CN211121970U - 一种轴承轻载打滑试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种轴承轻载打滑试验装置，包括：试验台主体、轴向加载系统、径向加载系统、润滑系统和驱动系统；所述的试验台主体包括支撑架、左、右支撑轮、试验轴、上箱体和右端盖，左、右支撑轮分别设置在支撑架的左右两侧，试验轴设置在右支撑轮的中心孔中，上箱体设置在左、右支撑轮的上部矩形环槽中，右端盖设置在试验轴的右端；所述的轴向加载系统设置在左支撑轮的左侧，径向加载系统设置在上箱体中心孔中，润滑系统设置在轴向加载系统下方，驱动系统设置在试验轴右端。该装置结构设计科学，操作便捷，通过加载及油温控制试验，能够准确掌握飞机发动机轴承在轻载时的各项数据，判定其使用性能及寿命，为飞机发动机轴承的选型及开发新型号提供依据。
Description
技术领域
本实用新型属于飞机发动机轴承试验技术领域，具体涉及的是一种轴承轻载打滑试验装置，主要是对飞机发动机轴承进行性能试验，考核轴承在发动机主要工作参数和特定工作条件下的可靠性。
背景技术
飞机发动机轴承因其重要性必须有较高的可靠性、足够的刚度、较大的承载能力及较长的使用寿命，轴承在使用前都要经过各种实验，为防止发动机轴承在轻载时打滑，此次开发设计了一种轴承轻载打滑试验装置，就是模拟飞机发动机轴承在飞机发动机中的安装方式，探索发动机轴承在轻载状态下可否正常工作，更接近于飞机发动机实际工作工况，进行性能和寿命试验，从而判定发动机轴承的性能，为飞机发动机轴承的选型及开发新型号，提供试验数据，是未来飞机发动机轴承实验技术的新方向。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种轴承轻载打滑试验装置，该装置模拟飞机发动机，将要试验的轴承安装在试验轴系上，由高频电主轴通过联轴节拖动试验轴系高速旋转，通过比例减压阀控制轴向加载活塞和径向加载活塞的加载，从而实现轴承的径向加载和轴向加载及载荷变化，通过压力传感器实时监测试验轴承加载情况，通过高温供油系统加热功能控制供油温度，通过加压阀调节达到试验润滑油流量要求。
本实用新型的目的可采用如下技术方案来实现：一种轴承轻载打滑试验装置，包括：试验台主体、轴向加载系统、径向加载系统、润滑系统和驱动系统；所述的试验台主体包括支撑架、左支撑轮、右支撑轮、试验轴系、上箱体和右端盖；所述的左支撑轮和右支撑轮分别设置在支撑架的左右两侧，左支撑轮和右支撑轮的外圆上分别设置有矩形环槽，矩形环槽正好卡在支撑架的上部，通过螺栓固定在支撑架上；所述的试验轴系设置在右支撑轮的中心孔中，试验轴系包括空心轴、试验轴承、陪试轴承、后压盖、加载套端盖、加载套、内隔套Ⅰ、内隔套Ⅱ、环套，隔套和前压盖，所述的空心轴右侧依次安装有内隔套Ⅰ、环套，隔套、陪试轴承Ⅰ和前压盖，前压盖通过螺栓固定在空心轴的右侧端面上；空心轴的左侧依次安装有陪试轴承Ⅱ、内隔套Ⅱ、加载套、试验轴承、加载套端盖和后压盖；所述的加载套套装在试验轴承的外圈上，加载套端盖通过螺栓固定在加载套的一侧端面上，后压盖通过螺栓固定在空心轴的左侧端面上；所述的上箱体设置在左支撑轮和右支撑轮的上部矩形环槽中，上箱体通过螺栓固定在左支撑轮、右支撑轮上；所述的右端盖设置在空心轴的右端，右端盖通过螺栓固定在右支撑轮的右侧端面上；所述的轴向加载系统设置在左支撑轮的左侧，通过螺栓固定在左支撑轮的左侧端面上；所述的径向加载系统设置在上箱体的中心孔中，通过螺栓固定在上箱体上；所述的润滑系统设置在轴向加载系统的下方，通过管路和轴向加载系统的连接口连接；所述的驱动系统设置在试验轴系的右端。
所述的支撑架为U形支座结构，U形支座的上端分别设置有用于定位左支撑轮和右支撑轮的定位销。
所述的左支撑轮和右支撑轮的矩形环槽的形状和尺寸一致，并且矩形环槽的尺寸与上箱体和支撑架的连接部位相对应。
所述的试验轴承与空心轴过盈配合连接，试验轴承在空心轴上的轴向位置，与加载套上的环槽的中心相对应，试验轴承与加载套过渡配合连接。
所述的空心轴为中空的阶梯轴，其中段的空心部分设置有胶木堵头，二者过盈配合。
所述的右支撑轮上设置有前喷嘴，前喷嘴通过螺栓固定在右支撑轮的右端外圆上，并贯通至右端盖的通槽内，右支撑轮的下部设置有贯通的回油孔，其中两个回油孔中分别设置有堵头Ⅰ、堵头Ⅱ。
所述的轴向加载系统包括轴向加载套、轴向油缸、轴向油缸套、轴向油缸活塞、环下喷油嘴和轴向油缸盖，所述的轴向加载套设置在轴向油缸活塞和试验轴系左端之间，轴向加载套为U形环结构，U形环的底部设置有与轴向油缸活塞连接的通孔，其外环上设置有与左支撑轮连接的键，轴向加载套通过键套装在左支撑轮中心孔的键槽中；所述的轴向油缸通过螺栓固定在左支撑轮的左侧端面上，轴向油缸内分别安装有轴向油缸套和轴向油缸活塞，轴向油缸活塞的右端安装有环下喷油嘴，环下喷油嘴的右端伸入到试验轴系的左端空心轴孔中，轴向油缸盖上连接有压力传感器和比例减压阀。
所述的径向加载系统包括径向油缸、径向油缸活塞、径向加载杆和径向油缸盖，所述的径向加载杆安装在径向油缸活塞的底面中心部位，其下端设置在试验轴系的加载套外圆环槽中，径向加载杆的中心线和试验轴系上的试验轴承滚动体中心及加载套的环槽中心同轴，径向油缸通过螺栓固定在上箱体上，径向油缸盖上连接有压力传感器和比例减压阀。
所述的润滑系统包括高温供油系统和调压阀。
所述的驱动系统包括联轴节、电主轴和变频器，电主轴通过联轴节和试验轴系的空心轴连接。
本实用新型在试验时，按照飞机发动机轴承在飞机发动机中的安装方式，将试验台主体的各部件及径向加载系统、轴箱加载系统、润滑系统和驱动系统安装到位，先启动驱动系统的电主轴，通过联轴节带动空心轴旋转，并由变频器控制电主轴转速，待空心轴转速稳定后，通过径向加载系统和轴向加载系统的比例减压阀控制径向油缸活塞和轴向油缸活塞的加载及载荷变化，并通过压力传感器实时监测试验轴承的加载情况，同时润滑系统通过高温供油系统加热功能控制供油温度，通过调压阀调节试验润滑油的流量，使其达到要求，在试验过程中监控并记录各数据，完成轴承的轻载打滑试验。
本实用新型的有益效果是：该装置结构设计科学，操作便捷，通过加载及油温控制试验，能够准确掌握飞机发动机轴承在轻载时的各项数据，判定其使用性能及寿命，为飞机发动机轴承的选型及开发新型号，提供依据。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的截面剖视示意图；
图3为本实用新型的试验轴系截面剖视示意图；
图4为本实用新型的右支撑轮截面剖视示意图；
图5为本实用新型的左支撑轮截面剖视示意图；
图6为本实用新型试验过程的轴承温度折线图；
图7为本实用新型试验过程的电流数据折线图；
图8为本实用新型试验过程的轴承振动折线图；
图中标记：A、试验台主体，B、轴向加载系统，C、径向加载系统，D、润滑系统，E、驱动系统， 1、支撑架，2、左支撑轮，3、右支撑轮, 4、上箱体, 5、试验轴系，6、右端盖，7、空心轴，8、内隔套Ⅰ,9、环套，10、隔套，11、陪试轴承Ⅰ，12、前压盖，13、陪试轴承Ⅱ，14、内隔套Ⅱ,15、试验轴承，16、加载套，17、加载套端盖，18、后压盖，19、胶木堵头，20、轴向加载套，21、轴向油缸, 22、轴向油缸套，23、轴向油缸活塞, 24、环下喷油嘴, 25、轴向油缸盖，26、径向油缸，27、径向油缸活塞, 28、径向加载杆，29、径向油缸盖， 30、联轴节，31、前喷嘴，32、堵头Ⅰ，33、堵头Ⅱ，34、键，35、定位销。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种轴承轻载打滑试验装置，包括：试验台主体A、轴向加载系统B、径向加载系统C、润滑系统D和驱动系统E；所述的试验台主体A包括支撑架1、左支撑轮2、右支撑轮3、上箱体4、试验轴系5和右端盖6；所述的支撑架1为U形支座结构，U形支座的上端分别设置有左支撑轮2和右支撑轮3, 所述的左支撑轮2和右支撑轮3的外圆上分别设置有环形槽，两环形槽的形状和尺寸一致，并且环形槽的尺寸和支撑架1的连接部位相对应，环形槽正好卡在支撑架1的上部左右两侧，支撑架1的上端分别设置有定位销35，对左支撑轮2和右支撑轮3起定位作用，左支撑轮2和右支撑轮3通过螺栓固定在支撑架1上；所述的右支撑轮3上设置有前喷嘴31，前喷嘴31通过螺栓固定在右支撑轮3的右端外圆上，并贯通至右端盖6的通槽内，为陪试轴承Ⅰ11喷油润滑，右支撑轮3的下部设置有贯通的回油孔，其中两个回油孔中分别设置有堵头Ⅰ32、堵头Ⅱ33；所述的试验轴系5设置在右支撑轮3的中心孔中，试验轴系5包括空心轴7、内隔套Ⅰ8、环套9，隔套10、陪试轴承Ⅰ11、前压盖12、陪试轴承Ⅱ13、内隔套Ⅱ14、试验轴承15、加载套16、加载套端盖17和后压盖18，所述的空心轴7为中空的阶梯轴，空心轴7的右侧依次安装有内隔套Ⅰ8、环套9，隔套10、陪试轴承Ⅰ11和前压盖12，前压盖12通过螺栓固定在空心轴7的右侧端面上；空心轴7的左侧依次安装有陪试轴承Ⅱ13、内隔套Ⅱ14、试验轴承15、加载套16、加载套端盖17和后压盖18，空心轴7中段的空心部分设置有胶木堵头19，二者过盈配合；所述的加载套16套装在试验轴承15的外圈上，加载套16和试验轴承15过渡配合连接；所述的试验轴承15和空心轴7过盈配合，试验轴承15在空心轴7上的轴向位置，与加载套16上的环槽的中心相对应，加载套端盖17通过螺栓固定在加载套16的一侧端面上，后压盖18通过螺栓固定在空心轴7的左侧端面上；所述的上箱体4设置在左支撑轮2和右支撑轮3的外圆矩形环槽中，上箱体4与左支撑轮2和右支撑轮3连接部位的尺寸同左支撑轮2和右支撑轮3的矩形环槽尺寸相对应，正好卡在左支撑轮2和右支撑轮3的矩形环槽中，通过螺栓固定在左支撑轮2、右支撑轮3上；所述的右端盖6设置在空心轴7的右端，右端盖6通过螺栓固定在右支撑轮3的右侧端面上。
所述的轴向加载系统B设置在左支撑轮2的左侧，轴向加载系统B包括轴向加载套20、轴向油缸21、轴向油缸套22、轴向油缸活塞23、环下喷油嘴24和轴向油缸盖25，所述的轴向加载套20设置在轴向油缸活塞23和试验轴系5的左端之间，轴向加载套20为U形环结构，U形环的底部设置有与轴向油缸活塞23连接的通孔，其外环上设置有与左支撑轮2连接的键34，并通过键34套装在左支撑轮2中心孔的键槽中；所述的轴向油缸21通过螺栓固定在左支撑轮2的左侧端面上，轴向油缸21内分别安装有轴向油缸套22和轴向油缸活塞23，轴向油缸活塞23的右端安装有环下喷油嘴24，环下喷油嘴24的右端伸入到试验轴系5的左端空心轴7的孔中，为试验轴承15提供润滑油，轴向油缸盖25上连接有压力传感器和比例减压阀。
所述的径向加载系统C设置在上箱体4的中心孔中，径向加载系统C包括径向油缸26、径向油缸活塞27、径向加载杆28和径向油缸盖29，径向加载杆28安装在径向油缸活塞27的底面中心部位，其下端设置在试验轴系5的加载套16的外圆环槽中，径向加载杆27的中心线和试验轴系5上的试验轴承15的滚动体中心及加载套16的环槽中心同轴，径向油缸26通过螺栓固定在上箱体4上，径向油缸盖29上连接有压力传感器和比例减压阀。
所述的润滑系统D设置在轴向加载系统B的下方，润滑系统D包括高温供油系统和调压阀，通过管路和轴向油缸21的连接口连接；所述的驱动系统E设置在试验轴系5的右端，驱动系统E包括联轴节30、电主轴和变频器，电主轴通过联轴节30和空心轴7连接。
本实用新型的具体试验过程为：首先按照飞机发动机轴承在飞机发动机中的安装方式，将试验台主体A的各部件及轴向加载系统B、径向加载系统C、润滑系统D和驱动系统E安装到位，各系统连接好后启动驱动系统E的电主轴，通过联轴节30带动空心轴7旋转，并由变频器控制电主轴的转速，当空心轴7的转速稳定后，通过轴向加载系统B和径向加载系统C的比例减压阀对轴向油缸活塞23和径向油缸活塞27进行加载，控制轴向油缸活塞23和径向油缸活塞27的载荷变化，同时通过压力传感器实时监测试验轴承15的加载情况，此时润滑系统D通过高温供油系统加热功能控制供油温度，又通过调压阀调节试验润滑油的流量，使其达到要求，在试验过程中监控并记录各数据，完成试验轴承15的轻载打滑试验。
本实施案例的试验效果如下：
1 . 磨合试验
正式试验前，既在完成试验轴承15安装并检查试验机运转情况后，进行磨合试验，磨合试验按照表一要求进行，持续30分钟，磨合试验过程中试验机运转正常，振动平稳，各监控数据无异常。
表一 磨合试验载荷谱
| 序号 | 内圈转速r/min | 径向载荷N | 轴向载荷 | 供油油温 | 试验时间min |
| 1 | 12340 | 470 | 1000 | 常温 | 5 |
| 2 | 13460 | 540 | 1000 | 常温 | 5 |
2. 正式试验载荷谱
正式轻载打滑试验的载荷、转速、供油温度及运转时间按照表二载荷谱进行。
表二 轻载打滑试验载荷谱
试验轴承15通过该试验装置，按照主机用户提供的载荷谱进行368小时寿命试验，轴承温升，振动完全满足用户的使用要求。
3.试验过程的数据曲线
3.1轴承温度折线图
轻载打滑试验时供油温度为常温，试验过程的轴承温度折线图如附图6，由附图6可见，在试验过程中轴承温度随试验时间缓慢升温，试验过程中无异常波动，表明轴承在试验过程中温度无异常。
3.2 电流折线图
轻载打滑试验过程中转速不变，试验过程的电流数据折线图如附图7所示，由附图7可见，在试验过程中，电流在64~67A之间波动，电流变化整体平稳，表明试验机运转正常。
3.3轴承振动折线图
本实用新型的试验过程轴承温度折线图如附图8，由附图8可见，在试验过程中，振动检测数据较为稳定，未见异常波动，表明试验过程中运转平稳，工作正常。
结论：
此轴承通过轻载打滑试验装置，完成了轻载打滑试验，在试验过程中轴承工作正常，试验期间、试验后检查轴承滚道和滚动体等工作面，无剥落、无打滑产生的伤痕，轴承旋转灵活，无异常，试验正常结束。
本实用新型未详述部分为现有技术。
Claims (10)
1.一种轴承轻载打滑试验装置，包括：试验台主体（A）、轴向加载系统（B）、径向加载系统（C）、润滑系统（D）和驱动系统（E），其特征是：所述的试验台主体（A）包括支撑架（1）、左支撑轮（2）、右支撑轮（3）、上箱体（4）、试验轴系（5）和右端盖（6）；所述的左支撑轮（2）和右支撑轮（3）分别设置在支撑架（1）的左右两侧，左支撑轮（2）和右支撑轮（3）的外圆上分别设置有矩形环槽，矩形环槽正好卡在支撑架（1）的上部，通过螺栓固定在支撑架（1）上；所述的试验轴系（5）设置在右支撑轮（3）的中心孔中，试验轴系（5）包括空心轴（7）、内隔套Ⅰ（8）、环套（9）、隔套（10）、陪试轴承Ⅰ（11）、前压盖（12）、陪试轴承Ⅱ（13）、内隔套Ⅱ（14）、试验轴承（15）、加载套（16）、加载套端盖（17）和后压盖（18），所述的空心轴（7）右侧依次安装有内隔套Ⅰ（8）、环套（9）、隔套（10）、陪试轴承Ⅰ（11）和前压盖（12），前压盖（12）通过螺栓固定在空心轴（7）的右侧端面上，空心轴（7）的左侧依次安装有陪试轴承Ⅱ（13）、内隔套Ⅱ（14）、试验轴承（15）、加载套（16）、加载套端盖（17）和后压盖（18）；所述的加载套（16）套装在试验轴承（15）的外圈上，加载套端盖（17）通过螺栓固定在加载套（16）的一侧端面上，后压盖（18）通过螺栓固定在空心轴（7）的左侧端面上；所述的上箱体（4）设置在左支撑轮（2）和右支撑轮（3）的上部矩形环槽中，上箱体（4）通过螺栓固定在左支撑轮（2）、右支撑轮（3）上；所述的右端盖（6）设置在空心轴（7）的右端，右端盖（6）通过螺栓固定在右支撑轮（3）的右侧端面上；所述的轴向加载系统（B）设置在左支撑轮（2）的左侧，通过螺栓固定在左支撑轮（2）的左侧端面上；所述的径向加载系统（C）设置在上箱体（4）的中心孔中，通过螺栓固定在上箱体（4）上；所述的润滑系统（D）设置在轴向加载系统（B）的下方，通过管路和轴向加载系统（B）的连接口连接；所述的驱动系统（E）设置在试验轴系（5）的右端。
2.根据权利要求1所述的一种轴承轻载打滑试验装置，其特征是：所述的支撑架（1）为U形支座结构，U形支座的上端分别设置有用于定位左支撑轮（2）和右支撑轮（3）的定位销（35）。
3.根据权利要求1所述的一种轴承轻载打滑试验装置，其特征是：所述的左支撑轮（2）和右支撑轮（3）的矩形环槽形状和尺寸一致，并且矩形环槽的尺寸与上箱体（4）和支撑架（1）的连接部位相对应。
4.根据权利要求1所述的一种轴承轻载打滑试验装置，其特征是：所述的试验轴承（15）与空心轴（7）过盈配合连接，试验轴承（15）在空心轴（7）上的轴向位置，与加载套（16）上的环槽的中心相对应，试验轴承（15）与加载套（16）过渡配合连接。
5.根据权利要求1所述的一种轴承轻载打滑试验装置，其特征是：所述的空心轴（7）为中空的阶梯轴，其中段的空心部分设置有胶木堵头（19），二者过盈配合。
6.根据权利要求1所述的一种轴承轻载打滑试验装置，其特征是：所述的右支撑轮（3）上设置有前喷嘴（31），前喷嘴（31）通过螺栓固定在右支撑轮（3）的右端外圆上，并贯通至右端盖（6）的通槽内，右支撑轮（3）的下部设置有贯通的回油孔，其中两个回油孔中分别设置有堵头Ⅰ（32）、堵头Ⅱ（33）。
7.根据权利要求1所述的一种轴承轻载打滑试验装置，其特征是：所述的轴向加载系统（B）包括轴向加载套（20）、轴向油缸（21）、轴向油缸套（22）、轴向油缸活塞（23）、环下喷油嘴（24）和轴向油缸盖（25），所述的轴向加载套（20）设置在轴向油缸活塞（23）和试验轴系（5）左端之间，轴向加载套（20）为U形环结构，U形环的底部设置有与轴向油缸活塞（23）连接的通孔，其外环上设置有与左支撑轮（2）连接的键（34），轴向加载套（20）通过键（34）套装在左支撑轮（2）中心孔的键槽中；所述的轴向油缸（21）通过螺栓固定在左支撑轮（2）的左侧端面上，轴向油缸（21）内分别安装有轴向油缸套（22）和轴向油缸活塞（23），轴向油缸活塞（23）的右端安装有环下喷油嘴（24），环下喷油嘴（24）的右端伸入到试验轴系（5）的左端空心轴（7）的孔中，轴向油缸盖（25）上连接有压力传感器和比例减压阀。
8.根据权利要求1所述的一种轴承轻载打滑试验装置，其特征是：所述的径向加载系统（C）包括径向油缸（26）、径向油缸活塞（27）、径向加载杆（28）和径向油缸盖（29），所述的径向加载杆（28）安装在径向油缸活塞（27）的底面中心部位，其下端设置在试验轴系（5）的加载套（16）外圆环槽中，径向加载杆（28）的中心线和试验轴系（5）上的试验轴承（15）的滚动体中心及加载套（16）的环槽中心同轴，径向油缸（26）通过螺栓固定在上箱体（4）上，径向油缸盖（29）上连接有压力传感器和比例减压阀。
9.根据权利要求1所述的一种轴承轻载打滑试验装置，其特征是：所述的润滑系统（D）包括高温供油系统和调压阀。
10.根据权利要求1所述的一种轴承轻载打滑试验装置，其特征是：所述的驱动系统（E）包括联轴节（30）、电主轴和变频器，电主轴通过联轴节（30）和试验轴系（5）的空心轴（7）连接。
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| CN201922018682.XU Active CN211121970U (zh) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | 一种轴承轻载打滑试验装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110895199A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-03-20 | 洛阳Lyc轴承有限公司 | 一种轴承轻载打滑试验装置 |
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2019
- 2019-11-21 CN CN201922018682.XU patent/CN211121970U/zh active Active
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