CN213749066U - 一种模拟滚动轴承滚滑磨损的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种模拟滚动轴承滚滑磨损的试验装置，该装置将滚动轴承内圈和滚动体单独提取出来作为试验对象进行研究，滚动体由高速电主轴的伸出轴夹持，三相异步电机通过挠性联轴器与主轴连接进而带动内圈转动。本实用新型的一种模拟滚动轴承滚滑磨损的试验装置通过控制三相异步电机和电主轴的转速，实现滚动体与内圈之间不同程度滚滑磨损状况的模拟，同时为了更好地模拟轴承的真实工作环境，该试验装置安装了加载装置及密封箱润滑装置，从而达到准确地检测出滚动轴承实际运行当中滚动体在内圈上因转速及负载不同而产生的打滑数据及磨损数据。

Description

一种模拟滚动轴承滚滑磨损的试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种轴承试验检测装置，尤其涉及一种模拟滚动轴承滚滑磨损的试验装置。

背景技术

滚动轴承作为机械设备中一种十分重要的零件，广泛地应用在各种电机、医疗器械、切割机床等机械装备中，随着工业的发展，对轴承质量及转速的要求也越来越高。高转速轴承会出现轴承打滑磨损情况，轴承的打滑磨损又会导致轴承磨损量进一步加剧，如此一来便在很大程度上影响了机械设备的使用寿命及产品的加工质量。

已有的试验研究大部分集中在高速滚动轴承的打滑测试上,大多是以滚动轴承整体作为研究对象，利用位移传感器测得实际位移信号，并转换为转速信号，通过与理论转速对比进行打滑率的测定，但由于滚动轴承内部接触关系、运动关系及润滑问题的极度复杂性，加之众多影响因素的耦合性，因此很难测定滚动体与轴承内圈打滑失效对轴承运动状态的影响，缺乏专门用于滚动轴承滚滑磨损试验的试验装置。

实用新型内容

为了解决背景技术所述的现有实验台无法测量轴承打滑下的磨损量这一问题，本实用新型提供一种滚动轴承滚滑磨损试验装置，该试验装置将滚动轴承内圈和滚动体单独提取出来作为试验对象进行研究，通过使滚动体与内圈分离，控制其相对转速，实现滚动体与内圈不同程度的打滑，测量其打滑情况下的磨损量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：底座，三相异步电机，挠性联轴器，平键，轴用挡圈Ⅰ，轴承座Ⅰ，主轴，轴承座Ⅱ，法兰盘，密封箱，螺栓Ⅰ，销，调节板，螺栓Ⅱ，加载螺纹杆，螺栓Ⅲ，橡胶加载垫块，加载滑块凹槽，加载滑块，螺栓Ⅳ，电主轴，螺栓Ⅴ，螺栓Ⅵ，螺栓Ⅶ，螺栓Ⅷ，支撑轴承Ⅰ，支撑轴承Ⅱ，孔用挡圈Ⅰ，螺栓Ⅸ，滚动体，加载装置，放油螺栓，密封箱垫块，孔用挡圈Ⅱ，轴用挡圈Ⅱ，联轴器弹簧片，密封轴承，调节板支撑装置，轴承内圈，螺栓Ⅹ，导向滑槽，轴承座挡肩。

该装置的整体结构特点是，三相异步电机通过螺栓Ⅸ与底座连接，电机的伸出轴通过平键与挠性联轴器连接，同时挠性联轴器另一端通过平键与主轴连接。

主轴通过一对角接触球轴承背靠背的支撑方式对其进行支撑，两支撑轴承之间留有一定的间距；轴承座Ⅱ通过螺栓Ⅷ与底座连接；支撑轴承Ⅰ和支撑轴承Ⅱ内圈的一个端面分别采用轴用挡圈Ⅱ和轴用挡圈Ⅰ进行轴向定位，另一端面采用阶梯轴的阶梯端面对其进行轴向定位；支撑轴承Ⅰ和支撑轴承Ⅱ的外圈与轴承座Ⅰ和轴承座Ⅱ过盈配合；支撑轴承Ⅰ和支撑轴承Ⅱ的外圈一端面分别采用孔用挡圈Ⅱ及孔用挡圈Ⅰ进行轴向定位，另一端面采用轴承座挡肩进行轴向定位。

主轴通过密封轴承支撑在密封箱左箱壁上，轴承内圈与主轴最右端阶梯轴过盈配合。密封箱体通过螺栓Ⅲ紧固在底座上，密封箱底部有放油孔及放油螺栓，密封箱上盖通过螺栓Ⅴ与下盖紧固的连接，密封箱左边两块法兰盘通过螺栓Ⅶ连接。

电主轴夹持滚动体与主轴平行置于轴承内圈正上方并间隔2mm；调节板支撑装置通过螺栓Ⅰ固定在底座上，调节板与调节板支撑装置通过销连接，电主轴夹持在电机座中并通过螺栓Ⅹ固定在调节板上。

加载装置为手动机械加载，加载螺纹杆正下方置有加载滑块，加载滑块下面为调节板，调节板压在橡胶加载垫块上。

本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：

(1) 本实用新型的一种模拟滚动轴承滚滑磨损试验装置,通过将滚动轴承内圈及滚动体单独提取出来作为试验对象进行研究，能够人为地控制其滚动体与内圈之间的打滑程度，从而实时监测滚动体与内圈之间不同程度的打滑对磨损的影响情况；

(2) 通过配合手动加载装置对滚动体施加不同压力，检测轴承内圈在不同压力状态下滚动轴承打滑时产生的打滑磨损数据；

(3) 电机与主轴之间通过挠性联轴器连接，能够减轻电机在运行时的振动对试验结果所产生的影响，从而保证试验所得数据的准确性。

该装置结构紧凑，操作方便，润滑效果好，易于外接信号检测装置。

附图说明

图1是本实用新型的轴测图。

图2是本实用新型的主视图的剖视图（左半部分）。

图3是本实用新型的主视图的剖视图（右半部分）。

图4是本实用新型密封箱部分的轴测图。

图5是本实用新型加载装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如附图所示，本实用新型包括底座1，三相异步电机2，电机伸出轴3，联轴器螺栓4，挠性联轴器5，平键6，轴用挡圈Ⅰ7，轴承座Ⅰ8，主轴9，轴承座Ⅱ10,法兰盘11，密封箱12，螺栓Ⅰ13，销14，调节板15，螺栓Ⅱ16，加载螺纹杆17，螺栓Ⅲ18，橡胶加载垫块19，电机座20，加载滑块21，螺栓Ⅳ22，电主轴23，螺栓Ⅴ24，螺栓Ⅵ25，螺栓Ⅶ26，螺栓Ⅷ27，支撑轴承Ⅰ28，支撑轴承Ⅱ29，孔用挡圈Ⅰ30，螺栓Ⅸ31，滚动体32，加载装置33，放油螺栓34，密封箱垫块35，孔用挡圈Ⅱ36，轴用挡圈Ⅱ37，联轴器弹簧片38，密封轴承39，调节板支撑装置40，轴承内圈41，螺栓Ⅹ42，导向滑槽43，轴承座挡肩44。

试验装置的整体结构特点是，三相异步电机2通过螺栓Ⅸ31与底座1连接，三相异步电机2的电机伸出轴3通过平键6与挠性联轴器5连接，同时挠性联轴器5另一端通过平键6与主轴9的一端连接；主轴9通过支撑轴承Ⅰ28和支撑轴承Ⅱ29的以背靠背的支撑形式进行支撑，两支撑轴承之间隔有一定的间距以保证运转稳定；支撑轴承Ⅰ28和支撑轴承Ⅱ29内圈的一个端面分别采用轴用挡圈Ⅱ37和轴用挡圈Ⅰ7进行轴向定位，另一端面采用阶梯轴的阶梯端面对其进行轴向定位；轴承座Ⅱ10通过螺栓Ⅷ27与底座1紧固的连接，支撑轴承Ⅰ28和支撑轴承Ⅱ29的外圈分别与轴承座Ⅱ10和轴承座Ⅰ8过盈配合；支撑轴承Ⅰ28和支撑轴承Ⅱ29的外圈一端面分别采用孔用挡圈Ⅱ36及孔用挡圈Ⅰ30进行轴向定位，另一端面采用轴承座Ⅱ10和轴承座Ⅰ8的挡肩进行轴向定位。

主轴9通过密封轴承39支撑在密封箱12左箱壁上，轴承内圈41与主轴9最右端为过盈配合。密封箱12通过螺栓Ⅵ25紧固在底座1上，密封箱12底部有放油孔及放油螺栓34，密封箱12上盖通过螺栓Ⅴ24与下盖连接，密封箱12通过螺栓Ⅶ26与左边法兰盘11连接。

电主轴23夹持滚动体32与主轴9平行置于轴承内圈41正上方并间隔2mm；调节板支撑装置40通过螺栓Ⅰ13固定在底座上，调节板15与调节板支撑装置40通过销14连接，电主轴23夹持在电机座20中并通过螺栓Ⅹ42固定在调节板15上。

加载装置33为手动机械加载，加载螺纹杆17正下方置有加载滑块21，加载滑块21下面为调节板15，调节板15压在橡胶加载垫块19上。

本实用新型的工作原理如下：

试验装置初步运行时，调节好三相异步电机2转速为某一定值，其转速及转矩通过挠性联轴器5传递到主轴9上；从而使三相异步电机2的转速及转矩通过主轴9传递给轴承内圈41，此时轴承内圈41的转速与三相异步电机2的转速相同且可调。

在实验台左端三相异步电机2平稳运行时启动实验台右端的电主轴23，电主轴23的伸出轴夹持着单个滚动体32同步转动，通过调整电主轴23的转速与三相异步电机2的转速来模拟轴承滚动体在内圈上转动；此时加载装置33不施加任何负载，滚动体32与轴承内圈41处于刚好接触且无打滑磨损状态。因为轴承内圈41及滚动体32都处于密封箱12中，密封箱12中有大量润滑剂，因此对滚动体32及轴承内圈41之间的相对运动具有很好的润滑、清洗及导热效果。

在实验台平稳运行时，如需加载，则手动顺时针转动加载螺纹杆17，此时加载螺纹杆17会对加载滑块21施加向下的载荷，加载滑块21经导向滑槽43向下滑动，压紧调节板15向下运动的同时，带动固定在调节板15上的电主轴23向下移动；由于电主轴23夹持滚动体32，所以间接地实现了滚动体32对轴承内圈41施加径向加载力，并且加载滑块21中可以贴附力传感器以便读取负载的大小。

滚动体32与轴承内圈41之间径向力加载到某一值时便不再进行加载，此时可以通过调节电主轴23以及三相异步电机2的转速来使得滚动体32与轴承内圈41产生相对转速，在不同的相对转速下滚动体32与轴承内圈41会产生一定的滚滑磨损，滚动体32与轴承内圈41之间的打滑率公式：

式中

为滚动体实际线速度，r/min;

为内圈线速度, r/min。其间磨损量大小可以通过停机后测量轴承内圈41直径大小获取，每隔两分钟测一次；因此可以收集在该载荷该相对转速情况下，滚动轴承的滚滑及磨损情况。

试验结束时先卸载，将加载螺纹杆17逆时针旋转，此时加载滑块21、调节板15以及电主轴23的位置会在橡胶加载垫块19的弹性变形作用下恢复初始状态，待滚动体32与轴承内圈41无接触时再关闭两电机电源，这样可以保护电机以及轴承模拟试验装置稳定运行。

参照上述方法，可以获得滚动体32与轴承内圈41在变相对转速情况下，停机后测量轴承内圈41直径大小获取滚动轴承的滚滑及磨损情况；还可以获得在相对转速不变，变载荷的情况下滚动轴承的滚滑及磨损情况；以及变相对转速变载荷情况下滚动轴承的滚滑及磨损情况。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本实用新型范围内。

Claims (2)

1.一种模拟滚动轴承滚滑磨损的试验装置，其特征在于：包括有三相异步电机（2），密封箱（12），轴承座Ⅱ（10），加载装置(33)，电主轴(23)，所述三相异步电机（2）通过螺栓Ⅸ（31）与底座（1）连接，所述三相异步电机（2）的电机伸出轴（3）与挠性联轴器（5）通过平键（6）连接，所述挠性联轴器（5）另一端通过平键（6）与主轴（9）的一端连接，所述主轴（9）通过支撑轴承Ⅰ（28）和支撑轴承Ⅱ（29）以背靠背的支撑形式进行支撑，所述轴承座Ⅱ（10）通过螺栓Ⅷ（27）与底座（1）连接，所述支撑轴承Ⅱ（29）和支撑轴承Ⅰ（28）内圈的一个端面采用轴用挡圈进行轴向定位，另一端面采用阶梯轴的阶梯端面对其进行轴向定位，所述支撑轴承外圈与轴承座过盈配合，所述支撑轴承的外圈一端面采用孔用挡圈进行轴向定位，另一端面采用轴承座挡肩（44）进行轴向定位，所述密封箱（12）中有润滑剂，所述主轴（9）通过密封轴承（39）支撑在密封箱（12）左箱壁上，轴承内圈（41）与主轴（9）最右端为过盈配合，所述密封箱（12）通过螺栓Ⅲ(18)紧固在底座(1)上，其底部有放油孔及放油螺栓(34)；所述密封箱(12)的上盖通过螺栓Ⅴ(24)与下盖紧固的连接，所述密封箱(12) 通过螺栓Ⅶ(26)与左边法兰盘(11)连接，所述加载装置(33)为手动加载，加载螺纹杆(17)正下方置有加载滑块(21)，所述加载滑块(21)下面为调节板(15)，所述调节板(15)压在橡胶加载垫块(19)上，所述电主轴(23)夹持在电机座(20)中并通过螺栓Ⅹ(42)固定在调节板（15）上。

2.如权利要求1所述的一种模拟滚动轴承滚滑磨损的试验装置，其特征在于：所述电主轴（23）夹持滚动体（32）与主轴平行置于轴承内圈（41）正上方并间隔2mm；调节板支撑装置（40）通过螺栓Ⅰ（13）固定在底座（1）上，所述调节板支撑装置（40）通过销（14）与调节板（15）连接。

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