CN211954665U - 一种空间加载悬臂式轴承实验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空间加载悬臂式轴承实验台。该实验台包括柔性加载装置和电机驱动装置，电机驱动装置和柔性加载装置之间传动连接有过渡轴总成，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试验轴承和过渡轴总成的槽孔结构，升吊机构包括柔性件、第一伸缩缸和第二伸缩缸，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，第二伸缩缸的驱动端朝上并顶撑在柔性件的中间。本实用新型的空间加载悬臂式轴承实验台使用时，通过将待检测的轴承套装固定在安装段上，然后通过静态加载机构可以实现对滑动轴承的静态加载，方便了静载工况和动载工况下对滑动轴承的检测。

Description

一种空间加载悬臂式轴承实验台

技术领域

本实用新型涉及轴承性能检测技术领域，特别是涉及一种空间加载悬臂式轴承实验台。

背景技术

船舶在航行过程中会面临横纵摇摆的问题，为了保证船舶正常航行，船舶机械需要具有在横纵摇摆工况下稳定运行的性能，因此，船舶机械在出厂前需要更为严格的性能检测，这其中即包括对船用试验轴承的摇摆试验。

试验轴承的摇摆试验需要借助于专门的检测设备，现有的检测设备大都是通过对试验轴承施加动载荷或静载荷的方式直接进行检测，检测过程中试验轴承的方位不会产生变化，而实际航行过程中试验轴承及穿设在试验轴承内主轴的方位是会随着船舶的横纵摇摆而不断变化的，而现有的检测设备并不能模拟这种试验轴承在施加载荷后方位不断变化的工况，这给试验轴承的模拟检测造成了不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种空间加载悬臂式轴承实验台，用于解决现有技术中用于检测试验轴承的检测设备不能模拟试验轴承在施加载荷后方位不断变化的的工况，使得检测过程与真实工况存在较大差异的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型的一种空间加载悬臂式轴承实验台的技术方案：

一种空间加载悬臂式轴承实验台，包括柔性加载装置和电机驱动装置，所述电机驱动装置和柔性加载装置之间传动连接有过渡轴总成，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试验轴承和过渡轴总成的槽孔结构，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。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述柔性件和悬吊总装之间或柔性件和第一伸缩缸之间还安装有缓冲件和拉力传感器。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述第二伸缩缸的驱动端设置有供柔性件绕过的第一滑轮组件；所述第二伸缩缸的缸壁上设置有供柔性件绕过的第二滑轮组件。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述过渡轴总成包括从内向外依次设置的中心轴、过渡套以及过渡外壳，所述中心轴分为支撑段和安装段，所述过渡套套设在支撑段外侧并与过渡外壳固定，所述中心轴和过渡套之间安装有过渡轴承，所述中心轴长出过渡套和过渡外壳的部分构成所述的安装段，所述安装段用于套装固定试验轴承。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述过渡轴总成的端部设置有端部支撑，所述端部支撑设置在与电机驱动装置相对的另一端，所述端部支撑包括端部支撑轴和端部支撑座，所述端部支撑轴的一端与所述中心轴传动连接、另一端与端部支撑座转动装配，所述端部支撑座内设置有供端部支撑轴插入并供端部支撑轴的端部导向滑行的长孔。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述空间加载悬臂式轴承实验台还包括垫高板，所述端部支撑座和电机驱动装置均安装在所述垫高板上，所述端部支撑座导向滑行装配在垫高板上，所述端部支撑座和垫高板之间安装有用于驱动端部支撑座导向移动的丝杠机构，所述垫高板上还安装有支撑台，所述支撑台位于悬吊总成的底部，所述支撑台上的顶面上设置有与悬吊总装的底部外形相匹配的限位凹槽。

本实用新型提供了一种空间加载悬臂式轴承实验台，与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型的空间加载悬臂式轴承实验台使用时，当对滑动轴承进行检测时，通过将待检测的轴承套装固定在安装段上，然后通过静态加载机构可以实现对滑动轴承的静态加载，通过柔性加载装置可以实现对滑动轴承的动态加载，方便了静载工况和动载工况下对滑动轴承的检测。另外，还可以通过同时启用静态加载机构和柔性加载装置的方式对静载和动载接合工况进行检测，丰富了检测手段，提高了设备检测的通用性。

附图说明

图1是本实用新型的空间加载悬臂式轴承实验台的结构示意图；

图2是本实用新型的空间加载悬臂式轴承实验台的结构剖视图；

图3是图2中过渡轴总成局部剖视放大示意图；

图4是图2中的端部轴承座与中心轴的装配示意图；

图5是本实用新型的空间加载悬臂式轴承实验台中的柔性加载装置的结构示意图；

图6是本实用新型的空间加载悬臂式轴承实验台中的升吊机构的结构示意图；

图7是本实用新型的空间加载悬臂式轴承实验台中的悬吊总成的结构示意图；

图8是图7中的悬吊总成的内部剖视图；

图中：1、悬吊总成；2、升吊机构；3、底部座架；4、第二伸缩缸；5、第一伸缩缸；6、缓冲件；7、拉力传感器；8、柔性件；9、第一滑轮组件；10、第二滑轮组件；11、导向板；12、槽孔结构；13、外壳；14、支撑台；15、内衬；16、试验轴承；17、垫高板；18、支撑台座；19、电机驱动装置；20、丝杠机构；21、端部支撑座；22、中心轴；23、安装段；24、支撑段；25、过渡套；26、过渡轴承；27、端部支撑轴；28、圆柱滚子轴承；29、轴承压盖；30、轴承端盖。

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。

本实用新型的空间加载悬臂式轴承实验台的具体实施例，包括柔性加载装置和电机驱动装置。

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2；所述悬吊总装内设置有用于装配试验轴承16的槽孔结构12，所述升吊机构2包括柔性件8、第一伸缩缸5和第二伸缩缸4，所述柔性件8的一端与第一伸缩缸5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4的驱动端朝上并顶撑在柔性件8的中间。具体而言，本实施例中升吊机构2有四个，四个升吊机构2分别设置在悬吊总装的四个方位，悬吊总装则位于四个升吊机构2的中心位置。

如图6所示，本实施例中，各个升吊机构2均包括并行布置的第一伸缩缸5和第二伸缩缸4，第一伸缩缸5和第二伸缩缸4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5和第二伸缩缸4均为液压式伸缩缸，在其他实施例中第一伸缩缸5和第二伸缩缸4也可以为电动推杆、气缸等。本实施例中第一伸缩缸5的尺寸规格要小于第二伸缩缸4的尺寸规格，第二伸缩缸4位于悬吊总成1和第一伸缩缸5之间。本实施例中柔性件8为钢丝绳，在其他实施例中柔性件8也可以为麻绳、链条、高强度碳纤维绳等。柔性件8的一端与第一伸缩缸5的驱动端连接固定，另一端用于与悬吊总成1连接，本实施例中第二伸缩缸4顶撑在柔性件8的中间位置，由于第二伸缩缸4的尺寸规格较大，柔性件8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8要拉动悬吊总成1移动，为了避免了悬吊总成1和柔性件8之间刚性拉拽的情况，本实施例中在柔性件8和悬吊总成1之间安装有缓冲件6，本实施例中缓冲件6为拉簧。在其他实施例中缓冲件6也可以安装在柔性件8和第一伸缩缸5之间的位置处。

为了方便对各柔性件8所施加作用力的观测，本实施例中在缓冲件6和悬吊总成1之间还安装有拉力传感器7，拉力传感器7能够实时的监测柔性件8和悬吊总成1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7也可以安装在柔性件8和第一伸缩缸5之间等其他位置处。

由于柔性件8要绕过第二伸缩缸4的顶部(驱动端)，为了避免摩擦较大而容易磨损柔性件8的情况，本实施例中在第二伸缩缸4的顶部安装有第一滑轮组件9。为了避免柔性件8容易从第一滑轮组件9上脱离的情况，本实施例中的第一滑轮组件9包括三个滑轮，三个滑轮呈一字型排布，柔性件8则呈波浪型依次绕过对应的滑轮。

为了避免了柔性件8与第二伸缩缸4接触的情况，本实施例中在第二伸缩缸4的缸壁上还安装有第二滑轮组件10。本实施例中第二滑轮组件10仅包括一个滑轮，该滑轮顶撑在第二伸缩缸4和柔性件8之间，从而避免了柔性件8与第二伸缩缸4接触。需要说明的是，为了进一步实现对柔性件8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8横向插入的环形凹槽。

由于第一滑轮组件9要随着第二伸缩缸4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4的缸壁上还安装有导向板11，导向板11也沿着上下方向延伸设置。本实施例中导向板11有两个，两个导向板11对称设置在第二伸缩缸4的两侧，各导向板11内均设置有一个导向槽，第一滑轮组件9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1包括内衬15和外壳13，其中内衬15安装在外壳13的内侧。由于悬吊总成1内要安装试验轴承16，为了方便试验轴承16的安装，本实施例中内衬15和外壳13均为分体可拆设置。具体的，如图7、图8所示，本实施例中，悬吊总成1为圆球状，外壳13对应为圆球外壳13，内衬15也为圆球结构。本实施例中，外壳13包括均为半球状的上下两部分，内衬15也包括均为半球状的上下两部分。外壳13的两部分之间通过螺栓连接固定，内衬15的两部分之间也通过螺栓连接固。本实施例中内衬15能够在外壳13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15的外周面设置有长条形凸起，外壳13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15内设置有用于安装试验轴承16及对应的轴的槽孔结构12。本实施例中槽孔结构12包括设置在内衬15内壁上的一圈环形凹槽，还包括同时贯穿内衬15和外壳13的圆形通孔。当安装试验轴承16时，通过将试验轴承16横向插入一半内衬15部分的环形凹槽内，然后将另一半内衬15扣合即可。试验轴承16的对应轴(即过渡轴总成的安装段23)也会对应扣合在圆形通孔内。

本实施例中，各悬吊总成1和各拉力传感器7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7固定连接，圆球则与悬吊总成1的外壳13固定连接。

为了避免在非检测时柔性件8需要拉拽悬吊总成1的情况，本实施例中在悬吊总成1的下方设置有支撑台14，支撑台14的顶面上设置有与悬吊总成1的底部外形相匹配的限位凹槽。由于本实施例中悬吊总成1为圆球状，对应的，本实施例中限位凹槽也为曲面凹槽，具体如图8所示。

本实施例中在支撑台14的底部还安装有支撑台座18，在支撑台座18的下方还安装有底部座架3。本实施例中在各升吊机构2的底部也安装有底部座架3，第一伸缩缸5和第二伸缩缸4均安装在同一底部座架3上，本实施例中底部座架3起到基础底座的作用。

如图1～图5所示，本实施例中过渡轴总成包括从内向外依次设置的中心轴22、过渡套25以及过渡外壳，中心轴22要长于过渡套25和过渡外壳，中心轴22上可以分为支撑段24和安装段23，其中过渡套25和过渡外壳即套设在支撑段24的外周侧，而安装段23则用于套装固定试验轴承16，本实施例中支撑段24一侧朝向电机驱动装置19。本实施例中过渡外壳内设置有供过渡套25穿过的通孔，过渡套25的一端通过法兰结构与过渡外壳连接固定。本实施例中支撑段24和过渡套25之间安装有两组过渡轴承组，每组均包括两个过渡轴承26，过渡轴承26具体为向心推力球轴承。本实施例中两个过渡轴承组分别安装在支撑段24的两端。本实施例中在同一组的两个过渡轴承26之间设置有轴承隔套，轴承隔套包括套设在一起内轴承隔套和外轴承隔套；在两组过渡轴承组之间安装有中内隔套和中外隔套，其中中内隔套套设在支撑段24和中外隔套之间，中外隔套套设在中内隔套和过渡套25之间。本实施例中在支撑段24的两端还设置有前挡套和后档套，前挡套和后档套将两个过渡轴承组、中内隔套、中外隔套夹持在中间。本实施例中在后挡套的后侧还依次安装有圆形螺母和后端盖，在前挡套的前侧还安装有前端盖，前端盖和后端盖均通过法兰结构与过渡套25的前后两端面连接固定，前端盖和后端盖内还设置有供中心轴22穿出的通孔。本实施例中中心轴22与电机驱动装置19的主轴传动连接，实验过程中，电机驱动装置19会驱动中心轴22转动，而罩设在中心轴22外侧的过渡套25并不转动，支撑段24外侧零件的设置主要起到支撑作用，避免了中心轴22悬伸量较大的情况。

本实施例中，中心轴22的安装段23处于悬伸状态，安装段23的端部设置有端部支撑，端部支撑主要用于对中心轴22的端部进行支撑。本实施例中，端部支撑包括端部支撑轴27和端部支撑座21，本实施例中端部支撑轴27的一端与中心轴22的端部传动连接、另一端与端部支撑座21转动装配，端部轴承座的顶部设置有供端部支撑轴的端部插入的长孔，长孔为盲孔，端部支撑轴和长孔的孔壁之间设置有圆柱滚子轴承28，端部支撑轴27上还设置有轴承压盖29和轴承端盖30，轴承压盖和轴承端盖位于圆柱滚子轴承的两侧并将圆柱滚子轴承夹持限位在中间。本实施例中轴承端盖30上设置有供端部支撑轴27穿过的通孔，轴承端盖30固定在长孔的孔口位置处。本实施例中长孔和端部支撑轴之间能够发生相对滑动，为了方便对端部支撑座21进行位置调整，本实施例中在端部支撑座21和摆动平台之间安装有丝杠机构20。本实施例中在摆动平台上安装有一块垫高板17，端部支撑座21和电机驱动装置19均安装在垫高板17上，本实施例中支撑台和支撑台座18也安装在垫高板17上，支撑台位于悬吊总成1的正下方。本实施例中端部支撑座21导向滑行装配在垫高板17上，丝杠机构20即安装在端部支撑座21和垫高板17之间。

丝杠机构20包括一根丝杠以及螺旋装配在丝杠上的螺母件，螺母件与对应结构安装固定，通过转动丝杠即可实现对螺母件的移动，从而带动相应结构进行移动。本实施例中端部支撑座21即相当于螺母件，端部支撑座21的底部设置有螺纹孔，螺纹孔内螺纹装配有丝杠，丝杠只能发生旋转运动，通过转动丝杠即可实现对端部支撑座21的移动驱动。本实施例中丝杠机构20的丝杠与过渡轴总成的中心轴22平行设置。本实施例中端部支撑座21能够根据实验轴承的尺寸大小调整位置，通过转动丝杠即可，此外，本实施例中端部支撑的设置一定程度上还能够避免中心轴22径向变形量较大的问题。

本实施例中电机驱动装置19即为驱动电机，本实施例中过渡轴总成与电机驱动装置19的主轴传动连接，连接的方式具体为联轴器连接，这样通过电机驱动装置19的转动即可实现对过渡轴总成的转动驱动。为了保证电机驱动装置19的平稳驱动并方便对电机驱动装置19的安装固定，本实施例中在垫高板17上还安装有电主轴座，电主轴座由两块半圆弧型结构拼装而成，电主轴即夹持固定在两块半圆弧结构中间。本实施例中在电机驱动装置19和过渡轴总成的连接位置处还设置有联轴器罩，联轴器罩罩设在联轴器的外侧，从而起到隔离和保护的作用。

本实用新型的工作过程为：首先将试验轴承16套设在中心轴22的安装段23上，然后将试验轴承16和安装段23安装在悬吊总成1的槽孔结构12内，然后通过调节各升吊机构2的第一伸缩缸5和第二伸缩缸4的伸缩量即可实现对应柔性件8所施加拉力的调整，从而实现对试验轴承16加载力的调整。

本实用新型的空间加载悬臂式轴承实验台使用时，当对滑动轴承进行检测时，通过将待检测的轴承套装固定在安装段上，然后通过静态加载机构可以实现对滑动轴承的静态加载，通过柔性加载装置可以实现对滑动轴承的动态加载，方便了静载工况和动载工况下对滑动轴承的检测。另外，还可以通过同时启用静态加载机构和柔性加载装置的方式对静载和动载接合工况进行检测，丰富了检测手段，提高了设备检测的通用性。

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 (6)

1.一种空间加载悬臂式轴承实验台，其特征在于：包括柔性加载装置和电机驱动装置，所述电机驱动装置和柔性加载装置之间传动连接有过渡轴总成，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试验轴承和过渡轴总成的槽孔结构，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。

2.根据权利要求1所述的空间加载悬臂式轴承实验台，其特征在于：所述柔性件和悬吊总装之间或柔性件和第一伸缩缸之间还安装有缓冲件和拉力传感器。

3.根据权利要求1所述的空间加载悬臂式轴承实验台，其特征在于：所述第二伸缩缸的驱动端设置有供柔性件绕过的第一滑轮组件；所述第二伸缩缸的缸壁上设置有供柔性件绕过的第二滑轮组件。

4.根据权利要求1所述的空间加载悬臂式轴承实验台，其特征在于：所述过渡轴总成包括从内向外依次设置的中心轴、过渡套以及过渡外壳，所述中心轴分为支撑段和安装段，所述过渡套套设在支撑段外侧并与过渡外壳固定，所述中心轴和过渡套之间安装有过渡轴承，所述中心轴长出过渡套和过渡外壳的部分构成所述的安装段，所述安装段用于套装固定试验轴承。

5.根据权利要求4所述的空间加载悬臂式轴承实验台，其特征在于：所述过渡轴总成的端部设置有端部支撑，所述端部支撑设置在与电机驱动装置相对的另一端，所述端部支撑包括端部支撑轴和端部支撑座，所述端部支撑轴的一端与所述中心轴传动连接、另一端与端部支撑座转动装配，所述端部支撑座内设置有供端部支撑轴插入并供端部支撑轴的端部导向滑行的长孔。

6.根据权利要求5所述的空间加载悬臂式轴承实验台，其特征在于：所述空间加载悬臂式轴承实验台还包括垫高板，所述端部支撑座和电机驱动装置均安装在所述垫高板上，所述端部支撑座导向滑行装配在垫高板上，所述端部支撑座和垫高板之间安装有用于驱动端部支撑座导向移动的丝杠机构，所述垫高板上还安装有支撑台，所述支撑台位于悬吊总成的底部，所述支撑台上的顶面上设置有与悬吊总装的底部外形相匹配的限位凹槽。

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