间歇式摩擦磨损试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了间歇式摩擦磨损试验装置，包括驱动装置

【技术实现步骤摘要】
间歇式摩擦磨损试验装置


[0001]本专利技术属于风电偏航轴承磨损试验设备
，具体涉及间歇式摩擦磨损试验装置
。

技术介绍

[0002]轴承作为风力发电机组中的核心零部件之一，其性能对风电的启停与平稳运行均有重要影响，是保障风电机组稳定可靠的关键要素
。
其中，偏航轴承连接着风电塔筒和机舱，其作用是在偏航电机的驱动下带动机舱转动，使得机舱指向与风向保持一致，以提升整机对风能的利用效率
。
偏航轴承要求具备良好的承载能力，能够同时承受较大的轴向载荷
、
径向载荷与倾覆力矩
。
现有的偏航轴承大部分采用的滚动轴承形式，普遍应用于中低功率的风电机型
。
随着市场对大功率风电机型的开发需求日渐增长，相对应的滚动轴承在尺寸结构
、
使用性能和制造成本等方面都暴露出一定的局限性
。
在此背景之下，业界尝试用稳定性更好
、
杂质包容性更优以及加工成本更低的滑动轴承来替代滚动轴承
。
采用滑动轴承形式来设计制造偏航轴承面临着诸多挑战：其中，轴承的转速极低，做往复运动且频繁启停
。
这些工况特点对滑动轴承的轴瓦材料与润滑都提出了较为严苛的要求，鉴于此，测试相应材料摩擦磨损性能的试验装置也有了新的设计需求
。
传统的摩擦磨损试验装置多通过改变摩擦副间的载荷与相对速度开展材料性能试验，缺乏停歇比和往复运动的设计
。
因此针对性地设计了一种间歇式摩擦磨损试验装置是很有必要的
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供间歇式摩擦磨损试验装置，解决了传统磨损试验装置缺乏停歇比和往复运动的问题
。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，间歇式摩擦磨损试验装置，包括驱动装置
、
传动装置
、
间歇装置与试验加载装置，驱动装置
、
传动装置
、
间歇装置与试验加载装置呈“一”字形设置，驱动装置输出轴与传动装置输入轴轴连接，间歇装置设有不完全齿轮
、
下齿条与上齿条，不完全齿轮与传动装置输出轴轴连接，间歇装置输出轴与试验加载装置输入轴轴连接
。
[0005]本专利技术的特点还在于：
[0006]驱动装置包括三相异步电动机，三相异步电动机输出轴固接有第一联轴器；
[0007]三相异步电动机下部固接有电动机底座；
[0008]传动装置包括齿轮减速箱，齿轮减速箱一侧固接有与第一联轴器相配合的第二联轴器，齿轮减速箱另一侧固接有第三联轴器；
[0009]齿轮减速箱下部固接有齿轮箱底座；
[0010]间歇装置包括滑动导轨，滑动导轨水平设置，滑动导轨上滑动连接有第一导轨托架与第二导轨托架，第一导轨托架与第二导轨托架上部共同固接有齿条安装架，齿条安装架纵截面呈横放的“P”字形，齿条安装架于第一导轨托架对应段的内部水平安装有下齿条与上齿条，下齿条与上齿条均与滑动导轨平行设置，齿条安装架于第二导轨托架对应段的
外部水平安装有直齿条，直齿条与滑动导轨平行设置；
[0011]还包括两个第一轴承座与两个第二轴承座，滑动导轨分别穿过两个第一轴承座与两个第二轴承座，两个第一轴承座之间沿垂直于滑动导轨的方向设有间歇轴，间歇轴外部套接有不完全齿轮，不完全齿轮分别与下齿条
、
上齿条啮合，两个第二轴承座之间沿垂直于滑动导轨的方向设有传动轴，传动轴外部套接有直齿圆柱齿轮，直齿圆柱齿轮与直齿条啮合；
[0012]第一轴承座侧面固接有与第三联轴器相配合的第四联轴器，第四联轴器的中心在间歇轴的轴线上；
[0013]第二轴承座侧面固接有第五联轴器，第五联轴器的中心在传动轴的轴线上；
[0014]试验加载装置包括扭矩测量机构，扭矩测量机构通过螺栓连接有加载机构；
[0015]扭矩测量机构包括扭矩传感器，扭矩传感器一侧固接有与第五联轴器相配合的第六联轴器，扭矩传感器另一侧固接有第七联轴器；
[0016]扭矩传感器下部固接有传感器底座；
[0017]加载机构包括承载轴，承载轴一端固接有与第七联轴器相配合的第八联轴器，承载轴另一端固接有第二压力传感器，承载轴沿第八联轴器到轴向安装架的方向依次安装有第三轴承座
、
径向加载机构
、
第四轴承座
、
电磁安装架与轴向安装架，承载轴于第三轴承座对应处套接有第一深沟球轴承，第一深沟球轴承固接于第三轴承座内部，承载轴于第四轴承座对应处套接有第二深沟球轴承，第二深沟球轴承固接于第四轴承座内部，承载轴于电磁安装架对应处套接有第二推力球轴承，第二推力球轴承固接于电磁安装架内部，承载轴上套接有电磁促动器，电磁促动器固接于电磁安装架靠近第四轴承座的侧面，承载轴上沿电磁安装架到轴向安装架之间依次套接有轴向加载瓦与轴向承载瓦，轴向加载瓦与承载轴之间设有导向平键；第二压力传感器固接于轴向安装架内部，轴向安装架远离电磁安装架的侧面安装有板盖；
[0018]径向加载机构包括径向承载瓦，径向承载瓦套接在承载轴上，径向承载瓦外部套接有径向加载瓦；
[0019]还包括径向加载瓦支架，径向加载瓦支架上部固接有压电促动器安装板，压电促动器安装板与径向加载瓦支架上竖向开设有相对应的通孔，通孔内安装拧盖，拧盖下方连接有第一推力球轴承，第一推力球轴承下部连接有上抵板，上抵板下端面连接有压电促动器，压电促动器下端连接有下托板，下托板与径向加载瓦支架内侧滑动连接，下托板下端面固接有第一压力传感器，第一压力传感器与径向加载瓦接触连接
。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术是提供间歇式摩擦磨损试验装置，采用不完全齿轮机构实现了对风电偏航轴承间歇启停，往复摆动的工况模拟；在传动机构上选用了传递效率大的齿轮齿条零件，以减小传动过程中的能量损耗；将承载轴段和轴肩分别设计为单独的轴瓦零件，且轴向承载瓦通过滑键完成在承载轴上的周向定位，允许产生轴向位移，可避免承载轴受拉，一定程度上降低对轴的强度要求，另一方面可以确保径向载荷完全作用于径向承载瓦上，获得更为精确的比压值；用于径向加载的压电促动器采用了球头结构，有利于减轻促动器安装误差和结构振动对加载精度的影响；采用电磁促动器作为轴向加载装置，可实现轴向力的非接触加载，使得促动器本身不受运动部件摩擦力矩和振动的影响，使其使用寿命延长；针对承
载工况设计单独的轴瓦零件，当零件磨损失效时可进行快捷的拆装替换，无需重新制备大型部件，节省试验成本，同时也可以换装不同表面材料和工艺的轴瓦零件进行性能测试，这使得试验装置具备更广的适用性
。
该试验装置整体结构简单，便于安装调试以及维护检修，经济性较好
。
对于后续开发滑动轴承形式的偏航轴承
、
研发对应的润滑技术
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
间歇式摩擦磨损试验装置，其特征在于，包括驱动装置
(52)、
传动装置
(53)、
间歇装置
(54)
与试验加载装置
(55)
，所述驱动装置
(52)、
传动装置
(53)、
间歇装置
(54)
与试验加载装置
(55)
呈“一”字形设置，所述驱动装置
(52)
输出轴与所述传动装置
(53)
输入轴轴连接，所述间歇装置
(54)
设有不完全齿轮
(16)、
下齿条
(14)
与上齿条
(18)
，所述不完全齿轮
(16)
与所述传动装置
(53)
输出轴轴连接，所述间歇装置
(54)
输出轴与所述试验加载装置
(55)
输入轴轴连接
。2.
根据权利要求1所述的间歇式摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述驱动装置
(52)
包括三相异步电动机
(1)
，所述三相异步电动机
(1)
输出轴固接有第一联轴器
(3)
；所述三相异步电动机
(1)
下部固接有电动机底座
(2)。3.
根据权利要求2所述的间歇式摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述传动装置
(53)
包括齿轮减速箱
(5)
，所述齿轮减速箱
(5)
一侧固接有与所述第一联轴器
(3)
相配合的第二联轴器
(4)
，所述齿轮减速箱
(5)
另一侧固接有第三联轴器
(7)
；所述齿轮减速箱
(5)
下部固接有齿轮箱底座
(6)。4.
根据权利要求3所述的间歇式摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述间歇装置
(54)
包括滑动导轨
(12)
，所述滑动导轨
(12)
水平设置，所述滑动导轨
(12)
上滑动连接有第一导轨托架
(13)
与第二导轨托架
(22)
，所述第一导轨托架
(13)
与第二导轨托架
(22)
上部共同固接有齿条安装架
(15)
，所述齿条安装架
(15)
纵截面呈横放的“P”字形，所述齿条安装架
(15)
于所述第一导轨托架
(13)
对应段内部水平安装有下齿条
(14)
与上齿条
(18)
，所述下齿条
(14)
与上齿条
(18)
均与所述滑动导轨
(12)
平行设置，所述齿条安装架
(15)
于所述第二导轨托架
(22)
对应段外部水平安装有直齿条
(21)
，所述直齿条
(21)
与所述滑动导轨
(12)
平行设置；还包括两个第一轴承座
(9)
与两个第二轴承座
(10)
，所述滑动导轨
(12)
分别穿过两个所述第一轴承座
(9)
与两个所述第二轴承座
(10)
，两个所述第一轴承座
(9)
之间沿垂直于所述滑动导轨
(12)
的方向设有间歇轴
(17)
，所述间歇轴
(17)
外部套接有不完全齿轮
(16)
，所述不完全齿轮
(16)
分别与所述下齿条
(14)、
上齿条
(18)
啮合，两个所述第二轴承座
(10)
之间沿垂直于所述滑动导轨
(12)
的方向设有传动轴
(20)
，所述传动轴
(20)
外部套接有直齿圆柱齿轮
(19)
，所述直齿圆柱齿轮
(19)
与所述直齿条
(21)
啮合
。5.
根据权利要求4所述的间歇式摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述第一轴承座
(9)
侧面固接有与所述第三联轴器
(7)
相配合的第四联轴器
(8)
，所述第四联轴器
(8)
的中心在所述间歇轴
(17)
的轴线上
。6.
根据权利要求5所述的间歇式摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述第二轴承座
(10)
侧面固接有第五联轴器
(11)
，所述第五联轴器
(11)
的中心在所述传动轴
(20)
的轴线上
。7.
根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈润霖，陈伟豪，邓茹莘，王译墨，王建磊，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：