CN214200462U - 一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，包括安装支架，其特征在于，还设有第一测试机构和第二测试机构。所述第一测试机构包括车轴、试验载荷加载及检测装置、第一圆盘试件和第一旋转驱动机构；所述第二测试机构包括第二圆盘试件、第二旋转驱动机构、升降托架、液体静压回转平导轨及检测装置。本实用新型轴箱综合试验平台可以在轴向、垂向和纵向同时或分别施加载荷，真实的模拟多种实际工况下轴箱轴承弹流润滑状态下的拖动特性，测试范围宽，且结构规划合理，易于实施，在其结构基础上，还可以进一步搭配组件进行更多常规试验，例如滚动轴承热实验，以及轴箱组成试验等，结构可扩展性强。

Description

一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台

技术领域

本实用新型涉及机械工程技术领域，具体为一种润滑剂拖动力测试的轴箱综合试验平台。

背景技术

高速铁道机车车辆轴承一般采用的是滚子轴承，滚子与滚道之间的润滑状态一般属于弹性流体动力润滑。弹流润滑理论中的弹流润滑膜的拖动力问题，至今没有得到很好的解决。为了探索弹流润滑的规律，国内外学者开展了大量实验研究，根据所需要的各不同的具体目标，设计了各种各样的专用实验设备，其中对油膜厚度和油膜形状测量的比较多，而对于润滑剂拖动力测试的较少。由于我国这方面研究起步较晚，而动力数据又是一个很难准确获得的参数，因此，对各种润滑剂拖动特性的研究很有必要，尤其是一些新型的润滑剂。现有技术的润滑剂拖动力检测平台结构复杂且功能单一、专机专用。

实用新型内容

本实用新型的技术目的在于提供一种改进的具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，以改善现有技术的不足。

本实用新型的技术方案为：

一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，设有安装支架、第一测试机构和第二测试机构，其特征在于：

所述第一测试机构包括车轴、试验载荷加载及检测装置、第一圆盘试件和第一旋转驱动机构；

所述第二测试机构包括第二圆盘试件、第二旋转驱动机构、升降托架、液体静压回转平导轨及检测装置；

所述第一测试机构的车轴水平横向设置，左右两端安装在轴箱轴承单元中，并通过限位轴承支撑定位，使车轴仅能在第一旋转驱动机构带动下旋转；第一旋转驱动机构固定安装在所述安装支架上，第一圆盘试件作为模拟车轮，安装在车轴上，与车轴同心同轴，可随车轴转动；

所述第二测试机构的第二圆盘试件安装在第二旋转驱动机构的输出端，由第二旋转驱动机构带动旋转，位于第一圆盘试件的正下方，初始状态下，第二圆盘试件的中轴线与所述第一圆盘试件的中轴线平行；所述第二旋转驱动机构固定安装在升降托架上，升降托架则安装在液体静压回转平导轨的工作台上，在升降托架的控制下，第二圆盘试件可靠近或远离第一圆盘试件，以实现对两试件测试间距的调节；

所述试验载荷加载及检测装置包括设置在两轴箱轴承单元外围的轴向压力加载机构、垂向压力加载机构、纵向压力加载机构，以及检测轴向压力加载机构输出载荷的第一压力传感器、检测垂向压力加载机构输出载荷的第二压力传感器、检测纵向压力加载机构输出载荷的第三压力传感器，所述轴向压力加载机构、垂向压力加载机构和纵向压力加载机构可同时或分别从车轴的轴向、垂向和纵向向所述轴箱轴承单元施加载荷，以模拟不同工况；

所述第二测试机构的检测装置为检测液体静压回转平导轨油腔压力的第四压力传感器；

试验时，通过升降托架调节好第二圆盘试件和第一圆盘试件的间距，通过试验载荷加载及检测装置模拟不同的工况，启动第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构，控制两试件在充分润滑条件下旋转，接触区将形成动压弹流润滑油膜，二者发生相对滑动时，在接触表面通过润滑膜将产生相互的弹流拖动力，作用于第二圆盘试件上的拖动力通过第二旋转驱动机构和升降托架传递到液体静压回转平导轨上，带动其工作台产生扭转，之后根据第四压力传感器反馈的压力值可测算出润滑剂弹流拖动力的大小。

在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：

进一步的，所述第一圆盘试件安装在轴箱轴承单元与限位轴承之间的车轴上。

作为优选，所述第一、第二旋转驱动机构均采用电机。

作为优选，所述试验载荷加载及检测装置各方向的压力加载机构均为液压加载机构，所述第一、第二和第三压力传感器为设置在相应液压加载机构液压回路上的液压传感器。

进一步的，所述轴箱综合试验平台设有作用于轴箱轴承单元的喷水装置，用于进行转向架轴箱轴承组成试验。

进一步的，所述轴箱综合试验平台设有作用于轴箱轴承单元的通风装置，用于进行轴箱滚动轴承的热试验。

进一步的，所述安装支架包括底座平台、位于底座平台上方的横梁吊架以及支撑在二者之间的立柱支架；所述试验载荷加载及检测装置各方向压力加载机构的固定端固定安装在所述横梁吊架或立柱支架上。

作为优选，所述第一、第二圆盘试件均为钢制圆盘。

进一步的，所述车轴上对称安装有左右两个第一圆盘试件，每个第一圆盘试件对应一组第二测试机构。

有益效果：

本实用新型轴箱综合试验平台可以在轴向、垂向和纵向同时或分别施加载荷，真实的模拟多种实际工况下轴箱轴承弹流润滑状态下的拖动特性，测试范围宽，且结构规划合理，易于实施，在其结构基础上，还可以进一步搭配组件进行更多常规试验，例如滚动轴承热实验（TB/T3000-2000），以及轴箱组成试验（TB/T3407-2015）等，结构可扩展性强。

附图说明

图1为本实用新型轴箱综合试验平台的结构示意图。

图中：1-轴向压力加载机构，2-轴箱轴承单元，3-垂向压力加载机构，4-纵向压力加载机构，5-第一圆盘试件，6-限位轴承，7-车轴，8-齿轮箱，9-第一旋转驱动机构，10-限位轴承，11-第一圆盘试件，12-垂向压力加载机构，13-轴箱轴承单元，14-纵向压力加载机构，15-轴向压力加载机构，16-横梁吊架，17-立柱支架，18-底座平台，19-液体静压回转平导轨，20-第二旋转驱动机构，24-第二圆盘试件，25-立柱支架。

具体实施方式

为阐明本实用新型的技术方案和工作原理，下面结合附图与具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。

实施例1：

如图1所示的，一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，包括安装支架、第一测试机构和第二测试机构等组件。

所述第一测试机构包括车轴7、试验载荷加载及检测装置、第一圆盘试件5和11、第一旋转驱动机构9。

所述第二测试机构包括第二圆盘试件24、第二旋转驱动机构20、升降托架21、液体静压回转平导轨19及检测装置。

本实施例中，所述第一、第二圆盘试件均为钢制圆盘。两第一圆盘试件5和11对称的安装在车轴7的左右两侧，两第一圆盘试件可同时，也可以分别进行试验。

下面以左侧第一圆盘试件5为例进行详细的说明。

如图1所示，所述第一测试机构的车轴7水平横向设置，左端安装在轴箱轴承单元2中，右端安装在轴箱轴承单元13中。本实施例中，所述轴箱轴承单元采用铁路专用轴箱，其内部主要部件为双列滚子轴承，车轴端部安装在所述滚子轴承中，可自由转动。车轴中部（两轴箱轴承单元13之间的车轴部位，并不特指车轴尺寸的中间）限位安装在左右两个限位轴承6和10中，两限位轴承6和10用于支撑车轴7，其外圈固定在所述安装支架上，车轴7从限位轴承内圈中通过，在第一旋转驱动机构9的带动下，车轴7可沿其横向中轴线自由旋转，但不具有在其径向方向上做直线运动的自由度。第一圆盘试件5安装在轴箱轴承单元与限位轴承之间的车轴上。

第一旋转驱动机构9固定安装在所述安装支架上，第一圆盘试件5作为模拟车轮，安装在车轴7上，与车轴7同心同轴，可随车轴7转动。

所述第二测试机构的第二圆盘试件24安装在第二旋转驱动机构20的输出端，由第二旋转驱动机构20带动旋转，位于第一圆盘试件5的正下方。初始状态下，第二圆盘试件24的中轴线与所述第一圆盘试件5的中轴线平行。所述第二旋转驱动机构20固定安装在升降托架21上，升降托架21则安装在液体静压回转平导轨19的工作台上，在升降托架21的控制下，第二圆盘试件24可靠近或远离第一圆盘试件5，以实现对两试件测试间距的调节。

所述试验载荷加载及检测装置包括设置在两轴箱轴承单元2,13外围的轴向压力加载机构1和15、垂向压力加载机构3和12、纵向压力加载机构4和14，以及检测轴向压力加载机构输出载荷的第一压力传感器、检测垂向压力加载机构输出载荷的第二压力传感器、检测纵向压力加载机构输出载荷的第三压力传感器。车轴7两侧的轴向压力加载机构、垂向压力加载机构和纵向压力加载机构可同时或分别从车轴7的轴向（横向）、垂向（竖向）和水平方向的纵向朝所述轴箱轴承单元施加载荷，以模拟不同工况下车轴的受力情况。

所述第二测试机构的检测装置为检测液体静压回转平导轨19油腔压力的第四压力传感器。

所述安装支架包括底座平台18、位于底座平台18上方的横梁吊架16以及支撑在二者之间的多根立柱支架17和25。

所述第一、第二旋转驱动机构均采用电机。第一旋转驱动机构固定安装在所述横梁吊架16上，通过齿轮箱8传递动力给车轴7，所述齿轮箱8也安装在横梁吊架16上。所述液体静压回转平导轨19上部为工作台，下部为床身及滑座，中间为芯轴（工作台绕芯轴沿滑座内的导轨运动）。液体静压回转平导轨19的床身固定安装在所述底座平台18上，其工作台上表面保持水平。

所述试验载荷加载及检测装置各方向的压力加载机构优选采用液压加载机构，以液压缸为例，轴向液压加载机构的缸体可固定在立柱支架上，其活塞杆与车轴7同心同轴，输出端抵触在轴箱轴承单元壳体的左侧或右侧的端面上，以向其施加横向压力；垂向液压加载机构的缸体固定在所述横梁吊架16上，其活塞杆竖直设置在车轴7端部的正上方，活塞杆的底部抵触在轴箱轴承单元壳体的顶端，向其施加垂向压力；纵向液压加载机构的缸体固定在立柱支架上，其活塞杆沿水平方向的纵向布置，与车轴垂直，其活塞杆的输出端抵触在轴箱轴承单元壳体的前侧或后侧的端面上。所述第一、第二和第三压力传感器为安装在相应液压缸液压回路中的液压传感器。所述第四压力传感器也为液压传感器，安装在液体静压回转平导轨19的液压回路中。

工作原理：

试验时，根据预想模拟的工况，通过升降托架21调节好第二圆盘试件24和第一圆盘试件5的间距，通过试验载荷加载及检测装置精确控制调节施加在轴箱轴承单元上的载荷，模拟对应的工况。之后，启动第一旋转驱动机构9和第二旋转驱动机构20，控制第一、第二圆盘试件在充分润滑条件下旋转，其接触区将形成动压弹流润滑油膜，二者发生相对滑动时，在接触表面通过润滑膜将产生相互的弹流拖动力。第二圆盘试件中心处的圆盘轴23通过联轴器22与第二旋转驱动机构电机的输出轴连接，作用于第二圆盘试件24上的拖动力通过圆盘轴23、联轴器22、第二旋转驱动机构20和升降托架21等一系列构件传递到液体静压回转平导轨19上，带动其工作台产生扭转，之后根据第四压力传感器反馈的压力值可直接测算出润滑剂弹流拖动力的大小。完成试验后，再控制相应的压力加载机构卸载。

图中1右侧的第一圆盘试件11同时参与测试时，则第一圆盘试件也对应一组第二测试机构，工作原理同左侧第一圆盘试件11。

实施例2：

在实施例1的基础上，根据中华人民共和国铁道行业相关标准，添加喷水装置，即可在本试验平台进行转向架轴箱轴承组成试验（详见TB/T3407-2015）。

实施例3：

在实施例1的基础上，根据中华人民共和国铁道行业相关标准，在轴箱轴承单元上方添加通风机后，即可在本实验平台进行轴箱滚动轴承的热试验（详见TB/T3000-2000）。

实施例4：

在实施例1的基础上，各方向压力加载机构的输出端可通过弹性件，将加载的压力施加在轴箱轴承单元的壳体上。所述弹性件包括转向架构件和弹簧，压力加载机构输出的压力直接作用在转向架构件上，再通过弹簧施加在轴箱轴承单元上。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，包括安装支架，其特征在于，还设有第一测试机构和第二测试机构，所述第一测试机构包括车轴（7）、试验载荷加载及检测装置、第一圆盘试件（5）和第一旋转驱动机构（9）；

所述第二测试机构包括第二圆盘试件（24）、第二旋转驱动机构（20）、升降托架（21）、液体静压回转平导轨（19）及检测装置；

所述第一测试机构的车轴（7）水平横向设置，左右两端安装在轴箱轴承单元（2,13）中，并通过限位轴承支撑定位，使车轴（7）仅能在第一旋转驱动机构（9）带动下旋转；所述第一旋转驱动机构（9）固定安装在所述安装支架上，第一圆盘试件（5）作为模拟车轮，安装在车轴（7）上，与车轴（7）同心同轴，可随车轴（7）转动；

所述第二测试机构的第二圆盘试件（24）安装在第二旋转驱动机构（20）的输出端，由第二旋转驱动机构（20）带动旋转，位于第一圆盘试件（5）的正下方，初始状态下，第二圆盘试件（24）的中轴线与所述第一圆盘试件（5）的中轴线平行；所述第二旋转驱动机构（20）固定安装在升降托架（21）上，升降托架（21）则安装在液体静压回转平导轨（19）的工作台上，在升降托架（21）的控制下，第二圆盘试件（24）可靠近或远离第一圆盘试件（5），以实现对两试件测试间距的调节；

所述试验载荷加载及检测装置包括设置在两轴箱轴承单元（2,13）外围的轴向压力加载机构（1,15）、垂向压力加载机构（3,12）、纵向压力加载机构（4,14），以及检测轴向压力加载机构（1,15）输出载荷的第一压力传感器、检测垂向压力加载机构（3,12）输出载荷的第二压力传感器、检测纵向压力加载机构（4,14）输出载荷的第三压力传感器，所述轴向压力加载机构（1,15）、垂向压力加载机构（3，12）和纵向压力加载机构（4,14）可同时或分别从车轴（7）的轴向、垂向和纵向向所述轴箱轴承单元施加载荷，以模拟不同工况；

所述第二测试机构的检测装置为检测液体静压回转平导轨（19）油腔压力的第四压力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，其特征在于：所述第一圆盘试件（5）安装在轴箱轴承单元与限位轴承之间的车轴上。

3.根据权利要求1所述的一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，其特征在于：

所述第一、第二旋转驱动机构均采用电机。

4.根据权利要求1所述的一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，其特征在于，所述试验载荷加载及检测装置各方向的压力加载机构均材用液压加载机构，所述第一、第二和第三压力传感器为设置在相应液压加载机构液压回路上的液压传感器。

5.根据权利要求1所述的一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，其特征在于，设有作用于所述轴箱轴承单元的喷水装置，用于进行转向架轴箱轴承组成试验。

6.根据权利要求1所述的一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，其特征在于，设有作用于所述轴箱轴承单元的通风装置，用于进行轴箱滚动轴承的热试验。

7.根据权利要求1所述的一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，其特征在于，所述安装支架包括底座平台（18）、位于底座平台（18）上方的横梁吊架（16）以及支撑在二者之间的立柱支架；所述试验载荷加载及检测装置各方向压力加载机构的固定端固定安装在所述横梁吊架（16）或立柱支架上。

8.根据权利要求1所述的一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，其特征在于，所述第一、第二圆盘试件均为钢制圆盘。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种具有润滑剂拖动力测试功能的轴箱综合试验平台，其特征在于，所述车轴（7）上对称安装有左右两个第一圆盘试件（5,11），每个第一圆盘试件对应一组第二测试机构。

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