本發(fā)明涉及軸承試驗領域，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臺。

背景技術：

滾動軸承是旋轉機械中關鍵零部件之一，其性能直接影響著旋轉機械的性能與壽命。而軸承加載試驗裝置及試驗臺對于研究測試滾動軸承性能有著重要意義。

滾動軸承在運動過程中通常要承受徑向載荷、軸向載荷、彎矩載荷,而目前常用滾動軸承加載試驗器多數(shù)僅具有徑向加載、軸向加載，缺少彎矩加載，不能滿足軸承彎矩測試試驗的需求。

目前滾動軸承試驗臺常用加載方式主要有液壓加載和機械加載等。液壓加載通過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，實時反饋調整優(yōu)點，國內外試驗器多采用此加載方式，通過施加軸向和徑向交變載荷，模擬軸承的實際受力狀態(tài)，例如專利：高速鐵路軸承綜合性能試驗臺(CN 103439112 A)，但采用液壓加載方式具有成本高，維護困難，易泄露，噪聲大的缺點。常用機械加載方式有杠桿砝碼加載、彈簧加載、凸輪機構加載等，但位移與力之間是非線性對應的，加載精度就難以把握和實現(xiàn)，難以便捷的實現(xiàn)軸承組合加載。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述軸承試驗器加載裝置中的不足，提供一種具有簡單、方便綜合加載裝置的軸承試驗臺，實現(xiàn)軸承軸向、徑向、彎矩的綜合加載。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種軸承綜合加載裝置的試驗臺,包括軸承試驗箱1、轉軸2、支點3、聯(lián)軸器4、驅動電機5、底座6和底臺7。

所述的支點3中部有階梯孔洞，采用雙角接觸球軸承面裝結構形式，用于支撐轉軸2旋轉；所述的軸承試驗箱1和支點3通過滾動軸承與轉軸2連接，所述的軸承試驗箱1的軸承懸掛在轉軸2一側，能夠實現(xiàn)對被試軸承18徑向、軸向、彎矩組合加載；所述的軸承試驗箱1和支點3的下部通過螺栓與底臺7固定連接，底臺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，其一端與轉軸2連接，帶動轉軸2旋轉，另一端與驅動電機5連接。所述的驅動電機5通過螺栓與底座6的另一邊固定連接。所述的底座6為階梯型。該試驗臺可實現(xiàn)被試軸承在運轉狀態(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113，三部分通過螺栓連接，所述的下箱113與底臺7通過螺栓固定連接。

所述的徑向加載單元12通過螺旋加載拖動軸承座17實現(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通過螺旋加載拖動軸承座壓蓋15實現(xiàn)對被試軸承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通過螺旋加載拖動軸承座壓蓋15實現(xiàn)對被試軸承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通過其外圈表面與軸承座17的內孔配合，被試軸承18的內圈與轉軸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通過螺栓與軸承座17的一側固定連接，用于固定被試軸承18的外圈。所述的內圈壓蓋16通過螺栓與轉軸2的端面連接，用于固定被試軸承18的內圈。

所述的支點3包括支點軸承外圈壓蓋31和35、鎖緊螺母32、一對支承軸承33和軸承支座34；所述的支承軸承33內圈固定在轉軸2上；所述的支點軸承外圈壓蓋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的內圈；所述的軸承支座34固定安裝在底臺7的上表面。

試驗臺整體上采用懸臂式結構形式，伺服電機通過聯(lián)軸器驅動主軸，被試軸承懸臂安裝在主軸一端，方便更換試驗軸承。通過直接對軸承座加載，實現(xiàn)軸承不同轉速下軸承軸向、徑向和彎矩組合加載試驗。螺栓拉桿與力傳感器直接相連，通過螺旋拉力的方式改變軸承座與箱體之間的距離，實現(xiàn)載荷的施加，可監(jiān)測、裝置簡易、低成本，可在軸承運轉情況下進行軸承軸向、徑向和彎矩加載的單獨加載及組合加載試驗。

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

本發(fā)明的有益效果為：能夠實現(xiàn)真實、簡易地實現(xiàn)軸承軸向、徑向，尤其是彎矩載荷施加，安裝拆卸方便，裝置簡易、成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明試驗臺結構示意圖；

圖2為本發(fā)明試驗臺結構剖視示意圖；

圖3為軸承試驗箱具體結構三維剖視圖；

圖4為軸承試驗箱具體結構剖視圖；

圖5為軸承加載裝置具體結構示意圖；

圖6為彎矩加載單元工作原理圖；

圖中：1軸承試驗箱；2轉軸；3支點；4聯(lián)軸器；5驅動電機；6底座；7底臺；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內圈壓蓋；17軸承座；18被試軸承；19外圈壓蓋；31、35支點軸承外圈壓蓋；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。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。

所述加載方式為機械螺旋拉桿加載方式。

結合圖1，一種軸承綜合加載裝置測試試驗臺，該試驗臺包括軸承試驗箱1、轉軸2、支點3、聯(lián)軸器4、驅動電機5，底座6，底臺7。所述的軸承試驗箱1和支點3下部通過螺栓與底臺7固定連接，并安裝在底座6上；所述的軸承試驗箱1和支點3通過滾動軸承與轉軸2連接，軸承試驗箱1軸承懸掛在轉軸2一側，支點3支撐轉軸2旋轉。所述的驅動電機5位于支點3一側，通過聯(lián)軸器4與轉軸2連接，帶動轉軸2旋轉，所述的聯(lián)軸器4為彈性聯(lián)軸器或剛性聯(lián)軸器。所述的驅動電機5通過螺栓與底座6固定連接。

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

結合圖3，所述的軸承試驗箱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、內圈壓蓋16、軸承座17、被試軸承18、外圈壓蓋19。

結合圖4及圖5，所述的被試軸承18通過外圈表面與軸承座17內孔配合，通過內圈與轉軸2末端軸肩和外徑配合固定軸承位置。所述的外圈壓蓋19通過螺栓與軸承座17連接來固定被試軸承18外圈。所述的內圈壓蓋16通過螺栓與轉軸2端面連接來固定被試軸承18內圈。

所述的徑向加載單元12通過螺旋加載拖動軸承座17實現(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通過螺栓與軸承座17的上部固定連接。調整徑向螺母123端面與上箱111接觸，擰緊徑向螺母123，通過徑向螺栓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，從而產生徑向載荷，徑向力傳感器122測試加載過程中載荷大小。

所述的軸向加載單元14通過螺旋加載拖動軸承座壓蓋15實現(xiàn)對被試軸承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，從而產生軸向載荷，軸向力傳感器142測試加載過程中載荷大小。

結合圖5、圖6，所述的彎矩加載單元13通過螺旋加載拖動軸承座壓蓋15實現(xiàn)對被試軸承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。調整螺母133端面與箱體前蓋112接觸，擰緊螺母143，對軸承座17整體產生力F，再通過調整彎矩加載單元13與被測軸承18中心軸的距離S，從而產生彎矩M，彎矩力傳感器132測試加載過程中載荷大小。