本發(fā)明涉及一種軸承試驗(yàn)機(jī)軸系結(jié)構(gòu)，具體的說是一種圓柱滾子軸承雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)機(jī)軸系結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

軸承是各類裝備制造中的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定著裝備的性能、可靠性及壽命；由于軸承的工作環(huán)境惡劣、承受的載荷工況復(fù)雜、要有足夠長甚至是裝備全壽命周期免維護(hù)等等，在設(shè)計(jì)、開發(fā)研制和生產(chǎn)制造過程中必須在試驗(yàn)機(jī)上對(duì)軸承做相應(yīng)模擬工況的驗(yàn)證，為研究、設(shè)計(jì)、制造和使用提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為軸承的設(shè)計(jì)、制造和使用提供依據(jù)。高溫、高速精密軸間軸承的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及其試驗(yàn)技術(shù)主要被國外少數(shù)幾個(gè)跨國公司所壟斷，我國此類試驗(yàn)機(jī)的研發(fā)始于7、80年代，由于受當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)、制造、使用等所限制，試驗(yàn)軸承的內(nèi)、外直徑也僅限中、小尺寸，極限轉(zhuǎn)速也較低，不能滿足現(xiàn)在大直徑、高溫、高轉(zhuǎn)速軸間軸承的試驗(yàn)要求。

現(xiàn)有的軸承試驗(yàn)機(jī)大多數(shù)采用的是單轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸與試驗(yàn)軸承的內(nèi)圈或外圈相連接，在試驗(yàn)機(jī)上可以方便地實(shí)現(xiàn)軸承的旋轉(zhuǎn)及加載形式的模擬試驗(yàn)，但是這種軸承試驗(yàn)機(jī)存在著許多不足。因?yàn)橹荒芘c內(nèi)圈或外圈固定，當(dāng)試驗(yàn)軸承需要內(nèi)圈和外圈同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，試驗(yàn)機(jī)便不能適用。雖然也有一些可以使軸承內(nèi)外圈同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)的雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)機(jī)，但是一般只能對(duì)小直徑、低速的軸承進(jìn)行試驗(yàn)，無法對(duì)大直徑、高轉(zhuǎn)速、高油工作環(huán)境的軸承進(jìn)行試驗(yàn)。

在軸承試驗(yàn)中，試驗(yàn)轉(zhuǎn)速是非常重要的一個(gè)參數(shù)，現(xiàn)有技術(shù)中的試驗(yàn)機(jī)受限于軸系設(shè)計(jì)制造水平及加載裝置結(jié)構(gòu)形式，試驗(yàn)轉(zhuǎn)速只能達(dá)到15000rpm左右，無法試驗(yàn)大型、工作中內(nèi)外圈同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)、高溫、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)科學(xué)，可以有效提高試驗(yàn)轉(zhuǎn)速，且能夠?qū)ν馊蛢?nèi)圈同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)的一種圓柱滾子軸承雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)機(jī)軸系結(jié)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體方案為：

一種圓柱滾子軸承雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)機(jī)軸系結(jié)構(gòu)，設(shè)置在軸承試驗(yàn)機(jī)內(nèi)部，包括內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸和外圈轉(zhuǎn)子軸，試驗(yàn)軸承固定套設(shè)在內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸的試驗(yàn)端，其外圈壓設(shè)在外圈轉(zhuǎn)子軸試驗(yàn)端的內(nèi)孔中，所述內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸上還套設(shè)有第一支承軸承組和徑向加載軸承，且徑向加載軸承位于第一支承軸承組和試驗(yàn)軸承之間；所述外圈轉(zhuǎn)子軸上還套設(shè)有陪試軸承和第二支承軸承組；所述陪試軸承與徑向加載軸承關(guān)于試驗(yàn)軸承對(duì)稱，第二支承軸承組和第一支承軸承組關(guān)于試驗(yàn)軸承對(duì)稱；所述第一支承軸承組和第二支承軸承組均包括兩個(gè)并列設(shè)置的角接觸軸承，其中靠近試驗(yàn)軸承的一個(gè)為支承軸承，另外一個(gè)為軸向加載軸承，在支承軸承和軸向加載軸承之間還設(shè)置有隔套。

所述內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸的試驗(yàn)端上固定套設(shè)有環(huán)下潤滑套，所述試驗(yàn)軸承套設(shè)在環(huán)下潤滑套上，其內(nèi)圈通過環(huán)下潤滑套外壁上設(shè)置的軸肩結(jié)構(gòu)和短階梯套軸向限位固定；所述外圈轉(zhuǎn)子軸的試驗(yàn)端還固定連接有試驗(yàn)軸承壓環(huán)，試驗(yàn)軸承壓環(huán)將試驗(yàn)軸承的外圈軸向限位。

所述徑向加載軸承為圓柱滾子軸承，其內(nèi)圈通過軸肩和第二階梯套軸向限位，外圈固定連接有徑向加載軸承座；在徑向加載軸承座遠(yuǎn)離試驗(yàn)軸承的一側(cè)還固定連接有徑向加載軸承配油盤，徑向加載軸承配油盤向徑向加載軸承提供潤滑油氣，并將徑向加載軸承的外圈軸向限位；所述徑向加載軸承座的上部還開設(shè)有一個(gè)凹槽，在凹槽內(nèi)設(shè)置有緩沖墊。

所述陪試軸承為圓柱滾子軸承，其內(nèi)圈通過軸肩與階梯套軸向限位、外圈與陪試軸承座固定連接，在陪試軸承的側(cè)方還設(shè)置有陪試軸承配油盤，陪試軸承配油盤與陪試軸承座固定連接，用于向陪試軸承提供潤滑油；在陪試軸承座的兩側(cè)還分別設(shè)置有壓環(huán)A和壓環(huán)B，均與試驗(yàn)機(jī)機(jī)體固定連接，用于將陪試軸承座軸向限位。

所述支承軸承的外圈與角接觸軸承固定壓盤固定連接，軸向加載軸承的外圈與角接觸軸承浮動(dòng)壓盤固定連接；在兩個(gè)角接觸軸承之間還設(shè)置有角接觸軸承油氣潤滑配油盤，角接觸軸承油氣潤滑配油盤固定在角接觸軸承固定壓盤上并且設(shè)置有雙向噴嘴，雙向噴嘴分別朝向支承軸承和軸向加載軸承。

所述角接觸軸承固定壓盤靠近試驗(yàn)軸承的一側(cè)還固定連接有角接觸軸承壓環(huán)，角接觸軸承壓環(huán)與試驗(yàn)機(jī)機(jī)體固定連接并將角接觸軸承固定壓盤軸向限位。

所述角接觸軸承浮動(dòng)壓盤背向角接觸軸承固定壓盤的一側(cè)嵌設(shè)有承壓環(huán)，用于承受軸向載荷，在承壓環(huán)的靠近試驗(yàn)軸承的一側(cè)還設(shè)置有若干個(gè)壓力傳感器，每個(gè)壓力傳感器的引導(dǎo)線孔裝有一個(gè)導(dǎo)向銷，導(dǎo)向銷貫通設(shè)置在所述角接觸軸承浮動(dòng)壓盤和角接觸軸承固定壓盤的內(nèi)部。

所述角接觸軸承浮動(dòng)壓盤上還套設(shè)有直線軸承及保持架。

有益效果：

1、本發(fā)明采用支承軸承搭配軸向加載軸承的組合方式，能夠隨著試驗(yàn)轉(zhuǎn)速的變化，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)支承軸承的軸向加載力，實(shí)現(xiàn)支承軸承剛度在軸系全工作轉(zhuǎn)速范圍的自動(dòng)調(diào)節(jié)匹配；

2、采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，能夠?qū)υ囼?yàn)軸承進(jìn)行內(nèi)外圈單向同速轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)、單向異速轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)、雙向同速轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)或者雙向異速轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)方式靈活，適用范圍廣；

3、徑向加載環(huán)節(jié)中通過緩沖墊傳遞載荷，能夠減小加載過程中的摩擦以及內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸的振動(dòng)；

4、各個(gè)陪試軸承均采用油氣潤滑的方式，潤滑效果好，在高速旋轉(zhuǎn)的情況下依然能夠滿足潤滑的需求，而且使用的潤滑油量比較低，而且陪試軸承與試驗(yàn)機(jī)機(jī)體之間均采用過渡套工裝進(jìn)行連接，更換陪試軸承時(shí)只需要更換相應(yīng)的過渡套工裝即可，降低了試驗(yàn)成本；

5、試驗(yàn)軸承通過環(huán)下潤滑套和階梯套組成的過渡套設(shè)置在內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸上，針對(duì)不同內(nèi)徑的軸承，只需要更換相應(yīng)的過渡度套即可進(jìn)行試驗(yàn)，無需更換轉(zhuǎn)子軸，降低了試驗(yàn)的復(fù)雜程度，減少了試驗(yàn)成本。

附圖說明

圖1是整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是支承軸承組及所連接部件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3試驗(yàn)軸承、徑向加載軸承、陪試軸承及各軸承所連接部件結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1、內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸，2、第一階梯套，3、隔套，4、角接觸軸承浮動(dòng)壓盤，5、角接觸軸承油氣潤滑配油盤，6、直線軸承，7、角接觸軸承固定壓盤，8、角接觸軸承壓環(huán)，9、導(dǎo)向銷，10、第二階梯套，11、徑向加載軸承配油盤，12、徑向加載軸承座，13、環(huán)下潤滑套，14、短階梯套，15、試驗(yàn)軸承壓環(huán)，16、外圈轉(zhuǎn)子軸，17、壓環(huán)A，18、陪試軸承座，19、壓環(huán)B，20、振動(dòng)傳感器支架，21、試驗(yàn)軸承，22、徑向加載軸承，23、陪試軸承，24、緩沖墊，25、陪試軸承配油盤，26第一支承軸承組，27、第二支承軸承組，28、承壓環(huán)，29、壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

如圖1至圖3所示，一種圓柱滾子軸承雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)機(jī)軸系結(jié)構(gòu)，設(shè)置在軸承試驗(yàn)機(jī)內(nèi)部，包括內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸1和外圈轉(zhuǎn)子軸16。在內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸1的試驗(yàn)端上固定套設(shè)有環(huán)下潤滑套13，環(huán)下潤滑套13的外壁上設(shè)置有軸肩結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)軸承21套設(shè)在環(huán)下潤滑套13上，且內(nèi)圈被軸肩結(jié)構(gòu)和短階梯套14軸向限位固定，短階梯套14設(shè)置在試驗(yàn)軸承21靠近外圈轉(zhuǎn)子軸16的一側(cè)。所述試驗(yàn)軸承21的外圈壓設(shè)在外圈轉(zhuǎn)子軸16試驗(yàn)端的內(nèi)孔中，外圈轉(zhuǎn)子軸16的試驗(yàn)端還固定連接有試驗(yàn)軸承壓環(huán)15，試驗(yàn)軸承壓環(huán)15將試驗(yàn)軸承21的外圈軸向限位。試驗(yàn)軸承壓環(huán)15采用10個(gè)沿圓周方向均勻分布的M6*20螺栓及彈簧墊圈固定在外圈轉(zhuǎn)子軸16的試驗(yàn)端上。所述環(huán)下潤滑套13和短階梯套14組成的過渡套，針對(duì)不同型號(hào)的試驗(yàn)軸承21，只需要更換相應(yīng)的過渡套以匹配試驗(yàn)軸承21的內(nèi)徑即可進(jìn)行試驗(yàn)，無需更換轉(zhuǎn)子軸，方便快捷而且能節(jié)約試驗(yàn)成本。

所述內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸1上還套設(shè)有第一支承軸承組26和徑向加載軸承22，且徑向加載軸承22位于第一支承軸承組26和試驗(yàn)軸承21之間；所述外圈轉(zhuǎn)子軸16上還套設(shè)有陪試軸承23和第二支承軸承組27；所述陪試軸承23與徑向加載軸承22關(guān)于試驗(yàn)軸承21對(duì)稱，第二支承軸承組27和第一支承軸承組26關(guān)于試驗(yàn)軸承21對(duì)稱。

所述徑向加載軸承22為圓柱滾子軸承，其內(nèi)圈通過內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸1上設(shè)置的軸肩和第二階梯套10軸向限位，且第二階梯套10設(shè)置在徑向加載軸承22靠近第一支承軸承組26的一側(cè)。徑向加載軸承22的外圈壓裝在徑向加載軸承座12的內(nèi)孔中，在徑向加載軸承座12靠近第一支撐軸承組26的一側(cè)還固定連接有徑向加載軸承配油盤11，連接方式為采用10個(gè)M8*30螺栓及彈簧墊圈固定，徑向加載軸承配油盤11用于向徑向加載軸承22提供潤滑油氣并將徑向加載軸承22的外圈軸向限位，潤滑方式采用油氣潤滑，能夠提高潤滑效果、減小了徑向加載軸承22的摩擦發(fā)熱，有效提高了軸系的高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度，延長了試驗(yàn)機(jī)使用壽命。徑向加載軸承配油盤11的左端開設(shè)有多個(gè)進(jìn)油孔，每個(gè)進(jìn)油孔連通一個(gè)沿徑向設(shè)置在配油盤內(nèi)部的油道，油道的另一端連通有噴油嘴，噴油嘴向徑向加載軸承22噴射潤滑油氣。多入多出的油氣路設(shè)計(jì)，不僅可以使每個(gè)噴嘴噴出等壓的潤滑油氣，而且可以使?jié)櫥蜌饩鶆虻刈饔迷趶较蚣虞d軸承22上。所述徑向加載軸承座12的上部還設(shè)置有緩沖墊24，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，在徑向加載軸承座12的上方設(shè)置徑向加載裝置，徑向加載裝置將載荷時(shí)間在緩沖墊24上，進(jìn)而依次通過徑向加載軸承座12、徑向加載軸承22和內(nèi)圈轉(zhuǎn)子軸1將徑向載荷施加到試驗(yàn)軸承21上。通過設(shè)置緩沖墊24，使徑向加載過程有了減震耐磨環(huán)節(jié)，能夠防止因振動(dòng)使加載力信號(hào)的采集、測量產(chǎn)生誤差，同時(shí)也有效避免了軸系以外振動(dòng)對(duì)軸系的影響。

所述陪試軸承23為圓柱滾子軸承，其內(nèi)圈通過階梯套軸向限位，外圈則與陪試軸承座18固定連接，在陪試軸承23的側(cè)方還設(shè)置有陪試軸承配油盤25，陪試軸承配油盤25與陪試軸承座18固定連接，用于向陪試軸承23提供潤滑油氣。為了將陪試軸承座18軸向限位，在陪試軸承上部設(shè)置第一壓蓋，第一壓蓋固定在試驗(yàn)機(jī)機(jī)體上，在陪試軸承座18的左右兩端分別設(shè)置有壓環(huán)A17和壓環(huán)B19，壓環(huán)A17和壓環(huán)B19分別與第一壓蓋固定和試驗(yàn)機(jī)機(jī)體固定連接，將陪試軸承座18軸向限位，連接方式為通過6個(gè)M10*20螺栓及彈簧墊圈固定。如果要更換不同型號(hào)的陪試軸承23，只需要更換陪試軸承座18與陪試軸承配油盤25構(gòu)成的過渡套工裝即可進(jìn)行試驗(yàn)，無需對(duì)試驗(yàn)機(jī)的整體固定結(jié)構(gòu)做出變動(dòng)，可以滿足多種不同的試驗(yàn)工況。

所述第一支承軸承組26和第二支承軸承組27均包括兩個(gè)并列設(shè)置的角接觸軸承，其中靠近試驗(yàn)軸承21的一個(gè)為支承軸承，另外一個(gè)為軸向加載軸承，在支承軸承和軸向加載軸承之間還設(shè)置有隔套3。所述支承軸承的外圈通過32個(gè)M8*20螺栓及彈簧墊圈與角接觸軸承固定壓盤7固定連接，軸向加載軸承的外圈通過32個(gè)M8*20螺栓及彈簧墊圈與角接觸軸承浮動(dòng)壓盤4固定連接。在兩個(gè)角接觸軸承之間還設(shè)置有雙向噴嘴的角接觸軸承油氣潤滑配油盤5，角接觸軸承油氣潤滑配油盤5固定在角接觸軸承固定壓盤7上，雙向的噴嘴分別向支承軸承和軸向加載軸承的滾道噴射潤滑油氣。在角接觸軸承固定壓盤7和角接觸軸承浮動(dòng)壓盤4的上部還設(shè)置有第二壓蓋，第二壓蓋與試驗(yàn)機(jī)機(jī)體固定連接。在第二壓蓋的右端還設(shè)置有角接觸軸承壓環(huán)8，角接觸軸承壓環(huán)8采用18個(gè)M8*20螺栓及彈簧墊圈與第二壓蓋和試驗(yàn)機(jī)及體均固定連接，進(jìn)而將角接觸軸承固定壓盤7靠近外圈轉(zhuǎn)子軸16的一側(cè)軸向限位。角接觸軸承浮動(dòng)壓盤4通過直線軸承6及其保持架與第二壓蓋滑動(dòng)連接，減少角接觸軸承浮動(dòng)壓盤4與第二壓蓋之間的摩擦，并提高整體剛度。因?yàn)閳A柱滾子軸承在工作時(shí)不承受軸向載荷，因此在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，角接觸軸承固定壓盤7需要軸向限位，從而保證支承軸承在軸向上不會(huì)發(fā)生偏移，防止轉(zhuǎn)子軸在支承軸承的作用下發(fā)生軸向的移動(dòng)而導(dǎo)致試驗(yàn)軸承21的內(nèi)外圈發(fā)生脫離。

所述角接觸軸承浮動(dòng)壓盤4背向角接觸軸承固定壓盤7的一側(cè)嵌設(shè)有承壓環(huán)28，承壓還28的外側(cè)設(shè)置有軸向加載裝置，軸向加載裝置輸出軸向載荷并施加到承壓環(huán)28上，進(jìn)而依次通過角接觸軸承浮動(dòng)壓盤4、軸向加載軸承和隔套3向支承軸承施加載荷。與傳統(tǒng)的采用單軸承的支撐方式相比，可以根據(jù)轉(zhuǎn)速靈活調(diào)整加載力，使支承軸承的剛度能夠跟隨轉(zhuǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到提高試驗(yàn)轉(zhuǎn)速的目的。在承壓環(huán)28遠(yuǎn)離試驗(yàn)軸承21的一側(cè)還設(shè)置有若干個(gè)壓力傳感器29，在試驗(yàn)時(shí)，壓力傳感器29優(yōu)選為3個(gè)，每個(gè)壓力傳感器29測得的壓力數(shù)值的合即為軸向加載裝置輸出的軸向載荷。每個(gè)壓力傳感器29的引導(dǎo)線孔裝有一個(gè)中空結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向銷9，導(dǎo)向銷9貫通設(shè)置在所述角接觸軸承固定壓盤7的內(nèi)部，且一端通過螺紋固定在角接觸軸承浮動(dòng)壓盤4中，導(dǎo)向銷9既完成角接觸軸承浮動(dòng)壓盤4和角接觸軸承固定壓盤7的導(dǎo)向安裝，同時(shí)用于引出壓力傳感器29的引導(dǎo)線。