滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)，屬于交通運(yùn)輸領(lǐng)域。該滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括電動(dòng)機(jī)、主動(dòng)輪、鏈條、軌道凸起模擬加載單元、軌道模擬輪、支座、支撐軸承、從動(dòng)輪、主軸、彈性加載單元、剛性加載單元、剎車、模擬車輪、待測軸承、實(shí)驗(yàn)軸、滑塊、壓緊彈簧、徑向力傳感器、徑向加載螺栓、底座、變頻器、前置放大器、信號采集器、工控機(jī)、恢復(fù)彈簧、軸向加載螺栓、軸向力傳感器、振動(dòng)位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器。該滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)具備多種軌道加載功能、模擬車輪轉(zhuǎn)彎等功能、徑向力與軸向力加載功能、綜合數(shù)據(jù)在線測量監(jiān)測功能等，綜合性強(qiáng)、重復(fù)性好、拆裝方便。
【專利說明】滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于交通運(yùn)輸領(lǐng)域，涉及一種滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
技術(shù)背景
[0002]軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中約束轉(zhuǎn)軸、保證回轉(zhuǎn)精度、減小轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦的核心零部件。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域中，例如車輪，其軸承外圈轉(zhuǎn)動(dòng)、內(nèi)圈靜止，其載荷來源于外部，例如軌道缺陷、接頭等，一旦軸承失效則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故，造成巨大的損失。為了更好地研究交通運(yùn)輸用軸承在工作時(shí)所承受的各種載荷對軸承工作的各方面影響，急需一種實(shí)驗(yàn)臺(tái)來滿足軸承研究要求。
[0003]軸承破壞是一個(gè)慢變過程，通過試車或?qū)嶋H運(yùn)行測量的環(huán)境復(fù)雜，成本極高；開發(fā)專用的實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬軌道交通類軸承的載荷和破壞形式非常重要，開發(fā)專用的滾動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)對于軸承工作狀態(tài)重現(xiàn)、振動(dòng)磨損模擬、失效診斷等具有重要意義，同時(shí)對交通運(yùn)輸用軸承設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和維護(hù)有一定的指導(dǎo)作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對軌道交通類軸承的故障模擬困難、專用實(shí)驗(yàn)臺(tái)缺乏的問題，提出滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
[0005]本發(fā)明提供了一種滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括電動(dòng)機(jī)、主動(dòng)輪、鏈條、軌道凸起模擬加載單元、軌道模擬輪、支座、支撐軸承、從動(dòng)輪、主軸、彈性加載單元、剛性加載單元、剎車、模擬車輪、待測軸承、實(shí)驗(yàn)軸、滑塊、壓緊彈簧、徑向力傳感器、徑向加載螺栓、底座、變頻器、前置放大器、信號米集器、工控機(jī)、恢復(fù)彈簧、軸向加載螺栓、軸向力傳感器、振動(dòng)位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器。
[0006]所述的滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)，主軸通過兩側(cè)雙列的支撐軸承支撐在支座上，支座固定于底座上，從動(dòng)輪和軌道模擬輪分別套裝在主軸上；套裝在電動(dòng)機(jī)上的主動(dòng)輪通過鏈條驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪，軌道模擬輪與模擬車輪外切接觸；軌道模擬輪圓周上設(shè)置有彈性加載單元、剛性加載單元和軌道突起模擬加載單元；剎車固定于底座上，用于模擬車輪的剎車；模擬車輪通過待測軸承安裝在不旋轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)軸之上，在實(shí)驗(yàn)軸的軸向方向，一端安裝恢復(fù)彈簧，另一端安裝軸向加載螺栓和軸向力傳感器；在實(shí)驗(yàn)軸兩端的徑向方向，分別安裝滑塊、壓緊彈簧、徑向力傳感器、徑向加載螺栓、振動(dòng)位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，用于徑向力的施加和測量，徑向振動(dòng)和轉(zhuǎn)速的測量；變頻器連接電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)，前置放大器連接各傳感器，用于傳感器的供電，信號采集器連接前置放大器和工控機(jī)，用于信號的采集、傳輸和分析。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
[0008]1、實(shí)現(xiàn)多種軌道加載功能:軌道模擬輪上有多種加載單元，軌道突起模擬加載單元，用于模擬實(shí)際運(yùn)行中軌道的不平整引起的載荷；彈性加載單元，用于模擬軌道上的積雪、道路上的雜物等；剛性加載單元用于模擬石子、軌道縫隙或路面石子等引起的載荷；[0009]2、模擬車輪轉(zhuǎn)彎等功能:模擬車輪兩側(cè)有凸起緣，還原了真實(shí)車輪與鐵軌的接觸構(gòu)造，通過調(diào)整軸向加載螺栓模擬車輛行進(jìn)中的各種轉(zhuǎn)彎動(dòng)作；
[0010]3、徑向力與軸向力加載功能:利用軸向加載螺栓、徑向加載螺栓等實(shí)現(xiàn)對軸承的軸向力與徑向力的加載；
[0011]4、綜合數(shù)據(jù)在線測量監(jiān)測功能:通過振動(dòng)位移傳感器、變頻器、轉(zhuǎn)速傳感器、前置放大器、信號采集儀、工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)器轉(zhuǎn)速控制，并實(shí)現(xiàn)各種狀態(tài)下的振動(dòng)監(jiān)測，通過徑向力傳感器與軸向力傳感器實(shí)現(xiàn)對各方向載荷的測量，以更精確的控制載荷施加。
[0012]綜上，本發(fā)明具備模擬軌道加載、模擬車輪動(dòng)作、軸承軸向力和徑向力加載、綜合數(shù)據(jù)在線監(jiān)測等四大功能，綜合性強(qiáng)、重復(fù)性好、拆裝方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)主視圖。
[0014]圖2是滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0015]圖中:1電動(dòng)機(jī)；2主動(dòng)輪；3鏈條；4軌道凸起模擬加載單元；
[0016]5軌道模擬輪；6支座；7支撐軸承；8從動(dòng)輪；9主軸；10彈性加載單元；
[0017]11剛性加載單元；12剎車；13模擬車輪；14待測軸承；15實(shí)驗(yàn)軸；
[0018]16滑塊；17壓緊彈簧；18徑向力傳感器；19徑向加載螺栓；20底座；
[0019]21變頻器；22前置放大器；23信號采集器；24工控機(jī)；25恢復(fù)彈簧；
[0020]26軸向加載螺栓；27軸向力傳感器；28振動(dòng)位移傳感器；29轉(zhuǎn)速傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖所示,本發(fā)明的滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)，由電動(dòng)機(jī)1、主動(dòng)輪2、鏈條3、軌道凸起模擬加載單元4、軌道模擬輪5、支座6、支撐軸承7、從動(dòng)輪8、主軸9、彈性加載單元10、剛性加載單元11、剎車12、模擬車輪13、待測軸承14、實(shí)驗(yàn)軸15、滑塊16、壓緊彈簧17、徑向力傳感器18、徑向加載螺栓19、底座20、變頻器21、前置放大器22、信號采集器23、工控機(jī)24、恢復(fù)彈簧25、軸向加載螺栓26、軸向力傳感器27、振動(dòng)位移傳感器28、轉(zhuǎn)速傳感器29組成；
[0022](I)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，選擇壓緊彈簧17、恢復(fù)彈簧25型號，以滿足徑向力和軸向力加載要求；
[0023](2)根據(jù)要求設(shè)計(jì)并加工實(shí)驗(yàn)臺(tái)各個(gè)零部件；
[0024](3)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)安裝過程中，先將支座6、電動(dòng)機(jī)1、剎車12安裝于底座20之上；將主動(dòng)輪2套裝在電動(dòng)機(jī)I上、從動(dòng)輪8與軌道模擬輪5套裝于主軸9上，將雙列支撐軸承7安裝在主軸9兩端，并固定在支座6內(nèi)，在主動(dòng)輪2和從動(dòng)輪8之間安裝鏈條3，并調(diào)整電動(dòng)機(jī)I的位置然后固定；將模擬車輪13通過待測軸承14安裝在實(shí)驗(yàn)軸15上，并一起安放到底座20上；在實(shí)驗(yàn)軸15徑向依次安裝滑塊16、壓緊彈簧17、徑向力傳感器18、徑向加載螺栓19,在實(shí)驗(yàn)軸15—端安裝恢復(fù)彈簧25,另一端安裝軸向力傳感器27、軸向加載螺栓26,之后按照要求安裝振動(dòng)位移傳感器28、轉(zhuǎn)速傳感器29、前置放大器22、信號采集儀23、工控機(jī)24、變頻器21等。
[0025](3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，調(diào)整實(shí)驗(yàn)臺(tái)車輪接觸狀態(tài)、初始載荷等，并進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)； [0026] (4)實(shí)驗(yàn)完成后，實(shí)驗(yàn)臺(tái)拆卸過程參考安裝過程，以其相反順序進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，該滾動(dòng)軸承綜合加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括電動(dòng)機(jī)、主動(dòng)輪、鏈條、軌道凸起模擬加載單元、軌道模擬輪、支座、支撐軸承、從動(dòng)輪、主軸、彈性加載單元、剛性加載單元、剎車、模擬車輪、待測軸承、實(shí)驗(yàn)軸、滑塊、壓緊彈簧、徑向力傳感器、徑向加載螺栓、底座、變頻器、前置放大器、信號采集器、工控機(jī)、恢復(fù)彈簧、軸向加載螺栓、軸向力傳感器、振動(dòng)位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器； 主軸通過兩側(cè)雙列的支撐軸承支撐在支座上，支座固定于底座上，從動(dòng)輪與軌道模擬輪分別套裝在主軸上；套裝在電動(dòng)機(jī)的主動(dòng)輪通過鏈條驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪，軌道模擬輪與模擬車輪外切接觸；軌道模擬輪圓周上設(shè)置有彈性加載單元、剛性加載單元和軌道突起模擬加載單元；剎車固定于底座上，用于模擬車輪的剎車；模擬車輪通過待測軸承安裝在不旋轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)軸上，在實(shí)驗(yàn)軸的軸向方向，一端安裝恢復(fù)彈簧，另一端安裝軸向加載螺栓和軸向力傳感器；在實(shí)驗(yàn)軸兩端的徑向方向，分別安裝滑塊、壓緊彈簧、徑向力傳感器、徑向加載螺栓、振動(dòng)位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，用于徑向力的施加和測量，徑向振動(dòng)和轉(zhuǎn)速的測量；變頻器連接電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)，前置放大器連接各傳感器，用于傳感器的供電，信號采集器連接前置放大器和工控機(jī)，用于信號的采集、傳輸和分析。
【文檔編號】G01M13/04GK103983456SQ201410191242
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】趙廣, 韓清凱, 孫濤, 蘇鈞聰, 王美令, 馬忠超, 史妍妍 申請人:大連理工大學(xué)