整液压缸32在固定平板31上的位置。

在第一连接平板34上还连接有陪试轴承4，该陪试轴承4的内圈与第一连接平板34连接，外圈连接有第二连接平板35，第二连接平板35用于连接回转支承的内圈A3。

在使用本装置时，回转支承A吊装至上板面21时，通过回转支承定位块212进行定位和固定，完成回转支承A的定心。优选的，直槽211开设有24个，各个直槽211的焦点位于上板面21的圆心。其中四个直槽211上设置有回转支承A定心块，相邻回转支承A定心块所在的直槽211的夹角为直角。由于回转支承A的固定孔位偶数，在本申请中开设有24条直槽211，是因为“数字24”是“2”、“4”、“6”“8”的公倍数，因此不同尺寸的回转支承A可以找到相对应的直槽211进行安装。

在对回转支承A完成定心后，还需要面临调整回转支承A啮合调心的问题，在本申请中，通过调整马达安装座222在T型槽221上的位置实现调整啮合调心。具体的，根据回转支承的内圈A3内齿的分度圆直径以及传动轴上的齿轮229分度圆直径计算出齿轮229中心距离下板面22圆心的距离即马达224输出轴中心距离下板面22圆心的距离，根据该计算出的距离，调整马达安装座222移动到T型槽221的位置并通过齿轮调心块223固定，完成啮合调心。

多结构尺寸回转支承试验台还包括天车平台5，天车平台5设置在行架1上，天车平台5可以在上轨道11上移动，天车平台5用于吊装回转支承A，天车平台5包括垂直上轨道11设置的X向走行机构51，在X向走行机构51上设置有Y向走行机构52，在Y向走行机构52上设置有拉动回转支承A升降的辊筒机构53。

在扭矩安装座227上开设有U型槽口2271，U型槽口2271内设置有紧固螺栓，扭矩安装座227通过该紧固螺栓固定在马达安装座222上以应对扭矩传感器226位置的不确定性。

在启动本申请后，液压缸32进行加载，马达224带动齿轮229转动进而实现回转支承的内圈A3转动，回转支承A所受加载力由油压传感器检测并可以根据需求进行调整。马达224扭矩由扭矩传感器226进行测量，方便得到回转支承A的受载情况和驱动力矩(即摩擦力力矩)，当液压缸32加载导致第一连接平板34变形后，可以由安装在液压缸32上的拉线位移传感器33测出此时位移进而反映出试验过程中的整体轴向变形情况。

本申请还公开了一种回转支承试验的检测方法，需要应用前述的多结构尺寸回转支承试验台以检测回转支承A的辅推滚子A1和主推滚子A2的应变值，包括：

步骤1：在回转支承A的内圈开设第一盲孔6，第一盲孔6与回转支承A的径向方向相同。

步骤2：在第一盲孔6内粘贴第一光纤传感器8和第二光纤传感器9，其中第一光纤传感器8靠近回转支承A的辅推滚子A1，第二光纤传感器9靠近回转支承A的主推滚子A2。

步骤3：利用天车平台5将回转支承A移动到上板面21。

步骤4：调整回转支承定位块212将回转支承A固定，并且获取回转支承定位块212在直槽标尺上的数据。

步骤5：马达安装座222的位置，使齿轮229与回转支承的内圈A3啮合完成调心。

步骤6：气动马达224带动回转支承A的内圈转动，并获取拉线位移传感器33、油压传感器、扭矩传感器226和第一光纤传感器8和第二光纤传感器9的数据。

更具体的，在步骤1中，还需要对回转支承A的内圈开设第二盲孔7，第二盲孔7与回转支承A的轴向方向相同，第二盲孔7与第一盲孔6连通，第二盲孔7用于容纳并导出第一光纤传感器8和第二光纤传感器9的线缆。由于回转支承的内圈A3是悬浮在上板面21的孔径上方，因此在回转支承的内圈A3转动中，不会发生线缆与设备发生绞死、绞断的情况。

在步骤5中，根据直槽标尺的数据、齿轮229分度圆直径和回转支承的内圈A3的齿轮229分度圆直径计算马达224输出轴中心距离上板面21中心的距离，并调节齿轮调心块223的位置将马达安装座222固定在T型槽221上。

在回转支承A受轴向力和倾覆力矩后，内圈会产生如图4右所示的倾斜变形，分别对主推滚子A2和辅推滚子A1造成挤压，导致内圈开的第一盲孔6内壁产生变形，第一光纤传感器8、第二光纤传感器9此时相应产生变形，得到应变值。由于回转支承的内圈A3不断旋转，且转速要快于各滚子(主推滚子A2和辅推滚子A1)绕回转支承A中心公转的速度，因此第一光纤传感器8、第二光纤传感器9会在运行中循环经过每一个主推滚子A2和辅推滚子A1，导致测得的光纤传感器应变值不断波动，找出波峰值即可对应到每一个主推滚子A2和辅推滚子A1的最大接触应变值。

第一光纤传感器8检测的是辅推滚子A1的应变；第二光纤传感器9检测的是主推滚子A2的应变。

本申请提供的检测方法，相对于常规的检测方法来说具有如下优点：

1.不改变辅推滚子A1和主推滚子A2的形貌和力学特性，减少穿孔工作量和传感器布置数量，整个内圈上只打2个孔，对内圈影响较小。

2.在回转支承A的内圈打孔，可以借助内圈的转动更快速经过辅推滚子A1和主推滚子A2，获得相应的应变值，相较于传统的外圈打孔，无需较长时间的等待滚子公转。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多结构尺寸回转支承试验台，其特征在于，包括：

行架（1），包括上轨道（11）和垂直上轨道（11）的支脚（12），两个所述上轨道（11）平行设置；

回转平台（2），设置于所述行架（1）的下方，包括底座，所述底座包括圆形的上板面（21）和下板面（22），所述上板面（21）和下板面（22）之间设置有支撑腿，所述下板面（22）的上表面设置有T型槽（221），所述T型槽（221）通过所述下板面（22）的圆心，所述T型槽（221）上滑动设置有马达安装座（222），所述马达安装座（222）上安装有齿轮调心块（223），所述齿轮调心块（223）与所述T型槽（221）滑动连接并固定在T型槽（221）内，所述T型槽（221）在其长度方向设置有T型槽标尺，所述马达安装座（222）上设置有驱动回转支承（A）转动的马达（224），所述上板面（21）设置不少于四个的直槽（211），各所述直槽（211）通过上板面（21）的圆心并关于上板面（21）的圆心呈中心对称设置，所述直槽（211）内设置有回转支承定位块（212），所述回转支承定位块（212）滑动连接于所述直槽（211）并可与直槽（211）锁紧，所述直槽（211）在其长度方向设置有直槽标尺，所述上板面（21）用以固定回转支承（A）的外圈；

施力平台（3），设置于所述行架（1），所述施力平台（3）包括固定平板（31），所述固定平板（31）上设置有液压缸（32），所述液压缸（32）在所述固定平板（31）上位置可调，所述液压缸（32）上设置有用以检测液压缸（32）行程的拉线位移传感器（33），所述液压缸（32）上设置有用于检测油缸压力的油压传感器，所述液压缸（32）连接有第一连接平板（34）；

陪试轴承（4），所述陪试轴承（4）的外圈连接有第二连接平板（35），所述第二连接平板（35）用以连接回转支承（A）的内圈，所述陪试轴承（4）的内圈连接所述第一连接平板（34）；

所述马达（224）的输出轴上设置有第一联轴器（225），所述第一联轴器（225）上传动连接有扭矩传感器（226），所述扭矩传感器（226）固定连接于扭矩安装座（227），所述扭矩安装座（227）与所述马达安装座（222）固定连接，扭矩传感器（226）传动连接第二联轴器（228），所述第二联轴器（228）传动连接有传动轴，所述传动轴上设置有用于与回转支承的内圈（A3）啮合的齿轮（229）。

2.根据权利要求1所述的多结构尺寸回转支承试验台，其特征在于：直槽（211）的数量为二十四个。

3.根据权利要求2所述的多结构尺寸回转支承试验台，其特征在于：多结构尺寸回转支承试验台还包括天车平台（5），所述天车平台（5）在所述上轨道（11）上移动，所述天车平台（5）包括垂直上轨道（11）设置的X向走行机构（51），所述X向走行机构（51）上设置有Y向走行机构（52），所述Y向走行机构（52）上设置有拉动回转支承（A）升降的辊筒机构（53）。

4.根据权利要求3所述的多结构尺寸回转支承试验台，其特征在于：所述扭矩安装座（227）上设置有U型槽口（2271）,所述U型槽口（2271）通过螺栓与马达安装座（222）固定。

5.一种回转支承试验的检测方法，采用如权利要求3或4所述的多结构尺寸回转支承试验台，其特征在于，包括如下步骤：

S1.在回转支承（A）的内圈开设第一盲孔（6），其中第一盲孔（6）与回转支承（A）的径向方向相同；

S2.在第一盲孔（6）内安装第一光纤传感器（8）和第二光纤传感器（9），所述第一光纤传感器（8）靠近回转支承（A）的辅推滚子（A1），所述第二光纤传感器（9）靠近回转支承（A）的主推滚子（A2）；

S3.利用天车平台（5）将回转支承（A）移动到上板面（21）；

S4.调整回转支承定位块（212）使回转支承（A）固定，并获取回转支承定位块（212）在直槽标尺上的数据；

S5.调整马达安装座（222）的位置，使齿轮（229）与回转支承的内圈（A3）啮合完成齿轮（229）调心；

S6.启动马达（224）带动回转支承的内圈（A3）转动，并获取拉线位移传感器（33）、油压传感器、扭矩传感器（226）、第一光纤传感器（8）和第二光纤传感器（9）的数据。

6.根据权利要求5所述的回转支承试验的检测方法，其特征在于：

在S1中，还需要在回转支承的内圈（A3）开设第二盲孔（7），所述第二盲孔（7）与回转支承（A）的轴向方向相同，第二盲孔（7）与第一盲孔（6）连通。

7.根据权利要求5所述的回转支承试验的检测方法，其特征在于：

在步骤S5中，根据直槽标尺的数据、齿轮（229）分度圆直径和回转支承的内圈（A3）的齿轮分度圆直径计算马达（224）输出轴中心距离上板面（21）中心的距离，并调节齿轮调心块（223）的位置将马达安装座（222）固定在T型槽（221）上。

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