CN207866524U - 一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，所述的轴承试验机包括旋转轴(1)，被试轴承(2)安装在所述旋转轴(1)上，该加载装置包括夹具(3)，以及设置在夹具(3)周围的多个旋转电机‑丝杆传动机构‑弹簧组件，各旋转电机‑丝杆传动机构‑弹簧组件包括依次连接旋转电机、丝杆传动机构和弹簧，其中丝杆传动机构包括联轴器(51)、丝杆轴承(52)、丝杆螺母(53)、丝杆(54)和轴承座(55)，旋转电机驱动丝杆传动机构运动，控制弹簧发生拉伸或压缩形变，对夹具(3)内的被试轴承(2)施加交变载荷。与现有技术相比，本实用新型具有可以实现内燃机真实工况载荷等优点。

Description

一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置

技术领域

本实用新型涉及一种轴承试验机用载荷装置，尤其是涉及一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置。

背景技术

内燃机被广泛应用于汽车、船舶、飞机、坦克、铁路机车、农业机械、工程机械、发电机组等多个行业，其作为动力设备在国民经济中占有非常重要的地位。内燃机中包括了活塞-缸套、活塞环-缸套、曲轴-轴承及凸轮-挺杆等几对重要的摩擦副，其中，曲轴轴承，包括主轴承和连杆轴承(由于该类轴承工作载荷的大小和方向都随时间变化，因此通常称为动载荷轴承)，是内燃机最为关键的摩擦副之一，它不仅影响到内燃机工作的可靠性和耐久性，还影响到内燃机进一步强化的潜力。

轴承的性能及其可靠性是轴承的最重要的性能指标，但由于影响轴承性能因素太多，进行轴承试验是一种有效途径。轴承试验是轴承设计和制造过程中必不缺少的重要的验证过程。试验轴承的加载负荷作为轴承试验机测试的重要参数，其准确性直接影响轴承的试验结果。目前传统的轴承试验装置加载特性单一，不能实现多变载荷的加载，而真实内燃机中动载轴承常处于交变载荷，因此传统的轴承试验用加载装置很难实现发动机动载轴承的交变载荷加载。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以实现内燃机真实工况载荷的加载的基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，所述的轴承试验机包括旋转轴，被试轴承安装在所述旋转轴上，其特征在于，该加载装置包括夹具，以及设置在夹具周围的多个旋转电机-丝杆传动机构-弹簧组件，各旋转电机-丝杆传动机构-弹簧组件包括依次连接旋转电机、丝杆传动机构和弹簧，其中丝杆传动机构包括联轴器、丝杆轴承、丝杆螺母、丝杆和轴承座，所述的旋转电机通过联轴器依次连接丝杆轴承和丝杆，丝杆上设置丝杆螺母，丝杆底部设置轴承座，并连接弹簧；旋转电机驱动丝杆传动机构运动，控制弹簧发生拉伸或压缩形变，对夹具内的被试轴承施加交变载荷。

所述的旋转电机-丝杆传动机构-弹簧组件设有两个：组件A和组件B，对称设置在夹具上下两侧。

所述的组件A包括：旋转电机A、丝杆传动机构A和弹簧A，所述的电机A通过丝杆传动机构A连接弹簧A一端，弹簧A另一端通过连接装置A连接夹具；

所述的组件B包括：旋转电机B、丝杆传动机构B和弹簧B，所述的电机B通过丝杆传动机构B连接弹簧B一端，弹簧B另一端通过连接装置B连接夹具。

所述的丝杆传动机构A和丝杆传动机构B的结构相同。

所述的夹具由镜像对称的上夹具和下夹具组成，上夹具和下夹具均成块状，并在上夹具和下夹具相贴合的一面各设一半圆形缺口，组合成的圆形缺口与被试轴承相匹配。

所述的上夹具上表面为平面，与连接装置A连接，下表面内设有一半圆形凹槽，与被试轴承相匹配；下夹具的下表面为平面，与连接装置B连接，上表面设有一半圆形凹槽，与被试轴承相匹配。

所述的轴承试验机还包括控制系统，该控制系统与旋转电机A和旋转电机B相连，控制旋转电机的旋转角度，进而改变弹簧的拉伸/压缩量，控制弹簧的弹力，可以实现轴承交变载荷的加载。同时，通过轴承试验机控制系统控制旋转轴的旋转，可以实现轴承以给定的转速运转。旋转电机旋转角度的改变是通过轴承试验机控制系统控制，旋转电机旋转角度的改变可以影响弹簧的拉伸/压缩量。由于弹簧的拉伸/压缩量的改变，弹簧将可以在夹具表面施加大小不同、方向可变的作用力。通过在夹具不同区域添加多个旋转电机-丝杆传动机构-弹簧单元可以实现轴承交变载荷的加载。通过在夹具不同区域添加多个旋转电机-丝杆传动机构-弹簧单元可以实现轴承交变载荷的加载。

所述的被试轴承表面还设有一温度传感器，该温度传感器连接控制系统。采集轴承运转过程中的信号，监测轴承的运转状况。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过计算机控制旋转电机的旋转角度，进而改变弹簧的压缩/拉伸量，控制弹簧的弹力，可以实现轴承交变载荷的加载。

2、结合内燃机的真实工况条件，通过计算机控制旋转电机的旋转角度与时间的变化量，可以实现内燃机真实工况载荷的加载。利用该轴承交变载荷加载装置有助于开展发动机动载轴承试验。

附图说明

图1为本实用新型丝杆传动机构部分的结构示意图；

图2为本实用新型的交变载荷加载机构示意图；

图中：1为旋转轴，2为被试轴承，3为夹具，4为旋转电机A，5为丝杆传动机构A，51为联轴器、52为丝杆轴承、53为丝杆螺母、54为丝杆、55为轴承座，6为弹簧A，7为连接装置A，8为连接装置B，9为弹簧B，10为丝杆传动机构B，11为旋转电机B、12为温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图2所示，一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，所述的轴承试验机包括旋转轴1，被试轴承2安装在所述旋转轴1上，该加载装置包括夹具3，以及设置在夹具3周围的多个旋转电机-丝杆传动机构-弹簧单元，所述的旋转电机-丝杆传动机构-弹簧组件包括依次连接旋转电机、丝杆传动机构和弹簧，旋转电机驱动丝杆传动机构运动，控制弹簧发生拉伸或压缩形变，对夹具3内的被试轴承2施加交变载荷。

其中，所述的旋转电机-丝杆传动机构-弹簧组件设有两个：组件A和组件B，对称设置在夹具3上下两侧。所述的组件A包括：旋转电机A4、丝杆传动机构A5和弹簧A6，所述的电机A4通过丝杆传动机构A5连接弹簧A6一端，弹簧A6另一端通过连接装置A7连接夹具3；所述的组件B包括：旋转电机B11、丝杆传动机构B10和弹簧B9，所述的电机B11通过丝杆传动机构B10连接弹簧B9一端，弹簧B9另一端通过连接装置B8连接夹具3。

如图1所述，所述的丝杆传动机构A5包括联轴器51、丝杆轴承52、丝杆螺母53、丝杆54和轴承座55，所述的旋转电机A4通过联轴器51依次连接丝杆轴承52和丝杆54，丝杆54上设置丝杆螺母53，丝杆54底部设置轴承座55，并连接弹簧A6；旋转电机A4驱动丝杆54运动，控制弹簧A6发生拉伸或压缩形变，对夹具3内的被试轴承2施加交变载荷。

所述的丝杆传动机构B10的结构与丝杆传动机构A5相同。

所述的夹具3由镜像对称的上夹具和下夹具组成，上夹具和下夹具均成块状，并在上夹具和下夹具相贴合的一面各设一半圆形缺口，组合成的圆形缺口与被试轴承2相匹配。所述的上夹具上表面为平面，与连接装置A7连接，下表面内设有一半圆形凹槽，与被试轴承2相匹配；下夹具的下表面为平面，与连接装置B8连接，上表面设有一半圆形凹槽，与被试轴承2相匹配。

所述的轴承试验机还包括控制系统，该控制系统与旋转电机A4和旋转电机B11相连，控制旋转电机的旋转角度，进而改变弹簧的拉伸/压缩量，控制弹簧的弹力，可以实现轴承交变载荷的加载。同时，通过轴承试验机控制系统控制旋转轴1的旋转，可以实现轴承以给定的转速运转。旋转电机旋转角度的改变是通过轴承试验机控制系统控制，旋转电机旋转角度的改变可以影响弹簧的拉伸/压缩量。由于弹簧的拉伸/压缩量的改变，弹簧将可以在夹具表面施加大小不同、方向可变的作用力。通过在夹具不同区域添加多个旋转电机-丝杆传动机构-弹簧单元可以实现轴承交变载荷的加载。通过在夹具不同区域添加多个旋转电机-丝杆传动机构-弹簧单元可以实现轴承交变载荷的加载。被试轴承2表面还设有一温度传感器12，该温度传感器12连接控制系统，采集轴承运转过程中的信号，监测轴承的运转状况。

丝杠传动也就是指螺旋传动，主要功能是将旋转运动变为直线运动，起到一个扭转轴承及作用力方向的功能，在控制系统的操作指令下，旋转电机能将运动部件准确地移到所需位置，丝杠传动的传动比大，有利于提高分辨力，实现精确定位。

Claims (8)

1.一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，所述的轴承试验机包括旋转轴(1)，被试轴承(2)安装在所述旋转轴(1)上，其特征在于，该加载装置包括夹具(3)，以及设置在夹具(3)周围的多个旋转电机-丝杆传动机构-弹簧组件，各旋转电机-丝杆传动机构-弹簧组件包括依次连接旋转电机、丝杆传动机构和弹簧，其中丝杆传动机构包括联轴器(51)、丝杆轴承(52)、丝杆螺母(53)、丝杆(54)和轴承座(55)，所述的旋转电机通过联轴器(51)依次连接丝杆轴承(52)和丝杆(54)，丝杆(54)上设置丝杆螺母(53)，丝杆(54)底部设置轴承座(55)，并连接弹簧；旋转电机驱动丝杆传动机构运动，控制弹簧发生拉伸或压缩形变，对夹具(3)内的被试轴承(2)施加交变载荷。

2.根据权利要求1所述的一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，其特征在于，所述的旋转电机-丝杆传动机构-弹簧组件设有两个：组件A和组件B，对称设置在夹具(3)上下两侧。

3.根据权利要求2所述的一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，其特征在于，所述的组件A包括：旋转电机A(4)、丝杆传动机构A(5)和弹簧A(6)，所述的电机A(4)通过丝杆传动机构A(5)连接弹簧A(6)一端，弹簧A(6)另一端通过连接装置A(7)连接夹具(3)；

所述的组件B包括：旋转电机B(11)、丝杆传动机构B(10)和弹簧B(9)，所述的电机B(11)通过丝杆传动机构B(10)连接弹簧B(9)一端，弹簧B(9)另一端通过连接装置B(8)连接夹具(3)。

4.根据权利要求3所述的一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，其特征在于，所述的丝杆传动机构A(5)中联轴器(51)连接旋转电机A(4)，丝杆(54)连接弹簧A(6)；

所述的丝杆传动机构B(10)的结构与丝杆传动机构A(5)相同。

5.根据权利要求3所述的一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，其特征在于，所述的夹具(3)由镜像对称的上夹具和下夹具组成，上夹具和下夹具均成块状，并在上夹具和下夹具相贴合的一面各设一半圆形缺口，组合成的圆形缺口与被试轴承(2)相匹配。

6.根据权利要求5所述的一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，其特征在于，所述的上夹具上表面为平面，与连接装置A(7)连接，下表面内设有一半圆形凹槽，与被试轴承(2)相匹配；下夹具的下表面为平面，与连接装置B(8)连接，上表面设有一半圆形凹槽，与被试轴承(2)相匹配。

7.根据权利要求3所述的一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，其特征在于，所述的轴承试验机还包括控制系统，该控制系统与旋转电机A(4)和旋转电机B(11)相连，同时，控制旋转轴(1)的旋转速度。

8.根据权利要求7所述的一种基于丝杆传动机构的轴承试验机用交变载荷加载装置，其特征在于，所述的被试轴承(2)表面还设有一温度传感器(12)，该温度传感器(12)连接控制系统。