CN206311337U - 一种圆柱滚子轴承双转子试验机 - Google Patents

Abstract

一种圆柱滚子轴承双转子试验机，包括机体座、设置在机体座上的转子轴、设置在转子轴上方并与机体座固定连接的径向加载装置以及监测装置，转子轴上依次设置有第一陪试装置、试验轴承工装和第二陪试装置，转子轴的两端还各设置有一个支承装置，所述转子轴由内圈转子轴和外圈转子轴组成，所述试验轴承工装的环下润滑套套设在内圈转子轴的试验端，在环下润滑套上套设有试验轴承，试验轴承的外圈压设在外圈转子轴试验端的内孔中；所述支承装置包括并列设置的轴向加载轴承和支承轴承，且支承轴承位于轴向加载轴承的内侧，在轴向加载轴承的外侧还设置有轴向加载装置。本实用新型试验过程科学，能够有效对高速运行的大型轴承的各项参数进行试验。

Description

一种圆柱滚子轴承双转子试验机

技术领域

本实用新型涉及一种轴承试验机，具体的说是一种圆柱滚子轴承双转子试验机。

背景技术

轴承是装备制造中重要的、关键基础零部件，直接决定着装备的性能、可靠性及寿命；由于轴承的工作环境恶劣、承受的载荷工况复杂、要有足够长甚至是装备全寿命周期免维护等等，在设计开发和生产制造过程中必须在试验机上对轴承做相应模拟工况的验证，为研究、设计、制造和使用提供可靠的试验数据，为轴承的设计、制造和使用提供依据。高温、高速精密轴间轴承的研发、设计、制造及其试验技术主要被国外少数几个所垄断，我国此类试验机的研发始于7、80年代，由于受当时设计、制造等所限制，试验轴承的内、外直径也仅限中、小尺寸，极限转速也较低，不能满足现在内径大于110mm、外径大于140mm，高温、高转速轴间轴承的试验要求。

特别是对于工作中内、外圈同时转动的高温、高速精密轴间圆柱滚子轴承，因其在工作环境恶劣，试验标准更为严格，现有试验设备中尚无可以完成大尺寸、高转速、大载荷圆柱滚子轴承试验的双转子试验机。

实用新型内容

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种适用于高温、高速运转的大型轴间圆柱滚子轴承的双转子试验机，双转子能够分别达到同向或异向驱动30000rpm，试验轴承内径大于等于140mm、内圈环下供油温度达到150℃、工作温度达到260℃、径向加载60kN。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：

一种圆柱滚子轴承双转子试验机，包括机体座、设置在机体座上的转子轴、设置在转子轴上方并与机体座固定连接的径向加载装置以及监测装置，转子轴上依次设置有第一陪试装置、试验轴承工装和第二陪试装置，转子轴的两端还各设置有一个支承装置，所述转子轴由内圈转子轴和外圈转子轴组成，所述试验轴承工装的环下润滑套套设在内圈转子轴的试验端，在环下润滑套上套设有试验轴承，试验轴承的外圈压设在外圈转子轴试验端的内孔中；所述支承装置包括并列设置的轴向加载轴承和支承轴承，轴向加载轴承和支承轴承均套设在转子轴上且支承轴承位于轴向加载轴承的内侧，在轴向加载轴承的外侧还设置有轴向加载装置。

所述试验轴承工装还包括第四阶梯套和试验轴承压环，其中第四阶梯套套设在环下润滑套上，并与环下润滑套外壁上设置的轴肩结构配合将试验轴承的内圈轴向限位固定，试验轴承压环固定在外圈转子轴的试验端上并将试验轴承的外圈轴向限位固定。

所述第一陪试装置包括套设在内圈转子轴上的径向加载轴承，径向加载轴承的外圈压设在径向加载轴承座的内孔中，径向加载轴承座还固定连接有径向加载轴承配油盘，径向加载轴承配油盘向径向加载轴承提供润滑油并将径向加载轴承的外圈轴向限位固定。

所述径向加载装置包括呈倒“V”形的油缸支架，“V”形两个分支的底端均固定在机体座上且内圈转子轴设置在两分支之间，在“V”形两个分支的交点处设置有径向加载油缸，径向加载油缸驱动径向加载油缸柱塞，在径向加载油缸柱塞的载荷输出端还设置有传感器安装板，传感器安装板的下部安装有径向荷重传感器。

所述第二陪试装置包括套设在外圈转子轴上的陪试圆柱滚子轴承，其外圈压设在陪试圆柱滚子轴承座的内孔中并通过陪试圆柱滚子轴承配油盘轴向限位固定，陪试圆柱滚子轴承配油盘固定设置在陪试圆柱滚子轴承座上，在陪试圆柱滚子轴承座的上部还设置有第二陪试装置压盖，第二陪试装置压盖与机体座固定连接且两侧分别固定设置有第二陪试装置压环I和第二陪试装置压环II,两个压环将陪试圆柱滚子轴承座轴向限位固定；所述监测装置包括设置在第二陪试装置压盖上的传感器安装座，传感器安装座上还设置有传感器支架，传感器支架上设有一个振动传感器套筒，振动传感器套筒内设置有振动传感器，其感应端贴近外圈转子轴的试验端。

所述圆柱滚子轴承双转子试验机还包括试验舱体，试验舱体与机体座固定连接，所述内圈转子轴和外圈转子轴均穿过试验舱体，且所述试验轴承工装位于试验舱体中部的试验舱中；在试验舱体的下部还固定设置有用于向环下润滑套喷射润滑油的环下润滑供油盘；所述监测装置还包括设置在试验舱体上的噪声传感器和两个温度传感器，两个温度传感器分别监测试验轴承内圈和外圈的温度。

所述支承装置还包括与支承轴承外圈固定连接的固定轴承座和与轴向加载轴承外圈固定连接的浮动轴承座，在固定轴承座和浮动轴承座的上部还设置有整体压盖，整体压盖与机体座固定连接，在整体压盖靠近试验轴承工装的一侧上还固定连接有用于将固定轴承座轴向限位的固定轴承座压环；所述固定轴承座和浮动轴承座之间留有空隙，在空隙中设置有双向喷油盘，双向喷油盘的喷油嘴分别朝向支承轴承和轴向加载轴承的外圈滚道；所述浮动轴承座贴近轴向加载装置的一侧上还嵌设有承压环。

所述轴向加载装置包括并列设置的缸体和油缸盖板，其中缸体贴近浮动轴承座设置，在缸体上呈环状均匀交替开设有若干个通孔和若干个盲孔，通孔和盲孔均沿轴向设置且盲孔的开孔朝向浮动轴承座，在盲孔中设置有预紧弹簧、在通孔内设置有液压油缸；所述油缸盖板贴近缸体的一侧开设有断面为矩形的环形油道，与液压油缸的进油端相连通，在油缸盖板上还沿轴线开设有用于向环形油道供油的供油道。

所述机体座上还盖有机体盖，在机体座的两端还各设置有一个机体端盖；在机体座的侧部分别开设有管线入口、排油口和油气分离出口；在机体盖的内表面上均匀设置若干条经向加强筋和纬向加强筋，在机体盖的顶部还开设有径向加载机构过孔。

有益效果：

1、实现了对大直径、高温、高速、环下润滑圆柱滚子轴承模拟实际工况试验，且采用双转子结构，可以实现对轴承内外圈同时进行同向同速、同向异速、反向同速或者反向异速旋转的试验；

2、双侧支承轴承均设置有轴向加载装置，均匀设置的预紧弹簧可以对支承轴承做程度较小的预载荷，随着转速的提高可以通过液压油缸增强加载力，保证支承轴承的稳定、高速运转，从而可以提升试验机的最高转速；

3、轴向随动加载采用多柱塞（16组）液压缸加载，加载精度高、加载平顺性好、相应速度快，适应多种型

号轴承型号试验要求；

4、试验轴承用的环下润滑套的内壁采用阶梯式结构，通过向阶梯式结构内部液压注油的方式完成拆装，相比于传统的利用热胀冷缩原理拆装的方式，换试验轴承型号时，仅需更换液压可拆分式环下润滑固定套；不但拆卸、安装方便，而且定位精度高，避免了安装试验轴承时产生应力集中，同时也避免了试验轴承拆装时对轴的划伤等破坏；

5、通过设置试验轴承舱盖，实现了陪试轴承与试验轴承润滑油的有效隔离，避免外界润滑油液对试验轴承润滑检测的影响；

6、轴向加载浮动单元加装了直线轴承，提高了定位精度、径向刚度，有效减小了摩擦阻力；

7、轴向加载装置还设置有力传感器，能够对加载力实时监测，确保试验机的稳定运行；

8、试验机采用密封结构，不仅能够提高试验机整体的稳定性，减少外界环境干扰，且试验过程产生的所有废气、油烟等都可以做到有效的收集和处理，减少对环境的污染；

9、径向加载装置安装在机体座下部的基座上，且在径向加载轴承上设置有缓冲垫，使加载环节增加了减震耐磨环节，能够防止因振动对加载力信号的采集、测量产生影响，同时也有效避免了轴系以外振动对轴系的影响；

10、径向加载装置穿过机盖，使机盖不受到径向加载力，在试验转速、温度较低的情况下，可以不安装机盖就进行试验调试，简化了试验流程，提高了试验效率；

11、试验端转动部件采用非接触式温度、振动、噪音传感器，采集信号及时准确可靠，而且各非接触式传感器，不仅安装、拆卸方便，还设置的专用气道，可有效防止各传感器的污染，确保260℃工作环境下可正常工作；

12、试验轴承环下供油喷油油道与试验轴承腔室下盖板设置为一体，内设4路进油道和9路喷嘴孔，不但使结构更加紧凑，方便拆装及调试，而且可以根据试验轴承对环下润滑供油的不同要求灵活调节变换供油方式；

13、优化的轴系中各个轴承的支撑位置，在保障试验轴承有效加载的同时，改善了陪试轴承、径向加载轴承的受力；

14、各个轴承均采用阶梯套进行轴向限位，且阶梯套均设置在轴承不受轴向载荷的一侧，在阶梯套上还开设有注油口，可以利用液压的方式对阶梯套进行拆装，避免了应力集中，且能够保护主轴不受损伤；

15、阶梯套上开设的注油口设置在一条直径的两端，既能够保证阶梯套在旋转时的结构及受力稳定，不会因为结构不对称影响动平衡；

16、各个部件的支撑装置均采用过渡连接，根据试验需要改变陪试轴承型号时，只需要更换过渡工装，不仅大幅降低了试验成本，而且在一定直径范围内可以适应多种型号轴承试验的需要。

附图说明

图1是整体结构示意图；

图2是支承装置和轴向加载装置结构示意图；

图3是第一陪试装置、试验轴承工装和第二陪试装置结构示意图；

图4是径向加载装置结构示意图；

图5是外圈转子轴试验端结构示意图；

图6是机体座结构示意图；

图7是机盖结构示意图；

图8是各部分装置位置关系示意图。

附图标记：1、机体座，101、管线入口，102、排油口，103、油气分离出口，2、轴向加载装置，201、缸体，202、油缸盖板，203、环形油道，204、液压油缸，205、预紧弹簧，3、支承装置，301、轴向加载轴承，302、支承轴承，303、固定轴承座，304、固定轴承座压环，305、整体压盖，306、浮动轴承座，307、直线轴承，308、双向喷油盘，309、承压环，3010、力传感器，3011、第一阶梯套，4、轴端密封盘，5、外圈转子轴，501、回油道，6、机体端盖，7、机体盖，8、第二陪试装置，801、陪试圆柱滚子轴承，802、陪试圆柱滚子轴承配油盘，803、第二陪试装置压环II，804、陪试圆柱滚子轴承座，805、第二陪试装置压盖，806、第二阶梯套，807、第二陪试装置压环I，9、监测装置，901、传感器安装座，902、传感器支架，903、振动传感器，904、噪声传感器，10、径向加载装置，1001、油缸支架，1002、传感器安装板，1003、荷重传感器，1004、径向加载油缸，1005，径向加载油缸柱塞，11、第一陪试装置，1101、径向加载轴承，1102、径向加载轴承座，1103、径向加载轴承配油盘，1104、缓冲垫，1105、第三阶梯套，12、内圈转子轴，13、试验轴承工装，1301、试验轴承，1302、第四阶梯套，1303、环下润滑套，1304、试验轴承压环，14、试验舱体，15、环下润滑供油盘。

具体实施方式

下面根据附图具体说明本实用新型的实施方式。

一种圆柱滚子轴承双转子试验机，包括机体座1、设置在机体座1上的转子轴、设置在转子轴上方并与机体座1固定连接的径向加载装置10以及监测装置9，转子轴上依次设置有第一陪试装置11、试验轴承工装13和第二陪试装置8，转子轴的两端还各设置有一个支承装置3。

所述转子轴由内圈转子轴12和外圈转子轴5组成，且内圈转子轴12和外圈转子轴5均为中空轴。所述试验轴承工装13由试验轴承1301、第四阶梯套1302、环下润滑套1303和试验轴承压环1304组成，其中环下润滑套1303套设在内圈转子轴12的试验端上，试验轴承1301套设在环下润滑套1303上，其内圈通过环下润滑套1303外壁上设置的轴肩结构和第四阶梯套1302轴向限位固定，且第四阶梯套1302设置在试验轴承1301靠近外圈转子轴5的一侧。试验轴承1301的外圈压设在外圈转子轴5试验端的内孔中，并且通过与外圈转子轴5试验端固定连接的试验轴承压环1304轴向限位固定，试验轴承压环1304位于试验轴承1301远离外圈转子轴5的一侧。

所述内圈转子轴12和外圈转子轴5的非试验端分别通过联轴器与变速箱连接，变速箱通过联轴器与变频电机相连接，根据试验需要，内圈转子轴12和外圈转子轴5可以在变频电机的驱动下做同向同速、同向异速、反向同速或者反向异速旋转，并分别带动试验轴承1301的内圈和外圈同步转动。因为内圈转子轴12与试验轴承1301的内圈固定连接，而外圈与外圈转子轴5连接，因此外圈转子轴5的试验端内径要大一些，这样在试验过程中从试验轴承1301飞溅出的润滑油很容易聚积在外圈转子轴5试验端的内壁上，如果不能及时将这部分润滑油及时排除，就会造成局部发热增大，如果这部分润滑油落入外圈转子轴5和内圈转子轴12的中空结构中，会对内、外圈转子轴动平衡产生严重影响。因此在外圈转子轴5的试验端上开设有若干条回油道501，回油道501从内向外贯穿外圈转子轴5且倾斜设置，在试验过程中，落在外圈转子轴5试验端上的润滑油在离心力的作用下，沿着回油道501向外泵出。落在试验轴承1301靠近内圈转子轴12一侧的润滑油，在环下润滑套1303的外壁上设置的多条螺旋槽作用下加速排出，避免了高温润滑油沉积造成摩擦增大，损坏装置。

所述支承装置3包括并列设置的轴向加载轴承301和支承轴承302，轴向加载轴承301和支承轴承302均套设在转子轴上且支承轴承302位于轴向加载轴承301的内侧，均优选为角接触轴承。在轴向加载轴承301和支承轴承302之间还设置有隔套。因为角接触轴承在运转之前需要进行预紧，而且随着转速的提高，需要对其施加轴向载荷以使其获得适应相应转速的刚度，因此轴向加载轴承301的外侧还设置有轴向加载装置2，轴向加载装置2输出轴向载荷作用到轴向加载轴承301上，并通过隔套将轴向载荷施加到支承轴承302上。

所述支承装置3还包括与支承轴承302外圈固定连接的固定轴承座303和与轴向加载轴承301外圈固定连接的浮动轴承座306，在固定轴承座303和浮动轴承座306的上部还设置有整体压盖305，整体压盖305与机体座1固定连接，在整体压盖305靠近试验轴承工装13的一侧上还固定连接有用于将固定轴承座303轴向限位的固定轴承座压环304。所述固定轴承座303和浮动轴承座306之间留有空隙，在空隙中设置有双向喷油盘308，双向喷油盘308套设在转子轴上，盘体内部沿轴向开设有若干条油路，所有油路在圆周方向上均匀分布，每个油路的末端都对应有一个喷油嘴，喷油嘴共有两个方向，分别朝向轴向加载轴承301和支承轴承302，且方向相反的喷油嘴相互交替设置。双向喷油盘308从开设在固定轴承座303上的供油道获取润滑油，依次经过油路和喷油嘴后分别喷向支承轴承302和轴向加载轴承301的外圈滚道。所述浮动轴承座306贴近轴向加载装置2的一侧上还嵌设有承压环309，承压环309用于承受轴向加载装置2输出的轴向载荷，并传递至轴向加载轴承301，进而通过隔套传递给支承轴承302的内圈。在轴向载荷的作用下，浮动轴承座306会发生一定程度的轴向移动，因此在浮动轴承座306与整体压盖305之间还设置有直线轴承307，以提高定位精度和径向刚度，并且能够有效减少浮动轴承座306与整体压盖305之间的摩擦阻力。在承压环309的内侧还设置若干个力传感器3010，用于监测承压环309承受的轴向载荷。作为优选，力传感器3010优选为3个，将3个力传感器3010测得的压力值相加即为轴向载荷值。

所述轴向加载装置2包括并列设置的缸体201和油缸盖板202，其中缸体201贴近浮动轴承座306设置，在缸体201上呈环状均匀交替开设有若干个通孔和若干个盲孔，通孔和盲孔均沿轴向设置且盲孔的开孔朝向浮动轴承座306，在盲孔中设置有预紧弹簧205，在通孔内设置有液压油缸204，作为优选，所述液压油缸204和预紧弹簧205的数量均为16个。所述油缸盖板202贴近缸体201的一侧开设有断面为矩形的环形油道203，与液压油缸204的进油端相连通，在油缸盖板202上还沿轴线开设有用于向环形油道203供油的供油道。所述环形油道203的内外两侧各设置有一个O型密封圈，O型密封圈嵌设在油缸盖板202贴近缸体201的一侧上，用于防止环形油道203中的液压油发生泄漏。

所述第一陪试装置11包括套设在内圈转子轴12上的径向加载轴承1101，优选为圆柱滚子轴承。径向加载轴承1101的外圈压设在径向加载轴承座1102的内孔中，径向加载轴承座1102还固定连接有径向加载轴承配油盘1103，径向加载轴承配油盘1103向径向加载轴承1101提供润滑油气并将径向加载轴承1101的外圈轴向限位固定。径向加载轴承1101的内圈则通过内圈转子轴12上的轴肩结构以及第三阶梯套1105轴向限位固定，而且第三阶梯套1105设置在径向加载轴承1101远离外圈转子轴5工作端的一侧。因为径向加载轴承1101在工作时要受到径向载荷，因此径向加载轴承座1102不与机体座1相连接，为浮动设置。为了减少在试验过程中外界振动对转子轴系的影响，在径向加载轴承座1102的上部，还开设有一个凹槽，在凹槽内设置缓冲垫1104。

所述径向加载装置10包括呈倒置“V”形的油缸支架1001，“V”形两个分支的底端固定在机体座1上且内圈转子轴12设置在两分支之间，在“V”形交点上设置有径向加载油缸1004，径向加载油缸1004驱动径向加载油缸柱塞1005，在径向加载油缸柱塞1005的载荷输出端还设置有传感器安装板1002，传感器安装板1002的下部安装有荷重传感器1003。在试验过程中，径向加载油缸1004驱动径向加载油缸柱塞1005向下运动，并且通过荷重传感器1003将轴向载荷施加在所述缓冲垫1104上。通过增加缓冲垫1104，使径向加载过程增加了减震耐磨环节，有效减少了径向加载轴承座1102在试验过程中外界振动对转子轴系的影响，能够防止因振动对加载力信号的采集、测量产生影响。

所述第二陪试装置8包括套设在外圈转子轴5上的陪试圆柱滚子轴承801，其外圈压设在陪试圆柱滚子轴承座804的内孔中并通过陪试圆柱滚子轴承配油盘802轴向限位固定，内圈通过外圈转子轴5上设置的轴肩与第二阶梯套806轴向限位固定，且第二阶梯套806设置在陪试圆柱滚子轴承801远离内圈转子轴12工作端的一侧。陪试圆柱滚子轴承配油盘802固定设置在陪试圆柱滚子轴承座804上，既将陪试圆柱滚子轴承801的外圈轴向限位，还用于对陪试圆柱滚子轴承801进行油气润滑。在陪试圆柱滚子轴承座804的上部还设置有第二陪试装置压盖805，第二陪试装置压盖805与机体座1固定连接且两侧分别固定设置有第二陪试装置压环I807和第二陪试装置压环II803,两个压环通过若干个沿圆周方向均匀设置的螺钉与第二陪试装置压盖805和机体座1均保持固定连接，从而将陪试圆柱滚子轴承座804轴向限位固定。

所述圆柱滚子轴承双转子试验机还包括试验舱体14，试验舱体14与机体座1固定连接，所述内圈转子轴12和外圈转子轴5均穿过试验舱体14，且所述试验轴承工装13位于试验舱体14中部的试验舱中；在试验舱体14的下部还固定设置有用于向环下润滑套1303喷射润滑油的环下润滑供油盘15。环下润滑供油盘15共设置有四路进油道和九路喷油嘴，喷油嘴的方向朝向所述环下润滑套1303的收油腔。优化的环下润滑供油盘15的设计，结构更加紧凑，方便拆装及调试，而且可以根据试验轴承对环下润滑供油的不同要求灵活调节变换供油方式。

所述监测装置9包括设置在第二陪试装置压盖805上的传感器安装座901，传感器安装座901上还设置有传感器支架902，传感器支架902上开设有一个振动传感器套筒，振动传感器套筒内设置有振动传感器903，其感应端贴近外圈转子轴5的试验端；所述监测装置9还包括设置在试验舱体14上的噪声传感器904和两个温度传感器，两个温度传感器分别监测试验轴承1301内圈和外圈的温度。噪声传感器904和两个温度传感器均设置在与试验舱体14内部连通的传感器套筒中。其中温度传感器优选为红外温度传感器，振动传感器903优选为电涡流式振动传感器，噪声传感器904优选为电容式拾音器。为了防止红外温度传感器和噪声传感器904被试验过程中飞溅出来的润滑油污染倒置灵敏度降低，因此在传感器套筒的侧壁上均连通一个进风管，试验过程中持续向试验舱体14内部吹入气体，用气流来阻挡润滑油进入到传感器套筒中对传感器造成污染。

所述机体座1上还盖有机体盖7，在机体座1的两端还各设置有一个机体端盖6；在机体座1的侧部分别开设有管线入口101、排油口102和油气分离出口103；在机体盖7的内表面上均匀设置若干条经向加强筋和纬向加强筋，在机体盖7的顶部还开设有径向加载装置过孔701。径向加载装置10穿过机盖7上的径向加载装置过孔701，从而使机盖7不受到径向加载力，在试验转速、温度较低的情况下，可以不安装机盖就进行试验，简化了试验流程，提高了试验效率。

所述的第一阶梯套3011、第二阶梯套806、第三阶梯套1105和第四阶梯套1302的阶梯结构均设置在内壁上，具体为在内壁的中部挖设一个断面为矩形的环形凹槽，从而形成一个阶梯结构。且在每个阶梯套上均开设有一个灌油道，灌油道开设在阶梯套侧壁上，与阶梯套轴线垂直并与阶梯套内壁的阶梯结构相连通，而且在阶梯套的侧壁上还开设有一个平衡孔，平衡孔与灌油道结构相同且关于阶梯套的轴线对称，但是平衡孔不与阶梯套内壁的阶梯结构连通。通过设置平衡孔，能够保证阶梯套在旋转时的结构及受力稳定，不会因为结构不均匀造成损坏。

经过优化设计及试验，各部分装置的位置关系为：在水平方向上，取内圈转子轴12的非试验端为a点、内圈转子轴12上的支承轴承302为A点、径向加载轴承1101为B点、试验轴承1301为F点、陪试圆柱滚子轴承801为C点、外圈转子轴5上的支承轴承302位D点、外圈转子轴5的非试验端为a’点，则各点的位置关系为BF=CF、AB=CD、aF=Da’，BF/AB=CF/CD=5.25，AB/aA=CD/Da’=2.47。优化的轴系中各个轴承的支撑位置，在保障试验轴承有效加载的同时，改善了陪试圆柱滚子轴承和径向加载轴承的受力。延长了试验机的使用寿命，提高了试验机的可靠性和稳定性。

所述轴向加载装置2的工作过程为：根据支承轴承302对预紧力的需求，选用合适的预紧弹簧205，在试验机安装完毕之后，预紧弹簧205始终对承压环309施加轴向预紧力；试验开始后，随着转速的提高，支承轴承302需要的轴向载荷逐步提高，此时通过液压油缸204向承压环309输出载荷，以满足支承轴承302对轴向载荷的需求；试验过程中，所述力传感器3010实时监测承压环309承受的轴向载荷，并通过信号变送器将监测到的载荷量转化为数字信号，反馈传输给油压控制装置，油压控制装置据此实时调整输送至液压油缸204的油压，进而调整轴向载荷量。采用弹簧预紧加载和液压随动加载的组合加载方式，既能够满足支承轴承302对预紧力的需求，还能够不断调整轴向载荷量，适用于不同的试验需求。相对于单一的弹簧加载，这样的加载方式加载力可控性程度高，载荷输出均匀、变化平缓。相对于单一的液压加载来说，这样的加载方式能够解决液压加载系统存在的死区问题，还能够在液压系统失效的情况下依靠弹簧加载保持各个装置不受损。

所述径向加载装置10的工作过程为：在试验开始后，径向加载油缸1004驱动径向加载油缸柱塞1005向下运动施加径向载荷，并将径向载荷作用在径向加载轴承座1102上方的缓冲垫1104中，然后通过径向加载轴承座1102传递给径向加载轴承1101，径向加载轴承1101将径向载荷传递给内圈转子轴12，进而传递给试验轴承1301，完成径向载荷的施加。径向加载油缸1104还连接有自动控制装置，随着试验工况的变化，不断调整径向载荷的载荷量，调节过程与轴向载荷的调节过程类似，不再赘述。

整机的固定方式为：机体座1通过地脚螺栓水平固定在基地上，机盖10通过每边18个共计36个M8*35螺栓及垫片固定在机体座1上，在机盖10与机体座1结合处的机体座1上，通过挖设凹槽装装置有O型密封圈；两端各设置有一个机座端盖9，每个机座端盖9通过18个M10*30螺栓及垫片将机座端盖9固定在机体座1及机盖10上，机座端盖9的凹槽内装有O型密封圈。

经过试验，所述内圈转子轴12和外圈转子轴5能够分别达到同向或异向驱动30000rpm，试验轴承1301的内径可以大于等于140mm、内圈环下供油温度达到150℃、工作温度达到260℃、径向载荷60kN。

Claims (9)

1.一种圆柱滚子轴承双转子试验机，包括机体座（1）、设置在机体座（1）上的转子轴、设置在转子轴上方并与机体座（1）固定连接的径向加载装置（10）以及监测装置（9），转子轴上依次设置有第一陪试装置（11）、试验轴承工装（13）和第二陪试装置（8），转子轴的两端还各设置有一个支承装置（3），其特征在于：

所述转子轴由内圈转子轴（12）和外圈转子轴（5）组成，所述试验轴承工装（13）的环下润滑套（1303）套设在内圈转子轴（12）的试验端，在环下润滑套（1303）上套设有试验轴承（1301），试验轴承（1301）的外圈压设在外圈转子轴（5）试验端的内孔中；

所述支承装置（3）包括并列设置的轴向加载轴承（301）和支承轴承（302），轴向加载轴承（301）和支承轴承（302）均套设在转子轴上且支承轴承（302）位于轴向加载轴承（301）的内侧，在轴向加载轴承（301）的外侧还设置有轴向加载装置（2）。

2.如权利要求1所述的一种圆柱滚子轴承双转子试验机，其特征在于：所述试验轴承工装（13）还包括第四阶梯套（1302）和试验轴承压环（1304），其中第四阶梯套（1302）套设在环下润滑套（1303）上，并与环下润滑套（1303）外壁上设置的轴肩结构配合将试验轴承（1301）的内圈轴向限位固定，试验轴承压环（1304）固定在外圈转子轴（5）的试验端上并将试验轴承（1301）的外圈轴向限位固定。

3.如权利要求1所述的一种圆柱滚子轴承双转子试验机，其特征在于：所述第一陪试装置（11）包括套设在内圈转子轴（12）上的径向加载轴承（1101），径向加载轴承（1101）的外圈压设在径向加载轴承座（1102）的内孔中，径向加载轴承座（1102）还固定连接有径向加载轴承配油盘（1103），径向加载轴承配油盘（1103）向径向加载轴承（1101）提供润滑油并将径向加载轴承（1101）的外圈轴向限位固定。

4.如权利要求3所述的一种圆柱滚子轴承双转子试验机，其特征在于：所述径向加载装置（10）包括呈倒“V”形的油缸支架（1001），“V”形两个分支的底端均固定在机体座（1）上且内圈转子轴（12）设置在两分支之间，在“V”形两个分支的交点处设置有径向加载油缸（1004），径向加载油缸（1004）驱动径向加载油缸柱塞（1005），在径向加载油缸柱塞（1005）的载荷输出端还设置有传感器安装板（1002），传感器安装板（1002）的下部安装有径向荷重传感器（1003）。

5.如权利要求1所述的一种圆柱滚子轴承双转子试验机，其特征在于：所述第二陪试装置（8）包括套设在外圈转子轴（5）上的陪试圆柱滚子轴承（801），其外圈压设在陪试圆柱滚子轴承座（804）的内孔中并通过陪试圆柱滚子轴承配油盘（802）轴向限位固定，陪试圆柱滚子轴承配油盘（802）固定设置在陪试圆柱滚子轴承座（804）上，在陪试圆柱滚子轴承座（804）的上部还设置有第二陪试装置压盖（805），第二陪试装置压盖（805）与机体座（1）固定连接且两侧分别固定设置有第二陪试装置压环I（807）和第二陪试装置压环II（803）,两个压环将陪试圆柱滚子轴承座（804）轴向限位固定；所述监测装置（9）包括设置在第二陪试装置压盖（805）上的传感器安装座（901），传感器安装座（901）上还设置有传感器支架（902），传感器支架（902）上设有一个振动传感器套筒，振动传感器套筒内设置有振动传感器（903），其感应端贴近外圈转子轴（5）的试验端。

6.如权利要求1所述的一种圆柱滚子轴承双转子试验机，其特征在于：所述圆柱滚子轴承双转子试验机还包括试验舱体（14），试验舱体（14）与机体座（1）固定连接，所述内圈转子轴（12）和外圈转子轴（5）均穿过试验舱体（14），且所述试验轴承工装（13）位于试验舱体（14）中部的试验舱中；在试验舱体（14）的下部还固定设置有用于向环下润滑套（1303）喷射润滑油的环下润滑供油盘（15）；所述监测装置（9）包括设置在试验舱体（14）上的噪声传感器（904）和两个温度传感器，两个温度传感器分别监测试验轴承（1301）内圈和外圈的温度。

7.如权利要求1所述的一种圆柱滚子轴承双转子试验机，其特征在于：所述支承装置（3）还包括与支承轴承（302）外圈固定连接的固定轴承座（303）和与轴向加载轴承（301）外圈固定连接的浮动轴承座（306），在固定轴承座（303）和浮动轴承座（306）的上部还设置有整体压盖（305），整体压盖（305）与机体座（1）固定连接，在整体压盖（305）靠近试验轴承工装（13）的一侧上还固定连接有用于将固定轴承座（303）轴向限位的固定轴承座压环（304）；所述固定轴承座（303）和浮动轴承座（306）之间留有空隙，在空隙中设置有双向喷油盘（308），双向喷油盘（308）的喷油嘴分别朝向支承轴承（302）和轴向加载轴承（301）的外圈滚道；所述浮动轴承座（306）贴近轴向加载装置（2）的一侧上还嵌设有承压环（309）。

8.如权利要求7所述的一种圆柱滚子轴承双转子试验机，其特征在于：所述轴向加载装置（2）包括并列设置的缸体（201）和油缸盖板（202），其中缸体（201）贴近浮动轴承座（306）设置，在缸体（201）上呈环状均匀交替开设有若干个通孔和若干个盲孔，通孔和盲孔均沿轴向设置且盲孔的开孔朝向浮动轴承座（306），在盲孔中设置有预紧弹簧（205）、在通孔内设置有液压油缸（204）；所述油缸盖板（202）贴近缸体（201）的一侧开设有断面为矩形的环形油道（203），与液压油缸（204）的进油端相连通，在油缸盖板（202）上还沿轴线开设有用于向环形油道（203）供油的供油道。

9.如权利要求1所述的一种圆柱滚子轴承双转子试验机，其特征在于：所述机体座（1）上还盖有机体盖（7），在机体座（1）的两端还各设置有一个机体端盖（6）；在机体座（1）的侧部分别开设有管线入口（101）、排油口（102）和油气分离出口（103）；在机体盖（7）的内表面上均匀设置若干条经向加强筋和纬向加强筋，在机体盖（7）的顶部还开设有径向加载机构过孔（1001）。