CN215641565U - 一种轴承轴电流损伤模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，电机安装在电机支撑台上，电机轴通过联轴器与旋转轴同轴固连；旋转轴下方设有升降式支撑台；旋转轴两端通过支撑轴承和轴承支座固定在升降式支撑台上，旋转轴中部安装测试轴承，测试轴承与升降式支撑台之间安装测试轴承支座，测试轴承外圈与测试轴承支座之间设有绝缘套圈和多种传感器；测试轴承支座顶部设有径向施力螺钉；测试轴承支座侧方设有轴向施力支座和压电陶瓷施力头；支撑轴承与测试轴承之间的升降式支撑台上设有碳刷支座，碳刷支座支臂内表面设有碳刷，碳刷与旋转轴滑动接触配合；碳刷通过导线与电源一极相连，测试轴承外圈通过导线与电源另一极相连接，电源、碳刷、旋转轴及测试轴承之间构成导电回路。

Description

一种轴承轴电流损伤模拟试验装置

技术领域

本实用新型属于电机检测技术领域，特别是涉及一种轴承轴电流损伤模拟试验装置。

背景技术

轴承是发电机和电动机中最为核心的部件之一，也是电机中故障发生率最高的部件，而轴承的使用寿命又直接决定了电机的服役时间和成本。

经研究发现，因轴电流而产生的电腐蚀是导致轴承损伤的主要原因，随着高频大功率电机的快速发展，对轴电流的重视程度也越来越高。

根据相关统计，轴承损坏或者因轴承损坏导致的其他部件损坏，已经占到电机故障的70％以上，因此对轴承轴电流损伤行为进行科学研究十分必要，但能够用于对轴承轴电流损伤行进行科学研究的试验装置仍十分匮乏。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，能够模拟电机运行过程中旋转轴的受力状态，并在设定的受力状态下对旋转轴施加轴电流，用以模拟轴承在轴电流下的损伤行为，有效满足了科学研究的需要，同时具有结构简单及操作方便的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，包括电机、联轴器、旋转轴、第一支撑轴承、第一轴承支座、第二支撑轴承、第二轴承支座、碳刷支座、碳刷、测试轴承、测试轴承支座、电源及电机支撑台；所述电机水平固装在电机支撑台上，电机的电机轴通过联轴器与旋转轴一端同轴固连；在所述旋转轴正下方设置有升降式支撑台；所述第一支撑轴承的内圈固定套装在旋转轴的电机侧，第一支撑轴承的外圈固定嵌装在第一轴承支座内，第一轴承支座固定安装在升降式支撑台上；所述第二支撑轴承的内圈固定套装在旋转轴的自由侧，第二支撑轴承的外圈固定嵌装在第二轴承支座内，第二轴承支座固定安装在升降式支撑台上；所述测试轴承的内圈固定套装在旋转轴的中部，测试轴承的外圈固定嵌装在测试轴承支座内，测试轴承支座固定安装在升降式支撑台上；所述碳刷支座采用U型结构，碳刷支座位于第一轴承支座与测试轴承支座之间且固定安装在升降式支撑台上，所述旋转轴从碳刷支座的两条支臂间穿过，所述碳刷固定安装在碳刷支座两条支臂的内表面，且碳刷与旋转轴滑动接触配合；所述电源的一极通过导线与碳刷相连，电源的另一极通过导线与测试轴承的外圈相连，电源、碳刷、旋转轴及测试轴承之间构成导电回路。

所述测试轴承支座采用上下分体式组合结构，测试轴承支座的上半部分与下半部分之间通过螺栓进行固定连接，在测试轴承支座与测试轴承的外圈之间固定嵌装有绝缘套圈。

在所述测试轴承支座的上半部分竖直安装有径向施力螺钉，在径向施力螺钉与测试轴承的外圈之间安装有第一压力传感器。

在所述测试轴承支座的下半部分与测试轴承的外圈之间安装有径向振幅传感器。

在所述测试轴承支座的上半部分与测试轴承的外圈之间还安装有温度传感器和电流传感器。

在所述第二轴承支座与测试轴承支座之间的升降式支撑台上固定安装有轴向施力支座，轴向施力支座采用U型结构，所述旋转轴从轴向施力支座的两条支臂间穿过，在轴向施力支座的两条支臂轴向侧表面固定安装有压电陶瓷施力头，压电陶瓷施力头与测试轴承的外圈顶靠接触，在压电陶瓷施力头与测试轴承的外圈之间安装有第二压力传感器。

所述第一压力传感器、径向振幅传感器、温度传感器、电流传感器及第二压力传感器的数据输出端均通过数据采集器与计算机相连，通过计算机实时显示径向压力数据、径向振幅数据、温度数据、轴电流数据及轴向压力数据。

在所述第一支撑轴承、第二支撑轴承及测试轴承的内圈两侧均分别安装有卡簧和拆卸环，且第一支撑轴承和第二支撑轴承均选用绝缘全陶瓷轴承。

所述升降式支撑台包括支撑板、剪叉支撑架及升降调节缸；所述剪叉支撑架连接在支撑板与地面之间，支撑板水平设置；所述升降调节缸连接在剪叉支撑架与地面之间。

在所述升降式支撑台侧方的地面上竖直安装有高度标尺立柱，在高度标尺立柱上设置有激光水平仪；所述激光水平仪在高度标尺立柱上的高度位置可调。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的轴承轴电流损伤模拟试验装置，能够模拟电机运行过程中旋转轴的受力状态，并在设定的受力状态下对旋转轴施加轴电流，用以模拟轴承在轴电流下的损伤行为，有效满足了科学研究的需要，同时具有结构简单及操作方便的特点。

附图说明

图1为本实用新型的一种轴承轴电流损伤模拟试验装置的结构示意图；

图2为本实用新型的旋转轴、第一支撑轴承、第二支撑轴承及测试轴承的装配体结构示意图；

图3为本实用新型的测试轴承与测试轴承支座的装配体结构示意图；

图4为本实用新型的碳刷支座与碳刷的装配体结构示意图；

图5为本实用新型的轴向施力支座与压电陶瓷施力头的装配体结构示意图；

图6为本实用新型的升降式支撑台的结构示意图；

图中，1—电机，2—联轴器，3—旋转轴，4—第一支撑轴承，5—第一轴承支座，6—第二支撑轴承，7—第二轴承支座，8—碳刷支座，9—碳刷，10—测试轴承，11—测试轴承支座，12—电源，13—电机支撑台，14—绝缘套圈，15—径向施力螺钉，16—第一压力传感器，17—径向振幅传感器，18—温度传感器，19—电流传感器，20—轴向施力支座，21—压电陶瓷施力头，22—第二压力传感器，23—卡簧，24—拆卸环，25—升降式支撑台，26—支撑板，27—剪叉支撑架，28—升降调节缸，29—高度标尺立柱，30—激光水平仪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1～6所示，一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，包括电机1、联轴器2、旋转轴3、第一支撑轴承4、第一轴承支座5、第二支撑轴承6、第二轴承支座7、碳刷支座8、碳刷9、测试轴承10、测试轴承支座11、电源12及电机支撑台13；所述电机1水平固装在电机支撑台13上，电机1的电机轴通过联轴器2与旋转轴3一端同轴固连；在所述旋转轴3正下方设置有升降式支撑台25；所述第一支撑轴承4的内圈固定套装在旋转轴3的电机侧，第一支撑轴承4的外圈固定嵌装在第一轴承支座5内，第一轴承支座5固定安装在升降式支撑台25上；所述第二支撑轴承6的内圈固定套装在旋转轴3的自由侧，第二支撑轴承6的外圈固定嵌装在第二轴承支座7内，第二轴承支座7固定安装在升降式支撑台25上；所述测试轴承10的内圈固定套装在旋转轴3的中部，测试轴承8的外圈固定嵌装在测试轴承支座11内，测试轴承支座11固定安装在升降式支撑台25上；所述碳刷支座8采用U型结构，碳刷支座8位于第一轴承支座5与测试轴承支座11之间且固定安装在升降式支撑台25上，所述旋转轴3从碳刷支座8的两条支臂间穿过，所述碳刷9固定安装在碳刷支座8两条支臂的内表面，且碳刷9与旋转轴3滑动接触配合；所述电源12的一极通过导线与碳刷9相连，电源12的另一极通过导线与测试轴承10的外圈相连，电源12、碳刷9、旋转轴3及测试轴承10之间构成导电回路。

所述测试轴承支座11采用上下分体式组合结构，测试轴承支座11的上半部分与下半部分之间通过螺栓进行固定连接，在测试轴承支座11与测试轴承10的外圈之间固定嵌装有绝缘套圈14。

在所述测试轴承支座11的上半部分竖直安装有径向施力螺钉15，在径向施力螺钉15与测试轴承10的外圈之间安装有第一压力传感器16。

在所述测试轴承支座11的下半部分与测试轴承10的外圈之间安装有径向振幅传感器17。

在所述测试轴承支座11的上半部分与测试轴承10的外圈之间还安装有温度传感器18和电流传感器19。

在所述第二轴承支座7与测试轴承支座11之间的升降式支撑台25上固定安装有轴向施力支座20，轴向施力支座20采用U型结构，所述旋转轴3从轴向施力支座20的两条支臂间穿过，在轴向施力支座20的两条支臂轴向侧表面固定安装有压电陶瓷施力头21，压电陶瓷施力头21与测试轴承10的外圈顶靠接触，在压电陶瓷施力头21与测试轴承10的外圈之间安装有第二压力传感器22。

所述第一压力传感器16、径向振幅传感器17、温度传感器18、电流传感器19及第二压力传感器22的数据输出端均通过数据采集器与计算机相连，通过计算机实时显示径向压力数据、径向振幅数据、温度数据、轴电流数据及轴向压力数据。

在所述第一支撑轴承4、第二支撑轴承6及测试轴承10的内圈两侧均分别安装有卡簧23和拆卸环24，且第一支撑轴承4和第二支撑轴承6均选用绝缘全陶瓷轴承。

所述升降式支撑台25包括支撑板26、剪叉支撑架27及升降调节缸28；所述剪叉支撑架27连接在支撑板26与地面之间，支撑板26水平设置；所述升降调节缸28连接在剪叉支撑架27与地面之间。

在所述升降式支撑台25侧方的地面上竖直安装有高度标尺立柱29，在高度标尺立柱29上设置有激光水平仪30；所述激光水平仪30在高度标尺立柱29上的高度位置可调。

下面结合附图说明本实用新型的一次使用过程：

在旋转轴3上分别将第一支撑轴承4、第二支撑轴承6及测试轴承10安装到位，然后将第一轴承支座5、第二轴承支座7及测试轴承支座11安装到位，在安装测试轴承支座11的同时完成绝缘套圈14、第一压力传感器16、径向振幅传感器17、温度传感器18及电流传感器19的安装。

将第一轴承支座5、第二轴承支座7及测试轴承支座11固定连接到升降式支撑台25上，同时在升降式支撑台25上完成碳刷支座8和轴向施力支座20的安装，在安装轴向施力支座20的过程中，同步完成压电陶瓷施力头21和第二压力传感器22的安装。在第一轴承支座5、第二轴承支座7及测试轴承支座11的安装过程中，利用激光水平仪30对旋转轴3的水平度进行监测，保证旋转轴3的水平度满足要求。

通过导线将碳刷9与电源12的一极连接在一起，同时通过导线将测试轴承10的外圈与电源12的另一极连接在一起。

将选定好的电机1固定安装到电机支撑台13上，然后启动升降式支撑台25的升降调节缸28，调整支撑板26的高度，同时利用激光水平仪30和高度标尺立柱29对旋转轴3的高度进行监测，直到旋转轴3与电机1的电机轴达到同一高度。

微调电机1的安装位置，直到电机1的电机轴与旋转轴3的同轴度达到要求，然后利用联轴器2将电机1的电机轴与旋转轴3固接在一起。

启动电机1，驱动旋转轴3按照设定转速旋转，然后通过旋拧径向施力螺钉15，对测试轴承10施加径向载荷，径向载荷的大小由第一压力传感器16进行监测，径向载荷数据直接在计算机中实时显示，当径向载荷的达到设定值时，停止径向施力螺钉15的旋拧过程。

当测试轴承10的径向载荷施加完成后，启动压电陶瓷施力头21，由压电陶瓷施力头21对测试轴承10施加轴向载荷，轴向载荷的大小由第二压力传感器22进行监测，轴向载荷数据直接在计算机中实时显示，当轴向载荷的达到设定值时，保持住压电陶瓷施力头21的施力状态。

接通电源12，设定好电压值，使电流在电源12、碳刷9、旋转轴3及测试轴承10之间所构成的导电回路内流动，开始模拟测试轴承10在轴电流下的损伤行为，同时通过计算机实时记录和监测试验过程中产生的各项试验数据。

实施例中的方案并非用以限制本实用新型的专利保护范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，其特征在于：包括电机、联轴器、旋转轴、第一支撑轴承、第一轴承支座、第二支撑轴承、第二轴承支座、碳刷支座、碳刷、测试轴承、测试轴承支座、电源及电机支撑台；所述电机水平固装在电机支撑台上，电机的电机轴通过联轴器与旋转轴一端同轴固连；在所述旋转轴正下方设置有升降式支撑台；所述第一支撑轴承的内圈固定套装在旋转轴的电机侧，第一支撑轴承的外圈固定嵌装在第一轴承支座内，第一轴承支座固定安装在升降式支撑台上；所述第二支撑轴承的内圈固定套装在旋转轴的自由侧，第二支撑轴承的外圈固定嵌装在第二轴承支座内，第二轴承支座固定安装在升降式支撑台上；所述测试轴承的内圈固定套装在旋转轴的中部，测试轴承的外圈固定嵌装在测试轴承支座内，测试轴承支座固定安装在升降式支撑台上；所述碳刷支座采用U型结构，碳刷支座位于第一轴承支座与测试轴承支座之间且固定安装在升降式支撑台上，所述旋转轴从碳刷支座的两条支臂间穿过，所述碳刷固定安装在碳刷支座两条支臂的内表面，且碳刷与旋转轴滑动接触配合；所述电源的一极通过导线与碳刷相连，电源的另一极通过导线与测试轴承的外圈相连，电源、碳刷、旋转轴及测试轴承之间构成导电回路。

2.根据权利要求1所述的一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，其特征在于：所述测试轴承支座采用上下分体式组合结构，测试轴承支座的上半部分与下半部分之间通过螺栓进行固定连接，在测试轴承支座与测试轴承的外圈之间固定嵌装有绝缘套圈。

3.根据权利要求2所述的一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，其特征在于：在所述测试轴承支座的上半部分竖直安装有径向施力螺钉，在径向施力螺钉与测试轴承的外圈之间安装有第一压力传感器。

4.根据权利要求3所述的一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，其特征在于：在所述测试轴承支座的下半部分与测试轴承的外圈之间安装有径向振幅传感器。

5.根据权利要求4所述的一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，其特征在于：在所述测试轴承支座的上半部分与测试轴承的外圈之间还安装有温度传感器和电流传感器。

6.根据权利要求5所述的一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，其特征在于：在所述第二轴承支座与测试轴承支座之间的升降式支撑台上固定安装有轴向施力支座，轴向施力支座采用U型结构，所述旋转轴从轴向施力支座的两条支臂间穿过，在轴向施力支座的两条支臂轴向侧表面固定安装有压电陶瓷施力头，压电陶瓷施力头与测试轴承的外圈顶靠接触，在压电陶瓷施力头与测试轴承的外圈之间安装有第二压力传感器。

7.根据权利要求6所述的一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，其特征在于：所述第一压力传感器、径向振幅传感器、温度传感器、电流传感器及第二压力传感器的数据输出端均通过数据采集器与计算机相连，通过计算机实时显示径向压力数据、径向振幅数据、温度数据、轴电流数据及轴向压力数据。

8.根据权利要求1所述的一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，其特征在于：在所述第一支撑轴承、第二支撑轴承及测试轴承的内圈两侧均分别安装有卡簧和拆卸环，且第一支撑轴承和第二支撑轴承均选用绝缘全陶瓷轴承。

9.根据权利要求1所述的一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，其特征在于：所述升降式支撑台包括支撑板、剪叉支撑架及升降调节缸；所述剪叉支撑架连接在支撑板与地面之间，支撑板水平设置；所述升降调节缸连接在剪叉支撑架与地面之间。

10.根据权利要求1所述的一种轴承轴电流损伤模拟试验装置，其特征在于：在所述升降式支撑台侧方的地面上竖直安装有高度标尺立柱，在高度标尺立柱上设置有激光水平仪；所述激光水平仪在高度标尺立柱上的高度位置可调。

Images