一种可施加复杂载荷的轴承实验台制造技术

本发明专利技术属于轴承性能测试装置的设计领域，涉及一种可施加复杂载荷的轴承性能测试实验台。本发明专利技术装置可实现轴承轴向、径向、力矩载荷及动静载荷的联合施加，并给出了复杂载荷下实验轴承轴承座的设计方法和自定心加载装置的设计方案，解决了当前轴承性能检测中难以模拟轴承真实工况的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可施加复杂载荷的轴承实验台
本专利技术属于轴承性能测试装置的设计领域，涉及一种可施加复杂载荷的轴承性能测试实验台。
技术介绍
轴承作为一种支撑零部件，被广泛的应用在航天、军工、医疗等诸多行业的旋转机械中，且多数情况下轴承会处于多种联合载荷的作用下运行，若轴承承受某一载荷的能力未达到标准，可能导致轴承故障的发生，例如轴承承受偏载的能力不足，将导致轴承发生偏磨、局部脱落等故障，更为严重的将影响整机的运行，因此对轴承承受复杂载荷的性能进行充分的检测是极其重要的。国内外已有多个专利及论文设计了用于轴承性能检测的试验台，但由于未充分考虑轴承承受的载荷工况，使得所设计试验台不具有较好的适用性。例如推力轴承实验台动静载联合加载装置(2012205749696)设计了一种推力轴承动静联合载荷的施加装置，该装置利用弹簧和电机的组合实现了推力轴承动静载的联合施加，但该装置仅能应用于推力轴承，且不能施加径向载荷及偏载载荷；滚动轴承实验台(2008300578746)设计了一种利用丝杠施加轴承轴向及径向载荷的轴承实验台，但由于该实验台设计上的缺陷及没有合理的动力装置，使得该实验台不能施加动载荷和偏载载荷；一种向心滚动轴承实验台(2017212697059)设计了一种在实验台测试装置底部安装动力装置的向心滚动轴承实验台，该实验台实现了动静载荷及径向与轴承载荷的联合施加，但该实验台没有偏载施加装置，且仅适用于向心滚动轴承，使得该装置不具有普遍适用性。
技术实现思路
针对上述提出的目前轴承实验台难以施加复杂载荷的问题，本专利技术设计了一种可施加复杂载荷的轴承实验台，该装置可实现轴承轴向、径向、力矩载荷及动静载荷的联合施加，并给出了复杂载荷下实验轴承轴承座的设计方法和自定心加载装置的设计方案，解决了当前轴承性能检测中难以模拟轴承真实工况的问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种可施加复杂载荷的轴承实验台，包括支撑装置1、加载装置2、实验装置3和测试装置4；所述的支撑装置1是加载装置2和实验装置3的支撑装置；加载装置2用于完成复杂载荷的施加；所述的实验装置3为实验轴承的安装装置；所述的测试装置4为传感器，可根据实验者所要测试的数据选择不同的传感器并布置。所述的支撑装置1包括实验台整体支架11、主轴左端支撑轴承12和主轴右端支撑轴承13；所述的实验台整体支架11为轴承实验台的整体支架，为n形结构，其底部固定安装在地基上，实验台整体支架11中部的左右两侧对称开有安装孔，分别用于安装主轴左端支撑轴承12和主轴右端支撑轴承13。所述的加载装置2位于实验台整体支架11的内部空间内，包括结构完全相同的轴向上端加载装置21、轴向下端加载装置22和径向加载装置23，实现三个方向的载荷施加；轴向上端加载装置21和轴向下端加载装置22水平安装在实验台整体支架11同一侧，且分别位于主轴左端支撑轴承12的上方和下方；径向加载装置23竖直安装在地基上；以轴向上端加载装置21为例，所述的轴向上端加载装置21包括加载液压缸主体211、加载接头体212和压力传感器213；所述的轴向上端加载液压缸主体211安装在实验台整体支架11上，前端为球体结构，轴向上端加载接头体212与球体结构的端部固定连接为一体，实现自定心功能，保证加载方向始终指向轴向方向；加载接头体212的前端与实验装置3的上端传力结构331相配合，将轴向上端加载装置21所施加的载荷传递到轴承座33上；且加载接头体212与上端传力结构331之间设有压力传感器213，用于测试轴向上端加载装置21所施加的载荷大小。所述的轴向上端加载接头体212与上端传力结构331配合处设有上端缺口2121和下端缺口2122；上端传力结构331侧面上的导向块3311卡在上端缺口2121中，防止加载接头体212发生转动；所述的下端缺口2122为压力传感器213的导线引出口。所述的实验装置3包括主轴31、轴承座支架32、轴承座33、轴承盖34和实验轴承35；所述的主轴31的两端安装在主轴左端支撑轴承12和主轴右端支撑轴承13上，主轴31的中部安装有实验轴承35；实验轴承35安装在轴承座33上，且轴承盖34安装在轴承座33上，以压紧实验轴承35；主轴31外端连接电机，实现轴承动态性能的测试。所述的轴承座33，其中部开有安装孔332用于安装实验轴承35，轴承座33上设有前端支撑杆334、后端支撑杆335、上端传力结构331、下端传力结构333和径向传力结构336；前端支撑杆334和后端支撑杆335的结构相同，分别位于轴承座33前端面和后端面，上端传力结构331和下端传力结构333位于轴承座33的同一个侧面上，径向传力结构336位于轴承座33的底面；所述的上端传力结构331、下端传力结构333和径向传力结构336均为杆状结构，分别与轴向上端加载装置21、轴向下端加载装置22和径向加载装置23的加载接头体相配合，使加载装置所施加载荷作用在轴承座33上，进而将载荷传递到实验轴承35上；所述的轴承座支架32共两个，对称布置于轴承座33的两侧；轴承座支架32的底部设有螺栓孔323，以将轴承座支架32固定在地基上；轴承座支架32上部的内侧设有滑块导轨322，两个滑块321分别安装在两个滑块导轨322中，滑块321的中部设有开孔，前端支撑杆334和后端支撑杆335分别安装在两个滑块321的开孔中，滑块321在径向加载装置23的液压装置作用下在滑块导轨322内上下滑动，从而与前端支撑杆334和后端支撑杆335一起带动轴承座33沿轴承座支架32上下滑动，且轴向上端加载装置21或轴向下端加载装置22的液压装置可使前端支撑杆334和后端支撑杆335在滑块321的开孔中转动，实现轴承座33在轴向上端加载装置21或轴向下端加载装置22所施加力矩载荷时发生转动。本专利技术的有益效果为：本专利技术给出了一种可施加复杂载荷的轴承实验台的设计方案，该实验台可进行轴承径向载荷、轴向载荷及力矩载荷的施加，同时可实现轴承静态以及动态性能测试。实验台包括一种可选择性限制不相关自由度的轴承座结构，该轴承座可实现力矩载荷下释放轴承在力矩方向的转动自由度而限制其余自由度，径向载荷下释放轴承在径向载荷方向的自由度而限制其余自由度的功能。同时，该实验台包括一种可以自动定心的加载结构，使得载荷方向不受轴承变形的影响，始终指向初始载荷方向。本专利技术还提供了实验轴承各种载荷的施加方式，本专利技术可用于承受复杂工况的轴承动态性能及静态性能的检测。附图说明图1是本专利技术一种可施加复杂载荷的轴承实验台整体示意图；图2是本专利技术实验装置的纵向半剖视图；图3是本专利技术实验装置的横向半剖视图；图4是本专利技术自定心加载装置接头处局部剖视图；图5是实验轴承轴承座示意图；图6是实验轴承轴承座支架示意图；图7是测试轴承轴承座与测试轴承轴承座支架配合示意图；图8是测试装置示意图。图中：1支撑装置，2加载装置，3实验装置，4测试装置；11实验台整体支架，12主轴左端支撑轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可施加复杂载荷的轴承实验台，其特征在于，所述的可施加复杂载荷的轴承实验台包括支撑装置(1)、加载装置(2)、实验装置(3)和测试装置(4)；所述的支撑装置(1)是加载装置(2)和实验装置(3)的支撑装置；加载装置(2)用于完成复杂载荷的施加；所述的实验装置(3)为实验轴承的安装装置；所述的测试装置(4)为传感器，根据实验者所要测试的数据选择不同的传感器并布置；/n所述的支撑装置(1)包括实验台整体支架(11)、主轴左端支撑轴承(12)和主轴左端支撑轴承(13)；所述的实验台整体支架(11)为轴承实验台的整体支架，为n形结构，其底部固定安装在地基上，实验台整体支架(11)中部的左右两侧对称开有安装孔，分别用于安装主轴左端支撑轴承(12)和主轴左端支撑轴承(13)；/n所述的加载装置(2)位于实验台整体支架(11)的内部空间内，包括结构完全相同的轴向上端加载装置(21)、轴向下端加载装置(22)和径向加载装置(23)，实现三个方向的载荷施加；轴向上端加载装置(21)和轴向下端加载装置(22)水平安装在实验台整体支架(11)同一侧，且分别位于主轴左端支撑轴承(12)的上方和下方；径向加载装置(23)竖直安装在地基上；/n以轴向上端加载装置(21)为例，所述的轴向上端加载装置(21)包括加载液压缸主体(211)、加载接头体(212)和压力传感器(213)；所述的轴向上端加载液压缸主体(211)安装在实验台整体支架(11)上，前端为球体结构，轴向上端加载接头体(212)与球体结构的端部固定连接为一体，实现自定心功能，保证加载方向始终指向轴向方向；加载接头体(212)的前端与实验装置(3)的上端传力结构(331)相配合，将轴向上端加载装置(21)所施加的载荷传递到轴承座(33)上；且加载接头体(212)与上端传力结构(331)之间设有压力传感器(213)，用于测试轴向上端加载装置(21)所施加的载荷大小；/n所述的轴向上端加载接头体(212)与上端传力结构(331)配合处设有上端缺口(2121)和下端缺口(2122)；上端传力结构(331)侧面上的导向块(3311)卡在上端缺口(2121)中，防止加载接头体(212)发生转动；所述的下端缺口(2122)为加载接头体(213)的导线引出口；/n所述的实验装置(3)包括主轴(31)、轴承座支架(32)、轴承座(33)、轴承盖(34)和实验轴承(35)；所述的主轴(31)的两端安装在主轴左端支撑轴承(12)和主轴左端支撑轴承(13)上，主轴(31)的中部安装有实验轴承(35)；实验轴承(35)安装在轴承座(33)上，且轴承盖(34)安装在轴承座(33)上，以压紧实验轴承(35)；主轴(31)外端连接电机，实现轴承动态性能的测试；/n所述的轴承座(33)，其中部开有安装孔(332)用于安装实验轴承(35)，轴承座(33)上设有前端支撑杆(334)、后端支撑杆(335)、上端传力结构(331)、下端传力结构(333)和径向传力结构(336)；前端支撑杆(334)和后端支撑杆(335)的结构相同，分别位于轴承座(33)前端面和后端面，上端传力结构(331)和下端传力结构(333)位于轴承座(33)的同一个侧面上，径向传力结构(336)位于轴承座(33)的底面；所述的上端传力结构(331)、下端传力结构(333)和径向传力结构(336)均为杆状结构，分别与轴向上端加载装置(21)、轴向下端加载装置(22)和径向加载装置(23)的加载接头体相配合，使加载装置所施加载荷作用在轴承座(33)上，进而将载荷传递到实验轴承(35)上；/n所述的轴承座支架(32)共两个，对称布置于轴承座(33)的两侧；轴承座支架(32)的底部设有螺栓孔(323)，以将轴承座支架(32)固定在地基上；轴承座支架(32)上部的内侧设有滑块导轨(322)，两个滑块(321)分别安装在两个滑块导轨(322)中，滑块(321)的中部设有开孔，前端支撑杆(334)和后端支撑杆(335)分别安装在两个滑块(321)的开孔中，滑块(321)在径向加载装置(23)的液压装置作用下在滑块导轨(322)内上下滑动，从而与前端支撑杆(334)和后端支撑杆(335)一起带动轴承座(33)沿轴承座支架(32)上下滑动；且轴向上端加载装置(21)或轴向下端加载装置(22)的液压装置可使前端支撑杆(334)和后端支撑杆(335)在滑块(321)的开孔中转动，实现轴承座(33)在轴向上端加载装置(21)或轴向下端加载装置(22)所施加力矩载荷时发生转动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可施加复杂载荷的轴承实验台，其特征在于，所述的可施加复杂载荷的轴承实验台包括支撑装置(1)、加载装置(2)、实验装置(3)和测试装置(4)；所述的支撑装置(1)是加载装置(2)和实验装置(3)的支撑装置；加载装置(2)用于完成复杂载荷的施加；所述的实验装置(3)为实验轴承的安装装置；所述的测试装置(4)为传感器，根据实验者所要测试的数据选择不同的传感器并布置；
所述的支撑装置(1)包括实验台整体支架(11)、主轴左端支撑轴承(12)和主轴左端支撑轴承(13)；所述的实验台整体支架(11)为轴承实验台的整体支架，为n形结构，其底部固定安装在地基上，实验台整体支架(11)中部的左右两侧对称开有安装孔，分别用于安装主轴左端支撑轴承(12)和主轴左端支撑轴承(13)；
所述的加载装置(2)位于实验台整体支架(11)的内部空间内，包括结构完全相同的轴向上端加载装置(21)、轴向下端加载装置(22)和径向加载装置(23)，实现三个方向的载荷施加；轴向上端加载装置(21)和轴向下端加载装置(22)水平安装在实验台整体支架(11)同一侧，且分别位于主轴左端支撑轴承(12)的上方和下方；径向加载装置(23)竖直安装在地基上；
以轴向上端加载装置(21)为例，所述的轴向上端加载装置(21)包括加载液压缸主体(211)、加载接头体(212)和压力传感器(213)；所述的轴向上端加载液压缸主体(211)安装在实验台整体支架(11)上，前端为球体结构，轴向上端加载接头体(212)与球体结构的端部固定连接为一体，实现自定心功能，保证加载方向始终指向轴向方向；加载接头体(212)的前端与实验装置(3)的上端传力结构(331)相配合，将轴向上端加载装置(21)所施加的载荷传递到轴承座(33)上；且加载接头体(212)与上端传力结构(331)之间设有压力传感器(213)，用于测试轴向上端加载装置(21)所施加的载荷大小；
所述的轴向上端加载接头体(212)与上端传力结构(331)配合处设有上端缺口(2121)和下端缺口(2122)；上端传力结构(331)侧面上的导向块(3311)卡在上端缺口(2121)中，防止加载接头体(212)发生转动；所述的下端缺口(2122)为加载接头体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫洋洋，张俊玲，王绍清，
申请(专利权)人：潍坊科技学院，
类型：发明
国别省市：山东;37