CN119470067B - 一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置 - Google Patents

一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置,包括:工作台;活动件,其可移动的安装在工作台表面,轴承保持器和滚子能够放置在活动件上方;加压件,其可升降的设置在活动件上方位置,设置为在活动件移动时,对活动件上方的滚子进行施压;压载件,其安装在加压件下方,与活动件形成用于容纳保持器和滚子的滚道;本发明设计结构合理,一方面能够模拟出保持器在工作时的实际回转半径,在尺寸上满足实际工况条件,另一方面通过加压件可以对滚子进行按压,使得滚子在受压状态下运动,从而可以模拟出保持器实际的受力状态,在保持器受损或断裂之后,即可推算出保持器的实际使用寿命,具有操作简单、精度高的优点。

Description

一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置
技术领域
本发明属于保持器试验技术领域,具体涉及一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置。
背景技术
轴承保持器(也称保持架),是指部分地包裹全部或部分滚动体,并随之运动的轴承零件,用以隔离滚动体,通常还引导滚动体并将其保持在轴承内。轴承的可靠性和性能对于所有旋转机械设备都至关重要。因此,监测和维护轴承的状态,特别是轴承保持架的状态,对于预防故障、延长设备使用寿命和降低维护成本非常重要。
然而,在现有技术中,对于轴承保持器使用寿命的试验存在难度大、准确率低的问题,主要原因在于在进行试验时,并不能模拟保持器的实际使用工况条件,例如,风力发电机的转盘轴承在工作时,由于工况复杂,其内部不同滚子在实际工作时存在受力不均的现象,从而导致保持器也存在不同位置载荷不同的问题,但是现有技术中的试验装置并不能模拟这种情况,因此,亟需一种用于轴承保持器的、且能够模拟其具体使用工况的载荷模拟试验装置来解决上述问题。
发明内容
本发明提供了一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置,用于解决上述背景技术中提出的现有试验装置无法模拟保持器实际工况条件而导致试验难度大、准确率低的问题。
本发明所采用的技术方案是:一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置,包括:
工作台;
活动件,其可移动的安装在工作台表面,轴承保持器和滚子能够放置在活动件上方,保持器为单个兜孔的框架结构,多个保持器首尾排列放置于活动件上方,保持器的兜孔内放置滚子;
加压件,其可升降的设置在活动件上方位置,设置为在活动件移动时,对活动件上方的滚子进行施压;活动件与压载件均为弧状结构;
压载件,其安装在加压件下方,与活动件形成用于容纳保持器和滚子的滚道,在工作时与滚子相接触并在加压件的作用下对滚子进行施压;压载件与加压件的接触面积从压载件的中间向两侧依次递减,用以实现在与上方加压件接触时,压载件向下方滚子传递的作用力从中间向两侧逐渐递减,以模拟实际中局部滚子载荷大、而其他滚子载荷小的工作状态;
水平驱动件,其安装在工作台上,设置为用于驱动活动件在工作台表面进行移动;水平驱动件包括安装在工作台侧面的支架,支架的上表面铰接有驱动油缸,驱动油缸的伸缩杆端部铰接在活动件的端部位置;
导向组件,其设置在工作台上,设置为在水平驱动件带动活动件进行移动时,使得活动件沿指定活动半径进行弧线运动;
支撑件,其设置在工作台上且位于活动件的下方位置,设置为用于在活动件移动过程中对活动件进行支撑并降低活动件移动时的摩擦力。
所述活动件与压载件均为弧状结构。
所述压载件的截面呈L型结构,压载件的中部通过螺栓与上方的加压件相连,加压件的下表面与压载件的上表面相接触。
所述导向组件包括安装在工作台表面的至少两个第一导向轮和至少一个第二导向轮,第一导向轮与第二导向轮分别位置活动件的两侧位置。
所述水平驱动件包括安装在工作台侧面的支架,支架的上表面铰接有驱动油缸,驱动油缸的伸缩杆端部铰接在活动件的端部位置。
所述还包括支撑件,其设置在工作台上且位于活动件的下方位置,设置为用于在活动件移动过程中对活动件进行支撑并降低活动件移动时的摩擦力。
所述加压件包括顶板、底板以及连接顶板和底板的加强板。
所述还包括加压驱动件,其安装在工作台的四角位置且与加压件相连,设置为用于对加压件提供竖直方向的作用力。
所述压载件的上表面具有多个凸条,凸条的长度从压载件的中间位置向两侧逐渐递减。
本发明的有益效果为:
(1)本发明设计结构合理,一方面能够模拟出保持器在工作时的实际回转半径,在尺寸上满足实际工况条件,另一方面通过加压件可以对滚子进行按压,使得滚子在受压状态下运动,从而可以模拟出保持器实际的受力状态,在保持器受损或断裂之后,即可推算出保持器的实际使用寿命,具有操作简单、精度高的优点;
(2)本发明压载件与加压件的接触面积从压载件的中间向两侧依次递减,用以在加压件对压载件进行施压时,靠近加压件中间位置的下方滚子所受到的载荷大、而靠近加压件两端位置的下方滚子所受到的载荷小,以模拟滚子实际受力不均的情况,继而模拟出保持架实际受力不均的情况,试验效果更好。
附图说明
图1为本发明的立体图;
图2为本发明的爆炸视图;
图3为本发明加压件的立体图;
图4为本发明一种实施例压载件的立体图一;
图5为本发明一种实施例压载件的立体图二;
图6为本发明另一种实施例压载件的立体图
图7为本发明活动件的立体图一;
图8为本发明活动件的立体图二;
图9为本发明轴承保持器和滚子的立体图。
其中:
1、工作台;2、加压件;201、顶板;202、加强板;203、底板;3、压载件;301、螺纹孔;302、凸条;4、活动件;401、弧形槽;5、支撑件;6、驱动油缸;7、支架;8、第一导向轮;9、第二导向轮;10、加压驱动件;11、保持器;12、滚子。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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作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。
如图所示,一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置,包括工作台;
活动件4,其可移动的安装在工作台1表面,轴承保持器11和滚子12能够放置在活动件4上方;本例中,保持器11为单个兜孔的框架结构,多个保持器11首尾排列放置于活动件4上方,保持器11的兜孔内放置滚子12,用于模拟保持器11在实际工作时的状态,其中,活动件4为弧状结构,其上表面靠近圆心方向为凸起结构,用以模拟实际轴承的内圈结构(由于在实际工作时,轴承的内圈转动,因此,将活动件4设计为可移动式结构,同样可以模拟轴承内圈转动的状态)。
为了便于活动件4进行活动,使活动件4模拟轴承内圈进行旋转,该模拟试验装置还包括支撑件5,其设置在工作台1上且位于活动件4的下方位置,设置为用于在活动件4移动过程中对活动件4进行支撑并降低活动件4移动时的摩擦力;在本例中,活动件4的下表面中部具有内凹的弧形槽401,该弧形槽401内同样安装保持器11和滚子12,弧形槽401内的保持器11与滚子12整体作为便于活动件4移动的支撑件5,能够使得活动件4在工作台1上移动。
加压件2,其可升降的设置在活动件4上方位置,设置为在活动件4移动时,对活动件4上方的滚子12进行施压;其中,加压件2包括顶板201、底板203以及连接顶板201和底板203的加强板202,用以使得加压件2整体为架体式结构,相比于平板结构,其结构稳定性更好,不易产生形变问题,有助于试验结果的精确性。
压载件3,其安装在加压件2下方,与活动件4形成用于容纳保持器11和滚子12的滚道,在工作时与滚子12相接触并在加压件2的作用下对滚子12进行施压。
压载件3与加压件2的接触面积从压载件3的中间向两侧依次递减,如此设置,是为了在通过压载件3将作用力传递到下方滚子12的过程中,处于压载件3中部下方的滚子12受力大,而处于压载件3两侧下方的滚子12受力小。这是由于越到压载件3的两侧位置,压载件3由于接触面积变小而产生弯曲变形的程度越大,由于其产生弯曲变形,向下方滚子12施加的作用力就会相对中部位置较小。例如,在极端情况下,当压载件3只在中部位置与上方加压件2进行接触,而两侧位置与加压件2不接触,此时压载件3两侧位置产生弯曲变形(向上弯曲)的程度最大,因而施加给下方滚子12的作用力就会减小,从而实现下方不同位置滚子12所受到的载荷不同的效果。
压载件3为弧状结构,且压载件3的截面呈L型结构,压载件3的中部通过螺栓与上方的加压件2相连,加压件2的下表面与压载件3的上表面相接触。在试验过程中,该压载件3安装在加压件2下方,用于模拟轴承外圈在实际工作时处于静止的工作状态,且压载件3截面为L型结构,用以结合活动件4,使得二者之间可以形成便于保持器11和滚子12活动的滚道,更为真实的模拟保持器11实际的工作状态。
一种实施例中,如图4-5所示,压载件3的上表面呈中间宽、两端窄的形状,即在本例中,弧形压载件3的上方边缘棱线设置有倒角,通过倒角不均匀的设置,使得在压载件3中部位置,其侧面到倒角根部的距离为a,在压载件3的两端位置,其侧面到倒角根部的距离为b,其中a<b。如此设置,主要是为了在对下方滚子12进行施压时,不同位置的滚子12受压载荷能够形成一定的梯度分布,即使得各个位置上滚子12受到的载荷不同。这是由于轴承在使用过程中,例如风力发电机的转盘轴承在使用过程中,会由于风速、负载、扭矩等的波动,造成转盘轴承内部不同滚子的受力不均。将压载件3设置为中间宽、两端窄的形状,用以改变压载件3与加压件2之间的接触面积,从而实现下方滚子12在不同位置的载荷不同的目的,更符合实际轴承中,各部位滚子12的受力状态,模拟效果更好。在本例中,压载件3上表面中间位置开设螺纹孔301,用以通过螺栓连接的方式与上方的加压件2进行连接。
在另一种实施例中,如图6所示的,压载件3的上表面具有多个凸条302,凸条302的长度从压载件3的中间位置向两侧逐渐递减,用以实现在与上方加压件2接触时,压载件3向下方滚子传递的作用力从中间向两侧逐渐递减,以模拟实际中局部滚子载荷大、而其他滚子载荷小的工作状态。
水平驱动件,其安装在工作台1上,设置为用于驱动活动件4在工作台1表面进行移动;本例中,水平驱动件包括安装在工作台1侧面的支架7,支架7的上表面铰接有驱动油缸6,驱动油缸6的伸缩杆端部铰接在活动件4的端部位置,利用驱动油缸6可以带动活动件4在工作台1表面进行移动。
导向组件,其设置在工作台1上,设置为在水平驱动件带动活动件4进行移动时,使得活动件4沿指定活动半径进行弧线运动,其中,导向组件包括安装在工作台1表面的至少两个第一导向轮8和至少一个第二导向轮9,第一导向轮8与第二导向轮9分别位置活动件4的两侧位置;本例中,第一导向轮8位于弧形活动件4的外侧位置,第二导向轮9位于弧形活动件4的内侧位置,第一导向轮8有两个,第二导向轮9有一个,可以共同对活动件4进行限位,使得活动件4模拟轴承内圈的旋转半径进行移动。
还包括加压驱动件10,其安装在工作台1的四角位置且与加压件2相连,设置为用于对加压件2提供竖直方向的作用力,本例中,加压驱动件10为液压缸,四个液压缸与加压件2相连接,用以在试验过程中,驱动加压件2下移,从而对滚子12进行施压。
这种轴承保持器11用的载荷模拟试验装置,在使用时,将轴承保持器11和滚子12组装好之后放置在活动件4上方,通过加压驱动件10带动加压件2下移,从而利用压载件3与滚子12接触并对滚子12进行施压,以模拟实际工作时的滚子12受力状态。在滚子12受压状态下,利用水平驱动件来驱动活动件4安装指定半径的圆弧进行活动,用以模拟实际轴承的尺寸,驱动油缸6的伸缩杆带动活动件4往复移动,直至保持器11磨损、变形或者断裂后,停止试验,此时即可推算出轴承保持器11的实际使用寿命,由于在尺寸和受力大小上均模拟实际工况,因而试验结果更为准确,更具有参考价值。
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、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置,其特征在于,包括:
工作台;
活动件,其可移动的安装在工作台表面,轴承保持器和滚子能够放置在活动件上方,保持器为单个兜孔的框架结构,多个保持器首尾排列放置于活动件上方,保持器的兜孔内放置滚子;
加压件,其可升降的设置在活动件上方位置,设置为在活动件移动时,对活动件上方的滚子进行施压;活动件与压载件均为弧状结构;
压载件,其安装在加压件下方,与活动件形成用于容纳保持器和滚子的滚道,在工作时与滚子相接触并在加压件的作用下对滚子进行施压;压载件与加压件的接触面积从压载件的中间向两侧依次递减,用以实现在与上方加压件接触时,压载件向下方滚子传递的作用力从中间向两侧逐渐递减,以模拟实际中局部滚子载荷大、而其他滚子载荷小的工作状态;
水平驱动件,其安装在工作台上,设置为用于驱动活动件在工作台表面进行移动;水平驱动件包括安装在工作台侧面的支架,支架的上表面铰接有驱动油缸,驱动油缸的伸缩杆端部铰接在活动件的端部位置;
导向组件,其设置在工作台上,设置为在水平驱动件带动活动件进行移动时,使得活动件沿指定活动半径进行弧线运动;
支撑件,其设置在工作台上且位于活动件的下方位置,设置为用于在活动件移动过程中对活动件进行支撑并降低活动件移动时的摩擦力。
2.根据权利要求1所述的一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置,其特征在于,压载件的截面呈L型结构,压载件的中部通过螺栓与上方的加压件相连,加压件的下表面与压载件的上表面相接触。
3.根据权利要求1所述的一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置,其特征在于,导向组件包括安装在工作台表面的至少两个第一导向轮和至少一个第二导向轮,第一导向轮与第二导向轮分别位于活动件的两侧位置。
4.根据权利要求1所述的一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置,其特征在于,加压件包括顶板、底板以及连接顶板和底板的加强板。
5.根据权利要求1所述的一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置,其特征在于,还包括加压驱动件,其安装在工作台的四角位置且与加压件相连,设置为用于对加压件提供竖直方向的作用力。
6.根据权利要求1所述的一种轴承保持器用的载荷模拟试验装置,其特征在于,压载件的上表面具有多个凸条,凸条的长度从压载件的中间位置向两侧逐渐递减。
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