CN217738652U - 一种往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，包括驱动装置、往复运动装置、间隙故障模拟装置、载荷施加装置和底座台。驱动装置、往复运动装置、间隙故障模拟装置和载荷施加装置按照动力的传递路线依次连接；驱动装置、往复运动装置、间隙故障模拟装置和载荷施加装置均安装于底座台上。本实用新型提供的一种往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，通过在底座台上设置依次连接的驱动装置、往复运动装置、间隙故障模拟装置和载荷施加装置，可用于模拟往复机构中滑动轴承在不同工况以及间隙下的故障情况，以便于对往复式机构设备进行预知维护，从而提高设备的使用寿命与可靠性。

Description

一种往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及故障诊断技术领域，具体涉及一种往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置。

背景技术

滑动轴承作为一种广泛使用的轴承，在重工、船舶、农业机械等众多领域有着广泛应用。在具体的往复式压缩机领域，在往复式传动机构上多采用滑动轴承。滑动轴承是往复式机械动力传递与动力形式转换的重要部件，滑动轴承在传动机构中承担着重要作用，但由于在制造与装配中存在误差，且往复机械运行过程中激励源多，激励力大，轴与轴瓦总是处于摩擦与碰撞状态，造成滑动轴承间隙故障。因此迫切需要对往复式机械中滑动轴承的间隙故障情况进行模拟研究，预防滑动轴承间隙故障的发生。目前，多数故障模拟试验台是针对旋转机械与滚动轴承进行故障分析，并无对往复式机械中的滑动轴承故障分析的试验平台。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置。

本实用新型提供一种往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，包括驱动装置、往复运动装置、间隙故障模拟装置、载荷施加装置和底座台；所述驱动装置、往复运动装置、间隙故障模拟装置和载荷施加装置按照动力的传递路线依次连接；所述驱动装置、往复运动装置、间隙故障模拟装置和载荷施加装置通过螺栓安装于所述底座台上。

优选地，所述间隙故障模拟装置包括滑块座、滑块连接销、滑块和滑块轴套；所述滑块座安装于所述底座台上，所述滑块座上设有用于安装所述滑块的滑槽，所述滑块轴套套设在所述滑块连接销上，所述往复运动装置一端套设在滑块连接销上。

优选地，所述滑块座包括下压盖和上压盖，所述下压盖与所述上压盖之间形成所述滑槽，所述下压盖与所述滑块接触的底部设有下滑道垫片，所述上压盖与所述滑块接触的底部设有上滑道垫片。

优选地，所述载荷施加装置包括负载支撑座、调节螺杆、压力传感器、导向套、弹簧；所述负载支撑座安装于所述底座台上，所述调节螺杆设置在所述负载支撑座上，且所述调节螺杆一端与所述滑块连接，所述压力传感器安装于所述负载支撑座上，所述导向套套设在所述调节螺杆远离所述滑块的另一端，所述弹簧套设于所述调节螺杆上，且所述弹簧的一端与所述导向套连接，另一端与所述压力传感器相连。

优选地，所述驱动装置包括电机、减速器、减速器底座；所述减速器一端连接所述电机，另一端连接所述往复运动装置，所述减速器通过所述减速器底座安装于所述底座台上。

优选地，所述往复运动装置包括轴承座、平衡配重块、曲柄盘、主轴、连杆、曲轴销和轴套；其中，所述轴承座安装于所述底座台上并支撑所述主轴；所述曲柄盘与所述主轴转动连接；所述平衡配重块安装于所述曲柄盘一侧，所述曲柄盘上开设有用于安装所述曲轴销的孔位；所述轴套套设于所述曲轴销上，所述连杆一端连接于所述轴套上。

优选地，所述底座台包括底座板和支撑脚，所述支撑脚安装于所述底座板上。

优选地，还包括L型连接板、第一加速度传感器、扭矩传感器、第二加速传感器和位移传感器；所述第一加速度传感器安装于所述轴承座上，所述第二加速传感器安装于所述上压盖上，所述扭矩传感器安装于所述扭矩传感器底座上；所述L型连接板安装于所述负载支撑座侧壁，所述位移传感器安装于所述L型连接板上。

本实用新型提供的一种往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，通过在底座台上设置依次连接的驱动装置、往复运动装置、间隙故障模拟装置和载荷施加装置，可用于模拟往复机构中滑动轴承在不同工况以及间隙下的故障情况，以便于对往复式机构设备进行预知维护，从而提高设备的使用寿命与可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的另一方位立体结构示意图；

图3为本实用新型的主视图；

图4为本实用新型部分装置的局部剖视图；

图5为本实用新型中间隙故障模拟装置的局部剖视图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置包括驱动装置 10、往复运动装置20、间隙故障模拟装置30、载荷施加装置40和底座台50。驱动装置10、往复运动装置20、间隙故障模拟装置30和载荷施加装置40按照动力的传递路线依次连接。驱动装置10、往复运动装置20、间隙故障模拟装置30和载荷施加装置40均可以通过螺栓安装于底座台50上。

其中，驱动装置10用于为该装置提供所需动力和输出转速，往复运动装置20用于将驱动装置10输出的旋转运动转化往复运动，并驱动间隙故障模拟装置30工作；间隙故障模拟装置30用于模拟往复机构中滑动轴承在不同间隙下的故障情况；载荷施加装置40用于对间隙故障模拟装置30施加不同的荷载大小，用以模拟不同工况下设备的实际运行状态。

进一步的，工作时，驱动装置10提供所需的转速和动力，驱动所接连接的往复运动装置20；往复运动装置20将驱动装置10输出的旋转运动转化往复运动，并进一步将动力传递给间隙故障模拟装置30并驱动间隙故障模拟装置30做往复运动，模拟往复机构中滑动轴承在不同间隙下的故障情况。与此同时，在载荷施加装置40的作用对间隙故障模拟装置30施加工作载荷，模拟不同的工况。

可见，本实用新型提供的一种往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，通过在底座台上设置依次连接的驱动装置、往复运动装置、间隙故障模拟装置和载荷施加装置，可用于模拟往复机构中滑动轴承在不同工况以及间隙下的故障情况，以便于对往复式机构设备进行预知维护，从而提高设备的使用寿命与可靠性。

进一步地，驱动装置10可以采用如图2所示的结构，驱动装置10包括电机11、减速器13、减速器底座14、扭矩传感器底座16。电机11可以通过螺栓固定于底座台50上，减速器13通过减速器底座14安装于底座台50上，减速器13一端连接电机11，另一端连接往复运动装置20。

具体的，驱动装置10还包括第一联轴器12、第二联轴器15；第一联轴器12两端分别连接电机11输出轴和减速器13输入轴，第二联轴器15一端连接减速器13输出轴，另一端连接往复运动装置20。通过设置第一联轴器 12、第二联轴器15起到了连接和消除轴向安装偏差作用。

进一步地，往复运动装置20可以参考图2、3和4所示的结构，往复运动装置20包括轴承座201、平衡配重块202、曲柄盘203、主轴204、连杆 206、曲轴销207和轴套312。轴承座201通过螺栓安装于底座台50上并支撑主轴204；主轴204上设有法兰盘，曲柄盘203与主轴204转动连接；平衡配重块202安装于曲柄盘203一侧，在曲柄盘203转动时起到动平衡作用；曲柄盘203上开有孔位，曲轴销207装入曲柄盘203孔位中；轴套312套设在曲轴销207上，连杆206一端连接于轴套312上。通过轴承座201、曲柄盘 203、主轴204、曲轴销207、轴套312和连杆206共同组成曲柄连杆机构，以实现将主轴204的旋转运动转化为连杆206的往复运动。

进一步地，曲柄盘203上开设的孔位可以是距离盘中心不同中心距的同直径销孔，从而可以调节连杆206的回转半径，以模拟不同回转半径下的工况状态。

进一步地，间隙故障模拟装置30可以参照如图2、3和4所示的结构，间隙故障模拟装置30包括滑块座31、滑块连接销306、滑块307和滑块轴套 308。滑块座31可以通过螺栓安装于底座台50上，滑块座31上设有用于安装滑块307的滑槽，滑槽沿滑块座31横向贯通设置。滑块307可以是内部为空腔的壳体，滑块307上开设有贯通两侧的销孔，滑动连接销306两端连接在滑块307两侧的销孔中，滑块轴套308套设在滑动连接销306中部，往复运动装置20一端套设在滑块轴套308上，当往复运动装置20运动时，能够带动滑块307沿滑槽往复滑动。

具体的，在进行模拟实验时，可以通过更换不同外径大小的滑块轴套308，以此来模拟往复机构一端的滑动轴承在不同间隙的故障情况。

参见图2所示，滑块座31可以包括下压盖301和上压盖304，下压盖301 和上压盖304之间可以通过螺栓连接且两者在之间形成滑槽。在下压盖301 与滑块307接触的底部安装有滑道垫片302，上压盖304与滑块307接触的底部安装有上滑道垫片303。通过设置在滑块座31与滑块307之间设置垫片，可以减小摩擦。下滑道垫片302和上滑道垫片303可以设为可拆卸式的结构，在进行模拟实验时，可以通过更换不同尺寸的滑道垫片，以此来模拟滑块307 在不同的滑道间隙下的故障情况。

参见图3所示，间隙故障模拟装置30还可以包括滑块端盖316，滑块端盖316安装于滑块307外侧并覆盖销孔，以防止灰尘进入滑块307内，从而影响滑块轴套308的正常使用。

进一步地，载荷施加装置40可以采用如图3所示的结构，载荷施加装置 40包括负载支撑座42、调节螺杆43、压力传感器44、导向套45、弹簧46。负载支撑座42安装于底座台50上，调节螺杆43设置在负载支撑座42上并可相对负载支撑座42滑动，且调节螺杆43一端穿过负载支撑座42与滑块307 连接，压力传感器44安装于负载支撑座42上，导向套45连接在调节螺杆43 远离滑块307的另一端，导向套45可以与调节螺杆43螺纹固定，弹簧46套设于调节螺杆43上，且弹簧46的一端与导向套45连接，另一端与压力传感器44相连。当滑块307在移动时，带动调节螺杆43移动，此时弹簧46在导向套45的作用下会逐渐压缩，再利用压力传感器44可测量出往复机构在运动过程中弹簧46的载荷变化情况。通过设置载荷施加装置40能够模拟往复运动装置20在不同工况下的载荷情况。

其中，底座台50可以包括底座板51和支撑脚52。底座板51可以是方形板，支撑脚52安装于底座板51底面，支撑脚52可以是分布在底座板51四个角点的支柱。

该往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置还可以包括L型连接板47、第一加速度传感器205、扭矩传感器17、第二加速传感器305和位移传感器 41。第一加速度传感器205安装于在轴承座201上，用于检测连杆206与曲柄盘203连接一端的间隔故障状态，并采集振动信号。第二加速传感器305 安装在上压盖304上，用于检测连杆206与滑块307之间的间隙故障状态，并采集振动信号。扭矩传感器17通过扭矩传感器底座16安装于底座台50上，扭矩传感器17设置在减速器13与往复运动装置20之间，且扭矩传感器17 一端连接第二联轴器15，另一端可以通过第三联轴器18与曲柄盘203连接。扭矩传感器17主要用于测量曲柄盘203主轴的扭矩转速。位移传感器41通过L型连接板47安装于负载支撑座42的侧壁，用于测量往复机构在运行过程中速度变化情况。通过第一加速度传感器205、扭矩传感器17、第二加速传感器305、位移传感器41构成测试系统,以实验过程中自动采集数据，提高了作业的自动化程度和工作效率，同时也提高了检测的精准度。

具体的，本实用新型在进行往复机构滑动轴承间隙故障模拟试验时，先通过驱动装置10输出转速并通过扭矩传感器17测量输出的扭矩，往复运动装置20将输入的旋转运动转化为往复运动并通过连杆206驱动间隙故障模拟装置30中的滑块307进行往复运动；载荷施加装置40通过与滑块307连接的调节螺杆44，对间隙故障模拟装置30施加载荷，模拟滑动轴承工作时所受的载荷状况；与此同时，安装于轴承座201上的第一加速度传感器205和安装于上压盖304上的第二加速传感器305随时检测滑动轴承由于间隙故障产生的振动信号用于后续的故障分析，安装于L型连接板47上的位移传感器41，测量往复机构运行过程中位移变化。在实验过程中，可以通过更换连杆206 两端的轴套312和滑块轴套308，以更改连杆206与轴套312及滑块轴套308 之间的间隙，进而模拟在不同轴承间隙下的故障情况。

需要说明的是，在整个申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，其特征在于，包括驱动装置(10)、往复运动装置(20)、间隙故障模拟装置(30)、载荷施加装置(40)和底座台(50)；所述驱动装置(10)、往复运动装置(20)、间隙故障模拟装置(30)和载荷施加装置(40)按照动力的传递路线依次连接；所述驱动装置(10)、往复运动装置(20)、间隙故障模拟装置(30)和载荷施加装置(40)均安装于所述底座台(50)上。

2.根据权利要求1所述的往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，其特征在于，所述间隙故障模拟装置(30)包括滑块座(31)、滑块连接销(306)、滑块(307)和滑块轴套(308)；所述滑块座(31)安装于所述底座台(50)上，所述滑块座(31)上设有用于安装所述滑块(307)的滑槽，所述滑块轴套(308)套设在所述滑块连接销(306)上，所述往复运动装置(20)一端套设在滑块连接销(306)上。

3.根据权利要求2所述的往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，其特征在于，所述滑块座(31)包括下压盖(301)和上压盖(304)，所述下压盖(301)与所述上压盖(304)之间形成所述滑槽，所述下压盖(301)与所述滑块(307)接触的底部设有下滑道垫片(302)，所述上压盖(304)与所述滑块(307)接触的底部设有上滑道垫片(303)。

4.根据权利要求3所述的往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，其特征在于，所述载荷施加装置(40)包括负载支撑座(42)、调节螺杆(43)、压力传感器(44)、导向套(45)、弹簧(46)；所述负载支撑座(42)安装于所述底座台(50)上，所述调节螺杆(43)设置在所述负载支撑座(42)上，且所述调节螺杆(43)一端与所述滑块(307)连接，所述压力传感器(44)安装于所述负载支撑座(42)上，所述导向套(45)连接在所述调节螺杆(43)远离所述滑块(307)的另一端，所述弹簧(46)套设于所述调节螺杆(43)上，且所述弹簧(46)的一端与所述导向套(45)连接，另一端与所述压力传感器(44)相连。

5.根据权利要求4所述的往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，其特征在于，所述驱动装置(10)包括电机(11)、减速器(13)、减速器底座(14)；所述减速器(13)一端连接所述电机(11)，另一端连接所述往复运动装置(20)，所述减速器(13)通过所述减速器底座(14)安装于所述底座台(50)上。

6.根据权利要求5所述往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，其特征在于，所述往复运动装置(20)包括轴承座(201)、平衡配重块(202)、曲柄盘(203)、主轴(204)、连杆(206)、曲轴销(207)和轴套(312)；其中，所述轴承座(201)安装于所述底座台(50)上并支撑所述主轴(204)；所述曲柄盘(203)与所述主轴(204)转动连接；所述平衡配重块(202)安装于所述曲柄盘(203)一侧，所述曲柄盘(203)上开设有用于安装所述曲轴销(207)的孔位；所述轴套(312)套设于所述曲轴销(207)上，所述连杆(206)一端连接于所述轴套(312)上。

7.根据权利要求6所述的往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，其特征在于，所述底座台(50)包括底座板(51)和支撑脚(52)，所述支撑脚(52)安装于所述底座板(51)上。

8.根据权利要求7所述往复机构的滑动轴承间隙故障模拟实验装置，其特征在于，还包括L型连接板(47)、第一加速度传感器(205)、扭矩传感器(17)、第二加速传感器(305)和位移传感器(41)；所述第一加速度传感器(205)安装于所述轴承座(201)上，所述第二加速传感器(305)安装于所述上压盖(304)上，所述扭矩传感器(17)安装于所述扭矩传感器底座(16)上；所述L型连接板(47)安装于所述负载支撑座(42)侧壁，所述位移传感器(41)安装于所述L型连接板(47)上。

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