CN211927269U - 船用轴承摇摆试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种船用轴承摇摆试验装置。该测试装置包括摇摆倾斜试验装置，摇摆倾斜试验装置包括试验台，船用轴承摇摆试验装置还包括位于试验台上的空间加载正置式轴承实验台，空间加载正置式轴承实验台包括驱动电机、传动轴、卸荷机构、试验轴、柔性加载装置以及轴承支座，传动轴的一端与驱动电机传动连接、另一端与试验轴承传动连接，卸荷机构用于卸去传动轴的挠曲和振动；试验轴套装滑动轴承；柔性加载装置包括悬吊总装以及沿着悬吊总装外周侧间隔设置的多个升吊机构，悬吊总装内设置有用于装配滑动轴承和试验轴的槽孔结构，升吊机构包括柔性件、第一伸缩缸和第二伸缩缸。本实用新型实现了施加载荷方向的灵活变化，保证了试验结果的准确性。

Description

船用轴承摇摆试验装置

技术领域

本实用新型涉及船舶技术领域，特别是涉及一种船用轴承摇摆试验装置。

背景技术

滑动轴承由于能实现大载荷高速运转，且寿命长，可靠性高，因此在一些大型设备中常用到该类轴承，例如大型船用电机滑动轴承、大型蒸汽叶轮机主轴轴承、核主泵轴承等，随着国民经济的发展，对该类轴承的需求越来越广泛。这类轴承有共同的特点：负载大、转速高、可靠性要求高，属于高端滑动轴承。对该类轴承进行研发时，必须开展全工况的性能试验，为此必须开发全工况的性能试验台,而全工况的性能试验台必须满足负载大、转速高。

但是现有的船用轴承测试设备只能够施加单一方向的载荷，而船舶实际运行过程中，随着船体的摇晃，轴承是会受到各个方向的作用力的，而现有的船用轴承测试设备并不能够满足对轴承多方向施加载荷的检测要求。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种船用轴承摇摆试验装置，以解决现有技术中的空间加载正置式轴承实验台施加载荷方向单一，施加载荷的方向不能灵活调整的技术问题。

本实用新型的一种船用轴承摇摆试验装置的技术方案是：

一种船用轴承摇摆试验装置，包括摇摆倾斜试验装置，所述摇摆倾斜试验装置包括试验台，所述船用轴承摇摆试验装置还包括位于试验台上的空间加载正置式轴承实验台，所述空间加载正置式轴承实验台包括驱动电机、传动轴、卸荷机构、试验轴、柔性加载装置以及轴承支座，所述传动轴的一端与驱动电机传动连接、另一端与试验轴承传动连接，所述卸荷机构用于卸去传动轴的挠曲和振动；所述试验轴用于套装滑动轴承；所述柔性加载装置包括悬吊总装以及沿着悬吊总装外周侧间隔设置的多个升吊机构，所述悬吊总装内设置有用于装配滑动轴承和试验轴的槽孔结构，所述升吊机构包括柔性件、第一伸缩缸和第二伸缩缸，所述柔性件的一端与第一伸缩缸的驱动端连接、另一端用于与悬吊总装连接，所述第二伸缩缸的驱动端朝上并顶撑在柔性件的中间；所述轴承支座有两个，两个轴承支座分别位于试验轴的两端并均与试验轴转动装配，所述轴承支座内设置有中间隔板，所述中间隔板将轴承支座内腔分隔为两个储油腔，所述中间隔板上设置有连通两个储油腔的贯通孔，所述中间隔板上还设置有用于装配支撑轴承的安装孔，所述支撑轴承的外圈与中间隔板止转装配，所述轴承支座上设置有与所述轴承支座内腔连通的进油口和出油口，所述轴承支座内还安装有用于监测试验轴振动的轴振传感器。

作为对上述技术方案的进一步改进，将靠近传动轴一侧的轴承支座设为右轴承支座，另一个设为左轴承支座，所述试验轴从右轴承支座的左右两侧穿出，所述试验轴的左端位于左轴承支座内，所述右轴承支座的左右两侧和左轴承支座的右侧均设置有供试验轴穿过的刮油端盖，各刮油端盖和试验轴之间均设置有用于防止润滑油外泄的收油结构。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述收油结构包括设置在试验轴外周侧的甩油环槽以及设置在刮油端盖上的周向油槽，所述周向油槽的槽口与甩油环槽的槽口相对设置，所述甩油环槽用于在试验轴转动时将外溢的润滑油甩入周向油槽内，所述刮油端盖上还设置有连通周向油槽与储油腔的回油孔。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述刮油端盖上还设置有V型环槽，所述V型环槽的槽口朝向与周向油槽的槽口朝向相同，所述周向油槽的两侧均设置有V型环槽。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述左轴承支座上密封安装有止推端盖，所述止推端盖与左轴承支座上的刮油端盖相对设置。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述轴承支座上安装有防转杆，所述支撑轴承的外圈上设置有供防转杆的端部插入的防转孔。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述储油腔内固定有U型架，所述试验轴从U型架中穿过，所述轴振传感器安装在U型架上。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述进油口的设置位置要高于出油口的设置位置。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述驱动电机的主轴通过同步带与传动轴传动连接，所述驱动电机的底部设置有电机底座，所述驱动电机导向滑移装配在电机底座上，所述电机底座上设置有调整块，所述调整块至少有两个且分为两排，所述驱动电机安装在两排调整块之间，各调整块螺纹装配有调整螺栓，所述驱动电机夹持固定在两排调整螺栓之间。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述摇摆倾斜试验装置包括底板，所述底板上转动装配有转动轴线沿上下方向延伸的底座，所述底座上设有用于驱动底座转动的第一驱动机构，所述试验装置还包括位于底座上侧的试验台，所述试验台的四角分别通过伺服伸缩缸与底座连接，所述伺服伸缩缸的上端与试验台球铰连接，所述伺服伸缩缸的下端通过万向接头与所述底座连接，所述试验装置还包括用于约束试验台的辅助支撑，所述辅助支撑下端与底座固定连接，上端与试验台连接，所述试验台包括框架以及转动装配在所述框架内的摆动平台，所述摆动平台的转动轴线沿前后方向延伸，所述框架上设有用于驱动摆动平台转动的第二驱动机构以及制动摆动平台的制动机构。

本实用新型提供了一种船用轴承摇摆试验装置，与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型的船用轴承摇摆试验装置能够实现横摇、纵摇、艏摇以及倾斜，能够更加真实的模拟船用轴承各种使用场景，为船用轴承的设计和制造提供依据。在试验过程中，通过调节第一伸缩缸和第二伸缩缸的伸缩量即可实现对各柔性件牵引力的调整，而各柔性件牵引力所形成的合力也会随着变化调整，从而实现了施加载荷方向的灵活变化，方便了对滑动轴承的检测。另外，本实用新型中通过设置卸荷机构和传动轴，使得驱动机构所造成的挠曲和振动能够减弱，而不会直接传递给试验轴，这样保证了试验结果的准确性。本实用新型中在轴承支座上设置有进油口、出油口、储油腔等，使得支撑轴承和试验轴能够采用循环油路进行润滑，提升了润滑效果。

附图说明

图1是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置的结构示意图一；

图2是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置的结构示意图二；

图3是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的试验台的结构示意图；

图4是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的伺服液压缸的结构示意图；

图5是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的虎克铰的结构示意图；

图6是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的底座与底板的装配示意图；

图7是图6中的底座与底板的剖视图；

图8是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的底板的结构示意图；

图9是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的底座的结构示意图；

图10是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的驱动机构的结构示意图；

图11是图10中的电机和减速机的结构示意图；

图12是图10中的转轴的结构示意图；

图13是图10中的连接套、平面轴承以及连接环的装配示意图；

图14是图10中的连接套的结构示意图；

图15是图10中的连接环的结构示意图；

图16是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的试验台的结构示意图一；

图17是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的试验台的结构示意图二；

图18是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的试验台的结构示意图三；

图19是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的辅助支撑的结构示意图；

图20是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的龙门支架与柔性牵引机构的结构示意图；

图21是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的摇摆倾斜试验装置中的柔性牵引机构的结构示意图；

图22是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的空间加载正置式轴承实验台的整体结构示意图；

图23是图22中A处的局部放大图；

图24是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的空间加载正置式轴承实验台的整体结构俯视图；

图25是图24中B-B处剖视示意图；

图26是图25中轴承支座内部结构的放大示意图；

图27是图25中C处放大示意图；

图28是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的空间加载正置式轴承实验台的部分结构立体示意图；

图29是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的空间加载正置式轴承实验台的柔性加载装置立体示意图；

图30是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的空间加载正置式轴承实验台的升吊机构立体示意图；

图31是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的空间加载正置式轴承实验台的悬吊总装立体示意图；

图32是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置中的空间加载正置式轴承实验台的悬吊总装剖视示意图；

图33是本实用新型的船用轴承摇摆试验装置的结构示意图；

图中：1、底板；2、底座；3、空气弹簧；4、标杆；5、电机；6、蜗轮蜗杆减速机；61、插孔；7、减速机固定座；8、转轴；81、小径段；82、大径段；83、连接法兰；84、连接键；9、固定板；10、连接套；101水平部；102、竖直部；11、平面推力球轴承；12、连接环；121、凸沿；13、安装板；14、台阶孔；15、固定块；16、试验台；161、固定孔；17、伺服液压缸；18、第二虎克铰；181、第二下铰座；182、第二连接杆；183、第二上铰体；19、垫块；20、支撑板；21、球头座；22、固定孔；23、避让槽；24、穿孔；25、龙门支架；251、支架立柱；252-贯通孔；253-支架横梁；26、柔性牵引机构；261-横向牵引机构；262-纵向牵引机构；263-滚轮结构；264-滑动滚轮；265-限位罩；266-长度调节结构；267-转动装配结构；27、摆动平台；28、连接座；29、销轴；30、电机；31、制动器；32、制动盘；33、第一轴承组；34、第二轴承组；35、支撑架；36、伸缩杆；37、第一下铰座；38、第一连接杆；39、第一上铰体；40、驱动电机；41、同步带；42、卸荷机构；43、右轴承支座；44、左轴承支座；45、柔性加载装置；46、调整块；47、调整螺栓；48、固定螺栓；49、试验轴；50、悬吊总装；51、传动轴；52、电机底座；53、止推端盖；54、中间隔板；55、贯通孔；56、U型架；57、储油腔；58、防转杆；59、支撑轴承；60、甩油环槽；61、周向油槽；62、V型环槽；63、回油孔；64、出油口；65、进油口；66、升吊机构；67、升吊底座；68、第二伸缩缸；69、第一伸缩缸；70、缓冲件；71、拉力传感器；72、柔性件；73、第一滑轮组件；74、第二滑轮组件；75、导向板；76、悬吊底架；77、槽孔结构；78、外壳；79、支撑台；80、内衬；81、滑动轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的船用轴承摇摆试验装置的具体实施例，包括摇摆倾斜试验装置以及空间加载正置式轴承实验台。

如图1、图2所示，摇摆倾斜试验装置包括底板1、底座2、第一驱动机构以及试验台16。其中，底座2转动装配在底板1上，且底座2的转动轴线沿上下方向延伸，第一驱动机构用于驱动底座2相对于底板1转动。底座2上固定连接有两个平行间隔布置的固定块15，固定块15的两端分别固定连接有向上延伸的伺服伸缩缸，优选的，伺服伸缩缸为伺服液压缸17。伺服液压缸17的上端与试验台16连接。

具体的，伺服液压缸17的下端通过第二虎克铰18与底座固定连接，以使伺服液压缸17在伸缩时能够在一定角度内发生摆动。参照图4、图5所示，第二虎克铰18包括第二下铰座181、第二上铰体183以及第二连接杆182，第二下铰座181固定连接在固定块上。第二下铰座181包括两个平行的连接耳，连接耳上具有铰接孔。第二连接杆182通过铰接杆铰接在两个连接耳之间。第二上铰体183具有两个，两个第二上铰体183铰接在第二连接杆182的两侧，第二上铰体183与第二连接杆182的转动轴线和第二连接杆182与第二下铰座181的转动轴线相垂直。第二上铰体183通过螺栓固定连接在伺服液压缸17的下端。

参照图3所示，伺服液压缸17的上端与试验台16下侧球铰连接，具体的，伺服液压缸17的上端具有螺柱，螺柱上螺纹连接有球头。与球头相匹配的球头座21具有两个耳部，耳部上开设有固定孔22，试验台16的下侧具有与固定孔对应的固定孔161。

伺服液压缸17上安装有位移传感器，伺服液压缸17伸缩时，位移传感器能够检测伺服液压缸17的伸缩长度，从而能够准确控制伺服液压缸17的伸缩长度。

如图6、图7、图8所示，底板1包括框架以及固定连接在框架上侧的面板，面板的中心位置处具有贯穿面板上下两侧的通孔，通孔内固定连接有安装板。安装板上开设有贯穿安装板上下两侧的台阶孔14，台阶孔14的台阶上安装有多个固定螺栓，面板于台阶孔14的两侧分别固定连接有向上延伸的标杆4。

参照图9所示，底座2包括框架以及包裹在框架外侧的外板，上侧外板的中心位置处具有贯穿底座2上下两侧的穿孔24，穿孔24与底板1上的台阶孔14对应贯通。外板于穿孔24的两侧分别具有供底板1上的标杆4向上穿出的避让槽。

本实施例中，底座2与底板1通过轴承转动装配。具体的，底板1的穿孔内安装有固定板9，固定板9的中心开设有穿孔，固定板9的下侧通过螺栓固定连接有连接套10。如图14所示，连接套10为T形结构，T形的连接套10包括水平部101和竖直部102，水平部101上具有周向布置的多个上下贯穿水平部101的固定孔，固定孔内穿装有用于与固定板9连接的螺栓。连接套10的中心孔与固定板9的穿孔等径贯通。连接套10的竖直部102上套装有平面轴承，优选的，平面轴承为平面推力球轴承11。平面推力球轴承11的上端面与连接套10的水平部101通过螺栓固定连接。

底板1的台阶孔14内通过螺栓固定连接有连接环12，如图13、15所示，连接环12嵌装在台阶孔14的大径段内，连接环12的中心具有与台阶孔14的小径段等径贯通的中心孔。连接套10的竖直部102嵌装在连接环12的中心孔和台阶孔14的小径段内。连接环12的外周壁上具有向上延伸的凸沿13，凸沿13与连接套10之间具有环空。平面推力球轴承11的下端嵌入至环空内，平面推力球轴承11的下端面与连接环12通过螺栓固定连接。底座2于平面推力球轴承11的上端面相对固定，底板1与平面推力球轴承11的下端面相对，从而实现底座2于底板1的转动装配。

本实施例中，第一驱动机构包括电机5、减速机以及转轴8。如图10、图11、图12所示，电机5与减速机传动连接，减速机为蜗轮蜗杆减速机6。蜗轮蜗杆减速机6通过减速机固定座7固定连接在底座2上，减速机固定座7包括底板1、立板以及连接在底板1和立板之间的加强板。底板1上具有与底座2固定连接的连接孔，立板上具有与蜗轮蜗杆减速机6固定连接的固定孔。蜗轮蜗杆减速机6与转轴8通过键连接，蜗轮蜗杆减速机6的输出端具有插孔61，插孔61内具有键槽，转轴8上具有与键槽相匹配的连接键84。本实施例中，转轴8为变径轴，转轴8包括大径段、小径段以及固定连接在大径段端部的连接法兰83。转轴8的小径段与蜗轮蜗杆减速机6止转配合，键槽轴向设置在转轴8的小径段上。大径段插入至连接套10内。底板1的下端固定连接有固定板，固定板的中部具有与转轴8下侧的定位凸起相匹配的定位孔，固定板上具有与连接法兰83的连接孔相应贯通的固定孔，连接法兰83与固定板通过螺栓固定，实现转轴8与底板1固定连接。

本实施例中，避让槽为弧形避让槽，以使得驱动机构驱动底座2转动时，标杆4能够在底座2内移动。底座2上的两个弧形避让槽23的开口相对布置，避让槽23的槽沿上固定连接有标尺，底座2与底板1未发生相对转动时，标杆4与标尺上的零度相对应。

本实施例中，底座2与底板1均为矩形结构，矩形的底板1的四角处分别安装有空气弹簧3。底板1的下侧设置有支撑板20，支撑板对应空气弹簧3的位置处具有垫块19。

参照图16、图17、图18、图19所示，试验台包括框架以及转动装配在框架内的摆动平台27，摆动平台27的转动轴线沿前后方向延伸。本实施例中框架为矩形框，摆动平台27则为矩形板状，框架的前后两侧分别设置有第一驱动机构和制动机构。本实施例中第一驱动机构包括电机30和减速器31，减速器31具体为蜗轮蜗杆减速器，第一驱动机构安装在框架的前端，电机30和减速器31之间传动连接，减速器31的输出轴和摆动平台27之间连接有第一转轴部，第一转轴部即为一根传动轴，第一转轴部用于朝向摆动平台27的一侧采用法兰盘与摆动平台27进行连接。本实施例中制动机构安装在框架的后端，制动机构包括制动盘32和制动器31。本实施例中，第二转轴部也为一根传动轴，第二转轴部的一端通过法兰盘与摆动平台27连接固定，制动盘32则一体设置在第二转轴部的另一端，当摆动平台27摆动设定角度后，通过将制动器31夹紧固定制动盘32即可实现对摆动平台27摆动角度的固定。

本实施例中，摆动平台27的前后两端还分别设置有第一轴承组33和第二轴承组34，第一轴承组33包括轴承外壳以及安装在轴承外壳内的轴承，第一转轴部和第二转轴部均转动装配在对应的轴承组内。具体的，第一轴承组33用于支撑第一转轴部的中部位置，第二轴承组34用于支撑第二转轴部的中部位置。本实施例中第一转轴部和第二转轴部同轴设置，这样摆动平台27会绕着第一转轴部和第二转轴部转动。在其他实施例中第一转轴部和第二转轴部也可设置在同一根传动轴上。本实施例中在摆动平台27的前后两端还固定有端板结构，端板结构即为设置在摆动平台27前后两端的安装板，两个端板结构均与摆动平台27垂直布置，端板结构的设置增大了摆动平台27的端面面积，从而方便了第一转轴部与摆动平台27、第二转轴部与摆动平台27的法兰连接。

本实施例中，框架的前后两端均设置有门架结构，门架结构即为安装在平台框架前后两端的门字型的连接架，门架结构的设置主要用于与拉拽动试验台的绳索固定连接，绳索的设置主要是悬吊动试验台，避免在伺服液压缸失效时动试验台下落的情况。

本实施例中，框架的左右两侧均设置有一个连接座28，连接座28的横截面为等腰梯形，连接座28上设置有供销轴29插入的固定孔。当试验台不使用时，通过在各固定孔中插入销轴29，然后将各销轴29再通过螺钉或螺栓与龙门支架25固定连接，试验台即可被各销轴29挡止在设定位置处。

为了方便对摆动平台27摆动角度的测量，本实施例中在制动盘32上设置有弧形标尺，在框架上设置有用于指示弧形标尺的刻度的指示针，当制动盘32随着第二转轴部转动时，弧形标尺也会转动，通过读取指示针所指的数值即可测量出摆动平台27的摆动角度。

本实施例中摆动平台27包括平板结构以及固定在平板结构底部的加强结构，平板结构即为矩形平板，加强结构即为焊接固定在矩形平板底部的加强筋。

为了增强结构的稳定性，底座上还固定连接有辅助支撑。辅助支撑包括伸缩杆36以及支撑在伸缩杆36底部的支撑架35，支撑架35的底部通过螺钉与底座固定连接，伸缩杆36和支撑架35之间通过法兰盘连接固定，伸缩杆36的顶部通过第一虎克铰与摆动平台27连接固定。第一虎克铰包括第一下铰座37、第一上铰体39以及第一连接杆38，第一下铰座37与伸缩杆36固定连接，第一上铰体39与摆动平台27固定连接，第一连接杆38的上端与第一上铰体39铰接，下端与第一下铰座37铰接，第一连接杆38与第一下铰座37的转动轴线和第一连接杆38与第一上铰体39的转动轴线相垂直。第一虎克铰使得摆动平台27能够绕着辅助支撑的顶部进行左右方向和前后方向的摆动。本实施例中，伸缩杆36为千斤顶。第一虎克铰约束保证试验台始终是绕着中心位置进行摇摆。在整个试验平台安装过程当中，伸缩杆可以预调整整个动平台高度位置，一旦完成调整，可以采用螺栓锁紧装置锁住。

参照图20、图21所示，底座上固定连接有龙门支架25，龙门支架25上滑动装配有柔性牵引机构26。柔性牵引机构26包括牵引绳索以及设置在牵引绳索两端的转动装配结构267，转动装配结构267用于与试验台转动装配，各转动装配结构267和牵引绳索之间还设置有长度调节结构266，长度调节结构266用于调整柔性牵引机构26的整体长度、以实现柔性牵引机构26松紧度的调整。

龙门支架25包括两个相对设置的支架立柱251以及横在两个支架立柱251之间的支架横梁253。本实施例中，支架横梁253为工字钢，两个支架立柱251均为三角型框架，各支架立柱251均由矩形钢材焊接成型，支撑立柱包括等腰三角型样式的外边框以及焊接在外边框内的多个内支撑。柔性牵引机构26共设置有两个，两个柔性牵引机构26按照延伸方向的不同可以分为横向牵引机构261和纵向牵引机构262，其中横向牵引机构261沿着支架横梁253的延伸方向进行设置，纵向牵引机构262则垂直于支架横梁253进行设置。

本实施例中，柔性牵引机构26包括牵引绳索，牵引绳索具体为钢丝绳，柔性牵引机构26还包括设置在牵引绳索两端的转动装配结构267和长度调节结构266。长度调节结构266和牵引绳索之间、长度调节结构266和转动装配结构267之间均通过挂环进行连接。转动装配结构267包括转轴以及设置在转轴上的多个轴承，试验台上设置有供转动装配结构267穿过的安装孔，另外，为了避免转轴从安装孔内脱出的情况，转轴的外侧套设有套管，套管的外周侧为台阶状，不同直径的轴承即对应设置在套管的不同直径处，对应的，安装孔也为台阶孔。本实施例中，转轴的一端设置有挂环，转轴的外周侧设置有外螺纹，转轴通过螺纹装配的方式与套管连接固定，安装的过程中首先将各轴承放入安装孔内，然后将套管从安装孔孔径较大的一侧插入安装孔内，转轴则从安装孔孔径较小的一侧旋入套管内，最后在安装孔孔径较大的一端固定上端盖即可，端盖的安装方式采用螺钉固定，端盖能够对轴承和套管的端部挡止限位，从而避免了转动装配结构267从安装孔内脱出的情况。

本实施例中，长度调节结构266包括螺纹套以及螺纹装配在螺纹套内的螺纹柱。螺纹套内设置有内螺纹，螺纹套的两端均螺纹装配有一根螺纹柱，各螺纹柱位于螺纹套外侧的端部均设置有挂环。当需要调整长度时，通过旋拧螺纹套或螺纹柱即可。

由于牵引绳索是滑动装配在龙门支架25上的，为了降低牵引绳索与龙门支架25的摩擦作用，本实施例中在龙门支架25上还设置有滚轮结构263，滚轮结构263包括滑动滚轮以及设置在滑动滚轮外周侧的限位罩265，滑动滚轮为凹轮，即滑动滚轮的外周面上设置有供牵引绳索横向插入的环形凹槽。本实施例中限位罩265为U型槽状，限位罩265和滑动滚轮之间形成供牵引绳索穿过的空隙。限位罩265的设置能够避免牵引绳索从滚轮结构263处脱出，保证了运行的安全性和稳定性。纵向牵引机构262对应设置有一个滚轮结构263，该滚轮结构263设置在支架横梁253的中间位置处，而横向牵引机构261则对应设置有四个滚轮结构263，其中两个滚轮结构263设置在支架横梁253的两端位置处，剩余两个滚轮结构263则分别设置在对应的支架立柱251上。

由于横向牵引机构261的两端需要绕开支架立柱251与试验台连接，为了方便横向牵引机构261的连接，各支架立柱251上均设置有贯通孔252，由于本实施例中支架立柱251为三角型框架结构，支架立柱251内部的空隙(通孔)即构成贯通孔252。

本实施例中，如图22至图33所示，空间加载正置式轴承实验台包括驱动电机40、传动轴51、卸荷机构42、试验轴49、柔性加载装置45以及轴承支座，所述传动轴51的一端与驱动电机40传动连接、另一端与试验轴49承传动连接，所述卸荷机构42用于卸去传动轴51的挠曲和振动；所述试验轴49用于套装滑动轴承81；所述柔性加载装置45包括悬吊总装50以及沿着悬吊总装50外周侧间隔设置的多个升吊机构66，所述悬吊总装50内设置有用于装配滑动轴承81和试验轴49的槽孔结构77，所述升吊机构66包括柔性件72、第一伸缩缸69和第二伸缩缸68，所述柔性件72的一端与第一伸缩缸69的驱动端连接、另一端用于与悬吊总装50连接，所述第二伸缩缸68的驱动端朝上并顶撑在柔性件72的中间；所述轴承支座有两个，两个轴承支座分别位于试验轴49的两端并均与试验轴49转动装配，所述轴承支座内设置有中间隔板54，所述中间隔板54将轴承支座内腔分隔为两个储油腔57，所述中间隔板54上设置有连通两个储油腔57的贯通孔55，所述中间隔板54上还设置有用于装配支撑轴承59的安装孔，所述支撑轴承59的外圈与中间隔板54止转装配，所述轴承支座上设置有与所述轴承支座内腔连通的进油口65和出油口64，所述轴承支座内还安装有用于监测试验轴49振动的轴振传感器。

具体而言，本实施例中驱动电机40为伺服电机，驱动电机40的底部设置有电机底座52，本实施例中驱动电机40的主轴与传动轴51传动连接，传动连接方式具体为同步带41传动，即驱动电机40的主轴上设置有大带轮，传动轴51的对应端部则设置有小带轮，大带轮的直径要大于小带轮，同步带41同时缠绕在大带轮和小带轮外周侧。当驱动电机40主轴转动时，大带轮会带动同步带41转动，而同步带41又会带动小带轮转动，从而实现对传动轴51的转动驱动。本实施例中由于大带轮的直径要大于小带轮，小带轮的转动角速度要快于大带轮。

为了减弱驱动电机40的振动，本实施例中在驱动电机40和电机底座52的之间设置有隔振垫，隔振垫设置有四个，四个隔振垫分别位于驱动电机40的四个底部边角位置，本实施例中隔振垫具体为橡胶垫。本实施例中驱动电机40通过固定螺栓48和固定螺母安装在电机底座52上，驱动电机40的四个底部边角位置均安装有固定螺栓48。本实施例中电机底座52上设置有供固定螺栓48穿过的长孔，与固定螺栓48相对应的，本实施例中在电机底座52上设置有四个长孔，各长孔均与驱动电机40主轴的延伸方向垂直设置，这样固定螺栓48可以在长孔内横向滑动，从而实现驱动电机40位置的移动。当驱动电机40位置调整到位后，为了实现对驱动电机40位置的固定，本实施例中在电机底座52上还焊接固定有四个调整块46，四个调整块46分为两排，驱动电机40即安装在两排调整块46之间，本实施例中在各调整块46上均螺纹装配有一根调整螺栓47，各调整螺栓47均沿着长孔的延伸方向延伸设置，当驱动电机40沿着各长孔调整完毕后，通过将驱动电机40两侧的调整螺栓47旋转至于驱动电机40顶压接触的位置处即可，这样通过两侧调整螺栓47的夹持固定即可实现对驱动电机40位置的固定。需要说明的是，由于驱动电机40的主轴与传动轴51之间通过同步带41传动连接，当需要调整同步带41的松紧时，通过将驱动电机40沿着长孔进行移动即可，当移动到位后，将驱动电机40两侧的调整螺栓47旋转至于驱动电机40顶压接触即可。

本实施例中传动轴51即为一根传动杆，传动杆的一端与同步带41传动连接、另一端通过联轴器与试验轴49传动连接。由于同步带41会向传动轴51施加侧向的作用力，为了避免传动轴51弯曲较大的情况，本实施例中在传动轴51处还安装有卸荷机构42。卸荷机构42包括卸荷轴承座和卸荷底座，卸荷轴承座安装在卸荷底座上。卸荷轴承座内安装有卸荷轴承，卸荷轴承具体为角接触球轴承，本实施例中卸荷轴承有两个，卸荷轴承座上设置有用于安装两个卸荷轴承的卸荷安装孔，在卸荷安装孔的两端还分别安装有前密封盖和后密封盖，两个卸荷轴承夹持在前密封盖和后密封盖之间。本实施例中两个卸荷轴承之间间隔一定间距，传动轴51的外周侧则套置有用于分隔两个卸荷轴承的隔套。本实施例中传动轴51穿设在两个卸荷轴承的内圈内，通过卸荷轴承的径向限位作用弱化了同步带41的拉力和振动。

本实施例中试验轴49即为一根转动杆，试验轴49的一端与传动轴51传动连接。本实施例中试验轴49和传动轴51同轴设置，为了将试验轴49保持在设定位置处，本实施例中还包括两个轴承支座，为方便描述，本实施例中将靠近传动轴51一侧轴承支座称为右轴承支座43，将另一个轴承支座称为左轴承支座44。

本实施例中左轴承支座44的内部为中空，左轴承支座44内安装有支撑轴承59，试验轴49的左端从左轴承支座44的右侧穿入，然后穿过支撑轴承59的内圈，本实施例中试验轴49的左端位于左轴承支座44内，为了起到密封效果，本实施例中在左轴承支座44的左侧安装有止推端盖53，止推端盖53通过螺钉密封安装，本实施例中止推端盖53还用于与试验轴49的左端发生挡止、以避免试验轴49从左轴承支座44中伸出。

本实施例中在左轴承支座44的空腔内设置有中间隔板54，中间隔板54将左轴承支座44分为左右两个储油腔57，中间隔板54上设置有用于安装支撑轴承59的安装孔，为了实现对支撑轴承59的约束，本实施例中在支撑轴承59的外圈上设置有环形凹槽，装配时，中间隔板54会部分嵌入环形凹槽内。为了进一步实现对支撑轴承59的约束，本实施例中在左轴承支座44上还安装有防转杆58，防转杆58螺纹装配在左轴承支座44上，支撑轴承59的外圈上则设置有供防转杆58的端部插入的防转孔，通过防转杆58和防转孔孔壁的挡止限位实现对支撑轴承59的约束。

本实施例中两个储油腔57内用于存储润滑油，为了实现润滑油的循环流动，本实施例中在左轴承支座44上设置有进油口65和出油口64，为了方便润滑油的回流，本实施例中进油口65的设置位置要高于出油口64的设置位置。另外，为了实现两个储油腔57的连通，本实施例中在中间隔板54上还设置有贯通孔55。检测过程中，润滑油从进油口65流入左轴承支座44内，然后从出油口64回流至润滑油箱中，从而实现了循环润滑。

为了避免润滑油沿着试验轴49溢出的情况，本实施例中在左轴承支座44上还安装有刮油端盖，刮油端盖与止推端盖53相对设置，刮油端盖内设置有供试验轴49穿过的通孔，刮油端盖和试验轴49之间设置用于防止润滑油外泄的收油结构。本实施例中收油结构包括设置在试验轴49外周侧的甩油环槽60以及设置在刮油端盖上的周向油槽61，周向油槽61的槽口与甩油环槽60的槽口相对设置，本实施例中周向油槽61的截面尺寸要远大于甩油环槽60的截面尺寸。周向油槽61的截面为矩形，甩油环槽60的截面为V型，周向油槽61的槽口将甩油环槽60的槽口罩在内侧。本实施例中在刮油端盖上还设置有将周向油槽61和储油腔57连通的回油孔63。本实施例中润滑油会沿着试验轴49流动，当流动至刮油端盖处时，设置在沿轴上的甩油环槽60会在离心力的作用下将外溢的润滑油甩入周向油槽61内，然后润滑油会经由再次回流至储油腔57内。本实施例中在刮油端盖上还设置有两个V型环槽62，两个V型滑槽分别位于周向油槽61的左右两侧并与周向油槽61并行设置，即V型环槽62的槽口朝向与周向油槽61的槽口朝向相同。两个V型环槽62能够起到存储润滑油的作用，从而增强了试验轴49和刮油端盖之间的密封性。

为了实现对试验轴49两端振动的监测，本实施例中在左轴承支座44的其中一个储油腔57内安装有一个U型架56，试验轴49从U型架56的中间穿过，U型架56的顶部螺纹固定有轴振传感器，本实施例中轴振传感器具体为电涡流传感器。需要说明的是，本实施例中在右轴承支座43内也安装有一个电涡流传感器，两个电涡流传感器能够分别对试验轴49两端的轴振进行监测。

本实施例中右轴承支座43的内部结构和左轴承支架的内部结构相同且镜像对称设置，本实施例中不再详述，右轴承支座43与左轴承支座44的区别在于，为了使得试验轴49能够从左轴承支座44内穿过，本实施例中在右轴承支座43的左右两侧均设置有一个刮油端盖，由于右轴承支座43的刮油端盖和左轴承支座44的刮油端盖结构相同，本实施例中也不再详述。

本实施例中柔性加载装置45包括悬吊总装50以及沿着悬吊总装50外周侧间隔设置的多个升吊机构66；升吊机构66有四个，四个升吊机构66分别设置在悬吊总装50的四个方位，悬吊总装50则位于四个升吊机构66的中心位置。

本实施例中各升吊机构66均包括并行布置的第一伸缩缸69和第二伸缩缸68，第一伸缩缸69和第二伸缩缸68均沿着竖直方向延伸布置且驱动端均位于顶部，本实施例中第一伸缩缸69和第二伸缩缸68均为液压式伸缩缸，在其他实施例中第一伸缩缸69和第二伸缩缸68也可以为电动推杆、气缸等。本实施例中第一伸缩缸69的尺寸规格要小于第二伸缩缸68的尺寸规格，第二伸缩缸68位于悬吊总成和第一伸缩缸69之间。本实施例中柔性件72为钢丝绳，在其他实施例中柔性件72也可以为麻绳、链条、高强度碳纤维绳等。柔性件72的一端与第一伸缩缸69的驱动端连接固定，另一端用于与悬吊总成连接，本实施例中第二伸缩缸68顶撑在柔性件72的中间位置，由于第二伸缩缸68的尺寸规格较大，柔性件72整体呈现出中间向上凸起、两端向下延伸的拱形形状。

由于柔性件72要拉动悬吊总成移动，为了避免了悬吊总成和柔性件72之间刚性拉拽的情况，本实施例中在柔性件72和悬吊总成之间安装有缓冲件70，本实施例中缓冲件70为拉簧。在其他实施例中缓冲件70也可以安装在柔性件72和第一伸缩缸69之间的位置处。

为了方便对各柔性件72所施加作用力的观测，本实施例中在缓冲件70和悬吊总成之间还安装有拉力传感器71，拉力传感器71能够实时的监测柔性件72和悬吊总成之间的作用力，从而方便了工作人员及时的获知相应的拉力数据。在其他实施例中拉力传感器71也可以安装在柔性件72和第一伸缩缸69之间等其他位置处。

由于柔性件72要绕过第二伸缩缸68的顶部(驱动端)，为了避免摩擦较大而容易磨损柔性件72的情况，本实施例中在第二伸缩缸68的顶部安装有第一滑轮组件73。为了避免柔性件72容易从第一滑轮组件73上脱离的情况，本实施例中的第一滑轮组件73包括三个滑轮，三个滑轮呈一字型排布，柔性件72则呈波浪型依次绕过对应的滑轮。

为了避免了柔性件72与第二伸缩缸68接触的情况，本实施例中在第二伸缩缸68的缸壁上还安装有第二滑轮组件74。本实施例中第二滑轮组件74仅包括一个滑轮，该滑轮顶撑在第二伸缩缸68和柔性件72之间，从而避免了柔性件72与第二伸缩缸68接触。需要说明的是，为了进一步实现对柔性件72的限位作用，本实施例中各滑轮均为凹轮，即各滑轮的外周面均设置有供柔性件72横向插入的环形凹槽。

由于第一滑轮组件73要随着第二伸缩缸68的伸缩产生上下移动，为了增强导向效果，本实施例中在第二伸缩缸68的缸壁上还安装有导向板75，导向板75也沿着上下方向延伸设置。本实施例中导向板75有两个，两个导向板75对称设置在第二伸缩缸68的两侧，各导向板75内均设置有一个导向槽，第一滑轮组件73的对应两侧则均设置有插入对应导向槽的滑块凸起，滑块凸起可以在导向槽内导向滑行，通过滑块凸起和导向槽的限位作用增强了导向效果。

本实施例中悬吊总成包括内衬80和外壳78，其中内衬80安装在外壳78的内侧。由于悬吊总成内要安装滑动轴承81，为了方便滑动轴承81的安装，本实施例中内衬80和外壳78均为分体可拆设置。具体的，本实施例中悬吊总成为圆球状，外壳78对应为圆球外壳78，内衬80也为圆球结构。本实施例中外壳78包括均为半球状的上下两部分，内衬80也包括均为半球状的上下两部分。外壳78的两部分之间通过螺栓连接固定，内衬80的两部分之间也通过螺栓连接固。本实施例中内衬80能够在外壳78内进行转动，为了实现对转动方向的限制，本实施例中在内衬80的外周面设置有长条形凸起，外壳78的内壁上则对应设置有供长条形凸起横向插入的引导槽。

本实施例中内衬80内设置有用于安装滑动轴承81及试验轴49的槽孔结构77。本实施例中槽孔结构77包括设置在内衬80内壁上的一圈环形凹槽，还包括同时贯穿内衬80和外壳78的圆形通孔。当安装滑动轴承81时，通过将滑动轴承81横向插入一半内衬80部分的环形凹槽内，然后将另一半内衬80扣合即可。试验轴49也会对应扣合在圆形通孔内。

本实施例中各悬吊总成和各拉力传感器71之间均通过球铰的方式连接，球铰包括球壳和圆球，本实施例中球壳的外形为圆柱状，球壳与拉力传感器71固定连接，圆球则与悬吊总成的外壳78固定连接。

为了避免在非检测时柔性件72需要拉拽悬吊总成的情况，本实施例中在悬吊总成的下方设置有支撑台79，支撑台79的顶面上设置有与悬吊总成的底部外形相匹配的限位凹槽。由于本实施例中悬吊总成为圆球状，对应的，本实施例中限位凹槽也为曲面凹槽。

本实施例中在支撑台79的底部还安装有悬吊底架76，本实施例中悬吊底架76、左轴承支座44、右轴承支座43均安装同一基板上。本实施例中在各升吊机构66的底部还均安装有升吊底座67。

本实用新型的工作过程为：当需要进行检测时，首先将滑动轴承81套装固定在试验轴49上，然后将滑动轴承81和试验轴49安装在悬吊总成的槽孔结构77内，然后通过调节各升吊机构66的第一伸缩缸69和第二伸缩缸68的伸缩量即可实现对应柔性件72所施加拉力的调整，从而实现对滑动轴承81加载力的调整设定，最后启动驱动电机40，驱动电机40即会驱动试验轴49转动，通过观察滑动轴承81的运行情况即可。

需要说明的是，由于实际工况下，轴承所受到的重力方向是始终保持不变的，为了使得模拟检测过程中更加贴合于实际工况，需要保证对试验轴承所施加的作用力效果应始终是沿着竖直方向。本实施例中由于悬吊总成40是通过四根柔性件47施加动态加载作用的，悬吊总成40进行摆动检测时，四根柔性件47会随着进行动态调节，由于悬吊总成的重力方向是保持不变的，这使得四根柔性件47的动态加载合力方向也是始终垂直向上的，从而达到控制加载合力矢量方向的作用，实现了对轴承在动态摇摆试验环境下疲劳、寿命等性能的检测。

综上，本实用新型实施例提供一种船用轴承摇摆试验装置，试验过程中，通过调节第一伸缩缸69和第二伸缩缸68的伸缩量即可实现对各柔性件72牵引力的调整，而各柔性件72牵引力所形成的合力也会随着变化调整，从而实现了施加载荷方向的灵活变化，方便了对滑动轴承81的检测。另外，本实用新型中通过设置卸荷机构42和传动轴51，使得驱动机构所造成的挠曲和振动能够减弱，而不会直接传递给试验轴49，这样保证了试验结果的准确性。本实用新型中在轴承支座上设置有进油口65、出油口64、储油腔57等，使得支撑轴承59和试验轴49能够采用循环油路进行润滑，提升了润滑效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.船用轴承摇摆试验装置，其特征在于：包括摇摆倾斜试验装置，所述摇摆倾斜试验装置包括试验台，所述船用轴承摇摆试验装置还包括位于试验台上的空间加载正置式轴承实验台，所述空间加载正置式轴承实验台包括驱动电机、传动轴、卸荷机构、试验轴、柔性加载装置以及轴承支座，所述传动轴的一端与驱动电机传动连接、另一端与试验轴承传动连接，所述卸荷机构用于卸去传动轴的挠曲和振动；所述试验轴用于套装滑动轴承；所述柔性加载装置包括悬吊总装以及沿着悬吊总装外周侧间隔设置的多个升吊机构，所述悬吊总装内设置有用于装配滑动轴承和试验轴的槽孔结构，所述升吊机构包括柔性件、第一伸缩缸和第二伸缩缸，所述柔性件的一端与第一伸缩缸的驱动端连接、另一端用于与悬吊总装连接，所述第二伸缩缸的驱动端朝上并顶撑在柔性件的中间；所述轴承支座有两个，两个轴承支座分别位于试验轴的两端并均与试验轴转动装配，所述轴承支座内设置有中间隔板，所述中间隔板将轴承支座内腔分隔为两个储油腔，所述中间隔板上设置有连通两个储油腔的贯通孔，所述中间隔板上还设置有用于装配支撑轴承的安装孔，所述支撑轴承的外圈与中间隔板止转装配，所述轴承支座上设置有与所述轴承支座内腔连通的进油口和出油口，所述轴承支座内还安装有用于监测试验轴振动的轴振传感器。

2.根据权利要求1所述的船用轴承摇摆试验装置，其特征在于：将靠近传动轴一侧的轴承支座设为右轴承支座，另一个设为左轴承支座，所述试验轴从右轴承支座的左右两侧穿出，所述试验轴的左端位于左轴承支座内，所述右轴承支座的左右两侧和左轴承支座的右侧均设置有供试验轴穿过的刮油端盖，各刮油端盖和试验轴之间均设置有用于防止润滑油外泄的收油结构。

3.根据权利要求2所述的船用轴承摇摆试验装置，其特征在于：所述收油结构包括设置在试验轴外周侧的甩油环槽以及设置在刮油端盖上的周向油槽，所述周向油槽的槽口与甩油环槽的槽口相对设置，所述甩油环槽用于在试验轴转动时将外溢的润滑油甩入周向油槽内，所述刮油端盖上还设置有连通周向油槽与储油腔的回油孔。

4.根据权利要求3所述的船用轴承摇摆试验装置，其特征在于：所述刮油端盖上还设置有V型环槽，所述V型环槽的槽口朝向与周向油槽的槽口朝向相同，所述周向油槽的两侧均设置有V型环槽。

5.根据权利要求2所述的船用轴承摇摆试验装置，其特征在于：所述左轴承支座上密封安装有止推端盖，所述止推端盖与左轴承支座上的刮油端盖相对设置。

6.根据权利要求1所述的船用轴承摇摆试验装置，其特征在于：所述轴承支座上安装有防转杆，所述支撑轴承的外圈上设置有供防转杆的端部插入的防转孔。

7.根据权利要求1所述的船用轴承摇摆试验装置，其特征在于：所述储油腔内固定有U型架，所述试验轴从U型架中穿过，所述轴振传感器安装在U型架上。

8.根据权利要求1所述的船用轴承摇摆试验装置，其特征在于：所述进油口的设置位置要高于出油口的设置位置。

9.根据权利要求1所述的船用轴承摇摆试验装置，其特征在于：所述驱动电机的主轴通过同步带与传动轴传动连接，所述驱动电机的底部设置有电机底座，所述驱动电机导向滑移装配在电机底座上，所述电机底座上设置有调整块，所述调整块至少有两个且分为两排，所述驱动电机安装在两排调整块之间，各调整块螺纹装配有调整螺栓，所述驱动电机夹持固定在两排调整螺栓之间。

10.根据权利要求1所述的船用轴承摇摆试验装置，其特征在于：所述摇摆倾斜试验装置包括底板，所述底板上转动装配有转动轴线沿上下方向延伸的底座，所述底座上设有用于驱动底座转动的第一驱动机构，所述试验装置还包括位于底座上侧的试验台，所述试验台的四角分别通过伺服伸缩缸与底座连接，所述伺服伸缩缸的上端与试验台球铰连接，所述伺服伸缩缸的下端通过万向接头与所述底座连接，所述试验装置还包括用于约束试验台的辅助支撑，所述辅助支撑下端与底座固定连接，上端与试验台连接，所述试验台包括框架以及转动装配在所述框架内的摆动平台，所述摆动平台的转动轴线沿前后方向延伸，所述框架上设有用于驱动摆动平台转动的第二驱动机构以及制动摆动平台的制动机构。

Images