本發(fā)明涉及軸承試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種軸承徑向、軸向、彎矩組合加載的軸承綜合加載裝置及其試驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)：

滾動(dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中關(guān)鍵零部件之一，其性能直接影響著旋轉(zhuǎn)機(jī)械的性能與壽命。而軸承加載試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)臺(tái)對(duì)于研究測(cè)試滾動(dòng)軸承性能有著重要意義。

滾動(dòng)軸承在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通常要承受徑向載荷、軸向載荷、彎矩載荷,而目前常用滾動(dòng)軸承加載試驗(yàn)器多數(shù)僅具有徑向加載、軸向加載，缺少?gòu)澗丶虞d，不能滿足軸承彎矩測(cè)試試驗(yàn)的需求。

目前滾動(dòng)軸承試驗(yàn)臺(tái)常用加載方式主要有液壓加載和機(jī)械加載等。液壓加載通過(guò)液壓缸給軸承施加載荷，需要額外配備液壓泵站、電磁閥等，且需要與PLC等控制系統(tǒng)連接，具有加載載荷大，實(shí)時(shí)反饋調(diào)整優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)器多采用此加載方式，通過(guò)施加軸向和徑向交變載荷，模擬軸承的實(shí)際受力狀態(tài)，例如專利：高速鐵路軸承綜合性能試驗(yàn)臺(tái)(CN 103439112 A)，但采用液壓加載方式具有成本高，維護(hù)困難，易泄露，噪聲大的缺點(diǎn)。常用機(jī)械加載方式有杠桿砝碼加載、彈簧加載、凸輪機(jī)構(gòu)加載等，但位移與力之間是非線性對(duì)應(yīng)的，加載精度就難以把握和實(shí)現(xiàn)，難以便捷的實(shí)現(xiàn)軸承組合加載。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述軸承試驗(yàn)器加載裝置中的不足，提供一種具有簡(jiǎn)單、方便綜合加載裝置的軸承試驗(yàn)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)軸承軸向、徑向、彎矩的綜合加載。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種軸承綜合加載裝置的試驗(yàn)臺(tái),包括軸承試驗(yàn)箱1、轉(zhuǎn)軸2、支點(diǎn)3、聯(lián)軸器4、驅(qū)動(dòng)電機(jī)5、底座6和底臺(tái)7。

所述的支點(diǎn)3中部有階梯孔洞，采用雙角接觸球軸承面裝結(jié)構(gòu)形式，用于支撐轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)；所述的軸承試驗(yàn)箱1和支點(diǎn)3通過(guò)滾動(dòng)軸承與轉(zhuǎn)軸2連接，所述的軸承試驗(yàn)箱1的軸承懸掛在轉(zhuǎn)軸2一側(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被試軸承18徑向、軸向、彎矩組合加載；所述的軸承試驗(yàn)箱1和支點(diǎn)3的下部通過(guò)螺栓與底臺(tái)7固定連接，底臺(tái)7安裝在底座6的一邊。所述的聯(lián)軸器4為彈性聯(lián)軸器或剛性聯(lián)軸器，其一端與轉(zhuǎn)軸2連接，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)，另一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)5連接。所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)5通過(guò)螺栓與底座6的另一邊固定連接。所述的底座6為階梯型。該試驗(yàn)臺(tái)可實(shí)現(xiàn)被試軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的徑向、軸向加載、彎矩加載及任意組合加載。

所述的軸承試驗(yàn)箱1包括箱體11、徑向加載單元12、彎矩加載單元13、軸向加載單元14、軸承座壓蓋15、內(nèi)圈壓蓋16、軸承座17、被試軸承18和外圈壓蓋19。所述的箱體11包括上箱111、箱體前蓋112和下箱113，三部分通過(guò)螺栓連接，所述的下箱113與底臺(tái)7通過(guò)螺栓固定連接。

所述的徑向加載單元12通過(guò)螺旋加載拖動(dòng)軸承座17實(shí)現(xiàn)被試軸承18徑向加載，包括徑向螺栓121、徑向螺母123和徑向力傳感器122；所述的徑向螺栓121與徑向力傳感器122固定連接，徑向螺栓121通過(guò)徑向螺母123與箱體上蓋111固定連接，所述的徑向力傳感器122通過(guò)螺栓與軸承座17的上部固定連接。

所述的彎矩加載單元13通過(guò)螺旋加載拖動(dòng)軸承座壓蓋15實(shí)現(xiàn)對(duì)被試軸承18的彎矩加載，包括彎矩螺栓131、彎矩螺母133和徑向力傳感器132；所述的彎矩螺栓131和彎矩螺母133固定連接，彎矩螺栓131通過(guò)彎矩螺母133與箱體前蓋112固定連接，所述的徑向力傳感器132與軸承座壓蓋15連接。

所述的軸向加載單元14通過(guò)螺旋加載拖動(dòng)軸承座壓蓋15實(shí)現(xiàn)對(duì)被試軸承18的軸向加載，包括軸向螺栓141、軸向螺母143和彎矩力傳感器142；所述的軸向螺栓141與軸向螺母143固定連接，軸向螺栓141通過(guò)徑向螺母143與箱體前蓋112固定連接，所述的彎矩力傳感器142與軸承座壓蓋15連接。

所述的被試軸承18通過(guò)其外圈表面與軸承座17的內(nèi)孔配合，被試軸承18的內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸2的末端軸肩和外圈表面相配合，用于固定被試軸承18位置。所述的外圈壓蓋19通過(guò)螺栓與軸承座17的一側(cè)固定連接，用于固定被試軸承18的外圈。所述的內(nèi)圈壓蓋16通過(guò)螺栓與轉(zhuǎn)軸2的端面連接，用于固定被試軸承18的內(nèi)圈。

所述的支點(diǎn)3包括支點(diǎn)軸承外圈壓蓋31和35、鎖緊螺母32、一對(duì)支承軸承33和軸承支座34；所述的支承軸承33內(nèi)圈固定在轉(zhuǎn)軸2上；所述的支點(diǎn)軸承外圈壓蓋31和35用于軸向固定支承軸承33的外圈；所述的鎖緊螺母32用于鎖緊支承軸承33的內(nèi)圈；所述的軸承支座34固定安裝在底臺(tái)7的上表面。

試驗(yàn)臺(tái)整體上采用懸臂式結(jié)構(gòu)形式，伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)主軸，被試軸承懸臂安裝在主軸一端，方便更換試驗(yàn)軸承。通過(guò)直接對(duì)軸承座加載，實(shí)現(xiàn)軸承不同轉(zhuǎn)速下軸承軸向、徑向和彎矩組合加載試驗(yàn)。螺栓拉桿與力傳感器直接相連，通過(guò)螺旋拉力的方式改變軸承座與箱體之間的距離，實(shí)現(xiàn)載荷的施加，可監(jiān)測(cè)、裝置簡(jiǎn)易、低成本，可在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)情況下進(jìn)行軸承軸向、徑向和彎矩加載的單獨(dú)加載及組合加載試驗(yàn)。

本發(fā)明加載及試驗(yàn)臺(tái)工作原理為：螺栓與力傳感器相連，傳感器與采集系統(tǒng)相連，通過(guò)螺旋拉桿加載、系統(tǒng)采集，實(shí)現(xiàn)加載時(shí)時(shí)控制。軸承座、軸承座壓蓋、被試軸承、軸承內(nèi)外圈壓蓋組成一個(gè)整體。軸向加載裝置與軸承座壓蓋直接相連，通過(guò)螺旋拉拽拖動(dòng)軸承座整體及被試軸承實(shí)現(xiàn)軸承軸向加載；彎矩加載裝置偏離軸承中心軸一定距離，通過(guò)螺旋拉拽拖動(dòng)軸承座整體改變被試軸承與箱體前蓋之間平行關(guān)系實(shí)現(xiàn)軸承外圈彎矩加載；徑向加載裝置通過(guò)螺旋拉拽方式改變軸承座整體與上箱之間距離實(shí)現(xiàn)加載實(shí)現(xiàn)軸承外圈徑向加載。

本發(fā)明的有益效果為：能夠?qū)崿F(xiàn)真實(shí)、簡(jiǎn)易地實(shí)現(xiàn)軸承軸向、徑向，尤其是彎矩載荷施加，安裝拆卸方便，裝置簡(jiǎn)易、成本低。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)剖視示意圖；

圖3為軸承試驗(yàn)箱具體結(jié)構(gòu)三維剖視圖；

圖4為軸承試驗(yàn)箱具體結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖5為軸承加載裝置具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為彎矩加載單元工作原理圖；

圖中：1軸承試驗(yàn)箱；2轉(zhuǎn)軸；3支點(diǎn)；4聯(lián)軸器；5驅(qū)動(dòng)電機(jī)；6底座；7底臺(tái)；11箱體；111上箱；112箱體前蓋；113下箱；12徑向加載單元；13彎矩加載單元；14軸向加載單元；15軸承座壓蓋；16內(nèi)圈壓蓋；17軸承座；18被試軸承；19外圈壓蓋；31、35支點(diǎn)軸承外圈壓蓋；32鎖緊螺母；33支承軸承；34軸承支座；121徑向螺栓；122徑向力傳感器；123徑向螺母；131彎矩螺栓；132徑向力傳感器；133彎矩螺母；141軸向螺栓；142彎矩力傳感器；143軸向螺母。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

所述加載方式為機(jī)械螺旋拉桿加載方式。

結(jié)合圖1，一種軸承綜合加載裝置測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，該試驗(yàn)臺(tái)包括軸承試驗(yàn)箱1、轉(zhuǎn)軸2、支點(diǎn)3、聯(lián)軸器4、驅(qū)動(dòng)電機(jī)5，底座6，底臺(tái)7。所述的軸承試驗(yàn)箱1和支點(diǎn)3下部通過(guò)螺栓與底臺(tái)7固定連接，并安裝在底座6上；所述的軸承試驗(yàn)箱1和支點(diǎn)3通過(guò)滾動(dòng)軸承與轉(zhuǎn)軸2連接，軸承試驗(yàn)箱1軸承懸掛在轉(zhuǎn)軸2一側(cè)，支點(diǎn)3支撐轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)。所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)5位于支點(diǎn)3一側(cè)，通過(guò)聯(lián)軸器4與轉(zhuǎn)軸2連接，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)，所述的聯(lián)軸器4為彈性聯(lián)軸器或剛性聯(lián)軸器。所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)5通過(guò)螺栓與底座6固定連接。

結(jié)合圖2，所述的支點(diǎn)3中部有階梯孔洞，采用雙角接觸球軸承面裝結(jié)構(gòu)形式，包括支點(diǎn)軸承外圈壓蓋31和35、鎖緊螺母32、一對(duì)支承軸承33、軸承支座34。所述的軸承試驗(yàn)箱1中的徑向加載單元12、彎矩加載單元13、軸向加載單元14，用于實(shí)現(xiàn)軸承徑向、軸向、彎矩加載。

結(jié)合圖3，所述的軸承試驗(yàn)箱1包括上箱111、箱體前蓋112、下箱113、徑向加載單元12、彎矩加載單元13、軸向加載單元14、軸承座壓蓋15、內(nèi)圈壓蓋16、軸承座17、被試軸承18、外圈壓蓋19。

結(jié)合圖4及圖5，所述的被試軸承18通過(guò)外圈表面與軸承座17內(nèi)孔配合，通過(guò)內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸2末端軸肩和外徑配合固定軸承位置。所述的外圈壓蓋19通過(guò)螺栓與軸承座17連接來(lái)固定被試軸承18外圈。所述的內(nèi)圈壓蓋16通過(guò)螺栓與轉(zhuǎn)軸2端面連接來(lái)固定被試軸承18內(nèi)圈。

所述的徑向加載單元12通過(guò)螺旋加載拖動(dòng)軸承座17實(shí)現(xiàn)被試軸承18徑向加載，包括徑向螺栓121、徑向螺母123和徑向力傳感器122，所述的徑向螺栓121與徑向力傳感器122固定連接，徑向螺栓121通過(guò)徑向螺母123與箱體上蓋111固定連接，所述的徑向力傳感器122通過(guò)螺栓與軸承座17的上部固定連接。調(diào)整徑向螺母123端面與上箱111接觸，擰緊徑向螺母123，通過(guò)徑向螺栓121與力傳感器122的傳遞使被試軸承18與箱體11間的距離減小，從而產(chǎn)生徑向載荷，徑向力傳感器122測(cè)試加載過(guò)程中載荷大小。

所述的軸向加載單元14通過(guò)螺旋加載拖動(dòng)軸承座壓蓋15實(shí)現(xiàn)對(duì)被試軸承18的軸向加載，包括軸向螺栓141、軸向螺母143和彎矩力傳感器142；所述的軸向螺栓141與軸向螺母143固定連接，軸向螺栓141通過(guò)徑向螺母143與箱體前蓋112固定連接，所述的彎矩力傳感器142與軸承座壓蓋15連接。調(diào)整軸向螺母143端面與箱體前蓋112接觸，擰緊軸向螺母143，通過(guò)軸向螺栓141與力傳感器142的傳遞使被試軸承18與箱體11間的距離減小，從而產(chǎn)生軸向載荷，軸向力傳感器142測(cè)試加載過(guò)程中載荷大小。

結(jié)合圖5、圖6，所述的彎矩加載單元13通過(guò)螺旋加載拖動(dòng)軸承座壓蓋15實(shí)現(xiàn)對(duì)被試軸承18的彎矩加載，包括彎矩螺栓131、彎矩螺母133和徑向力傳感器132；所述的彎矩螺栓131和彎矩螺母133固定連接，彎矩螺栓131通過(guò)彎矩螺母133與箱體前蓋112固定連接，所述的徑向力傳感器132與軸承座壓蓋15連接。調(diào)整螺母133端面與箱體前蓋112接觸，擰緊螺母143，對(duì)軸承座17整體產(chǎn)生力F，再通過(guò)調(diào)整彎矩加載單元13與被測(cè)軸承18中心軸的距離S，從而產(chǎn)生彎矩M，彎矩力傳感器132測(cè)試加載過(guò)程中載荷大小。