專利名稱：特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種軸承性能試驗(yàn)機(jī)，特別涉及一種軸承外徑為Φ 1600—Φ 3500mm 的特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔能源占有越來越重要的份額， 作為大型轉(zhuǎn)盤軸承的風(fēng)能軸承市場巨增，但由于國內(nèi)生產(chǎn)廠家缺乏相應(yīng)的試驗(yàn)條件，無法對軸承性能做進(jìn)一步的改進(jìn)與提高，與國外產(chǎn)品差距比較大。隨著風(fēng)能市場競爭的加劇，對產(chǎn)品的可靠性要求越加嚴(yán)格，主機(jī)廠對風(fēng)能軸承生產(chǎn)商提出了越來越嚴(yán)格的要求，沒有試驗(yàn)手段，將很難獲得用戶的認(rèn)可和市場準(zhǔn)入。即使我們解決了產(chǎn)品設(shè)計、加工設(shè)備、加工工藝測量等諸多問題，用戶也難以接受沒有經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證的產(chǎn)品。而且產(chǎn)品一旦在用戶使用中失效將會給生產(chǎn)廠家在聲譽(yù)和經(jīng)濟(jì)上造成巨大損失，這種風(fēng)險是任何軸承生產(chǎn)廠難以接受的。對于特大型軸承的試驗(yàn)，由于軸承的重要性國外主要生產(chǎn)企業(yè)都相當(dāng)重視，為了保證產(chǎn)品的可靠性，均不惜巨資通過各種方法對其產(chǎn)品進(jìn)行模擬試驗(yàn)。通過試驗(yàn)完善設(shè)計、改進(jìn)工藝，使其產(chǎn)品達(dá)到了相當(dāng)高的技術(shù)水平與可靠性。但是由于該類試驗(yàn)機(jī)屬特大型轉(zhuǎn)盤軸承研制的關(guān)鍵專用設(shè)備，國外軸承廠家對該試驗(yàn)機(jī)技術(shù)封鎖，國內(nèi)生產(chǎn)廠家缺乏相應(yīng)的試驗(yàn)條件。由于特大性軸承試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資較大，國內(nèi)還沒有相關(guān)產(chǎn)品，只有一些廠家制造了一些簡易試驗(yàn)裝置，由于不能對軸承工況進(jìn)行模擬，只能做回轉(zhuǎn)性的檢測，無法起到對產(chǎn)品的驗(yàn)證作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)，可通過液壓加載方式測出被試軸承在加載徑向壓力后的啟動摩擦力矩及旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時的即時摩擦力矩值，并觀測軸承在加載過程中的運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。本發(fā)明主要由工作動力裝置、加載裝置、支承裝置及液壓裝置構(gòu)成，
試驗(yàn)軸承定圈與工作臺面用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接，動圈通過齒輪傳動與工作動力裝置相連，并與加載臂裝置前端過渡盤連接，通過加載裝置末端的油缸對旋轉(zhuǎn)的試驗(yàn)軸承加載一定量的傾覆力矩，從而對試驗(yàn)軸承做性能測試。支承裝置主要用于試驗(yàn)軸承的安裝與拆卸， 軸承加載試驗(yàn)時，需將支承裝置退后，使加載臂處于懸臂狀態(tài)。所述的工作動力裝置是包括電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、扭矩傳感器、花鍵軸、錐齒輪、 小齒輪。電機(jī)、減速機(jī)與花鍵軸連接，在減速器與花鍵軸之間裝有扭矩傳感器，直接測量并輸出實(shí)際扭矩值。試驗(yàn)軸承轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。減速機(jī)與扭矩傳感器之間用剛性聯(lián)軸器連接，由花鍵軸將力傳遞至一組一級正交錐齒輪，從而帶動小齒輪再由小齒輪帶動被試軸承的內(nèi)齒或外齒嚙合傳動，從而測出軸承在各種載荷下的力矩值。所述的加載裝置包括過渡盤、加載臂、調(diào)心滾子軸承及加載油缸。試驗(yàn)軸承動圈、 過渡盤與加載臂連接好后，將試驗(yàn)軸承定圈用高強(qiáng)度螺栓與工作臺面連結(jié)，調(diào)節(jié)工作臺側(cè)面的鋼絲輪軸，使試驗(yàn)軸承上的外齒或內(nèi)齒與小齒輪相嚙合。加載臂的右端則用一套調(diào)心滾子軸承與加載油缸相連，通過油缸將最大至一定量的徑向力加在加載臂上，從而模擬施加的顛覆力矩。采用調(diào)心滾子軸承使加載臂在加壓變形的情況下，可自動調(diào)整。由于加載臂盡量加長而使加壓試驗(yàn)時作用在試驗(yàn)軸承上的力盡量減小，盡可能降低試驗(yàn)軸承產(chǎn)生的摩擦力矩對試驗(yàn)結(jié)果的影響。所述的支承裝置包括軌道、電機(jī)、齒輪、齒條、絲杠、絲母座、調(diào)整螺栓、前后支承、 小車車架。前后支承分別裝在小車車架上，兩輛小車用連接桿固定在一起，由電機(jī)通過齒輪、齒條將加載臂沿軌道移送到安裝位置。前后支承上裝有保持架與短圓柱滾子，以方便固緊試驗(yàn)軸承與工作臺連接的螺栓。調(diào)左右時，用扳手?jǐn)Q小車左側(cè)的絲杠，扳動絲杠，帶動整個支承左右移動；調(diào)上下時，則用支承下的調(diào)整螺栓來調(diào)整；從而可達(dá)到小車帶動加載臂上下、左右、前后移動。
所述的液壓加載控制裝置包括變量柱塞泵、電機(jī)、壓力表、電磁閥、加載油缸、比例溢流閥、吸油過濾器、液壓油箱、電液比例溢流閥。液壓加載系統(tǒng)為中高壓系統(tǒng)，用于對試驗(yàn)軸承進(jìn)行加載。由電液比例溢流閥控制系統(tǒng)壓力，通過電氣控制可自動調(diào)整加載負(fù)荷的大小。經(jīng)對試驗(yàn)軸承進(jìn)行模擬試驗(yàn)，分別測試其空載及加載25%、50%、75%、100%的徑向力時的啟動摩擦力矩及電流值，加載完畢后進(jìn)行解體，測試軸承的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到用戶要求。 由大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，軸承的啟動及旋轉(zhuǎn)摩擦力矩與軸承承載的傾覆力矩成一定的線性關(guān)系，由此可為軸承的設(shè)計與制造提供一定的數(shù)據(jù)。本發(fā)明可測試軸承的以下性能
1)測試軸承在空載和各種載荷狀態(tài)下的啟動摩擦力矩和轉(zhuǎn)動摩擦力矩變化；2)測試軸承工作面接觸狀態(tài)和摩擦磨損狀態(tài)；3)測試軸承密封和漏脂性能、摩擦磨損及密封壽命； 4)測試軸承在各種載荷狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性測試；5)測試軸承耐久性；6)測試符合設(shè)備技術(shù)指標(biāo)的其他動態(tài)性能；7)能夠根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)自動生成繪制電流一摩擦力矩曲線、摩擦力矩一時間曲線。綜上所述，本發(fā)明可基本模擬各類轉(zhuǎn)盤軸承工況，并通過工控機(jī)直接測量并實(shí)時記錄輸出試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)束后，將軸承拆卸下來，檢驗(yàn)其承受載荷后的性能。通過試驗(yàn)將驗(yàn)證該類軸承的綜合性能是否達(dá)標(biāo)，大大提高產(chǎn)品可靠性，并可通過試驗(yàn)結(jié)果來改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計及加工工藝，進(jìn)一步提高產(chǎn)品整體水平。特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)的研制成功，使我們可以大幅提高產(chǎn)品的可靠性，為更進(jìn)一步完善產(chǎn)品設(shè)計、改進(jìn)工藝提供重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 同時也將大大縮短我國特大型轉(zhuǎn)盤軸承試驗(yàn)水平與國外的差距，從而提高產(chǎn)品水平，提升國內(nèi)產(chǎn)品的市場份額。


附圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)原理示意圖。附圖2是工作動力裝置中的動力部分結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是的工作動力裝置中的傳動部分結(jié)構(gòu)示意。附圖4是本發(fā)明的加載裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖5是本發(fā)明的支承裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖6是圖5的左視圖。附圖7是本發(fā)明的液壓加載控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中I、工作動力裝置，II、加載裝置，III、支承裝置，IV、液壓
加載裝置，1、電機(jī)A，2、減速機(jī)，3、聯(lián)軸器，4、扭矩傳感器，5、軸用彈性擋圈，6、角接觸球軸承，7、支座，8、套筒，9、軸承端蓋，10、花鍵軸，11、螺母蓋，12、圓錐滾子軸承，13、錐齒輪， 14、小齒輪，15、調(diào)整桿，16、齒輪軸，17、鍵，18、軸承蓋，19、錐齒輪支架，20、錐齒輪，21、錐齒輪支架，22、圓螺母，23、試驗(yàn)軸承，24、高強(qiáng)度螺栓，25、過渡盤，26、螺栓，27、加載臂，28、軸承套，29、調(diào)心滾子軸承A，30、軸套，31、螺母A，32、端蓋，33、螺母B，34、拉桿，35、軸用彈性擋圈，36、銷軸A，37、墊片，38、加載油缸，39、銷軸B，40、油缸支座，41、短圓柱滾子，42、前支承保持架，43、前支承，44、支板，45、支板，46、后支承保持架，47、后支承，48、高度調(diào)整板， 49、橫向調(diào)整板，50、橫向調(diào)整底板，51、車架，52、齒條，53、齒條支座，54、連接桿，55、軌道， 56、絲母板，57、絲杠，58、地腳螺栓，59、電機(jī)減速機(jī)，60、齒輪，61、輕軌壓塊，62、車輪，63、端蓋，64、車軸，65、調(diào)心滾子軸承B，66、軸座，67、變量柱塞泵，68、電機(jī)B，69、壓力表，70、電磁閥，71、比例溢流閥，72、吸油過濾器，73、液壓油箱。
具體實(shí)施例方式結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施例。如附圖1所示為本發(fā)明的原理圖，其包括工作動力裝置I、加載裝置II、支承裝置 III及液壓加載裝置IV，工作動力裝置I垂直于地面，加載裝置II與工作動力裝置通過試驗(yàn)軸承23相連，其中，試驗(yàn)軸承23的動圈與工作動力裝置通過齒輪傳動相連接，并與加載裝置中的加載臂連接，定圈通過高強(qiáng)度螺栓與工作臺面相連。支承裝置III位于加載裝置II的下端，液壓加載裝置IV靠近加載裝置II末端油缸加壓處，工作動力裝置I將動力傳動到試驗(yàn)軸承23，帶動試驗(yàn)軸承23轉(zhuǎn)動，同時液壓加載裝置IV向加載裝置II末端油缸加壓，加載裝置II向試驗(yàn)軸承加壓，可分別測軸承的啟動摩擦力矩、電流值以及軸承在旋轉(zhuǎn)過程中的即時摩擦力矩值及電流值。如圖2、圖3所示，所述的工作動力裝置包括動力部分和傳動部分構(gòu)成，所述的動力部分包括電機(jī)Al、減速器2、聯(lián)軸器3、扭矩傳感器4、花鍵軸10，電機(jī)Al、減速器2設(shè)置在工作臺上，通過聯(lián)軸器3與花鍵軸10連接，在減速器2與花鍵軸10之間裝有扭矩傳感器4， 直接測量并輸出實(shí)際扭矩值.花鍵軸10與聯(lián)軸器3連接的部位設(shè)置有一對角接觸球軸承 6、套筒8以及軸用彈性擋圈5。在減速器2—端的工作臺上設(shè)置有支座7。所述的傳動部分包括錐齒輪A13、錐齒輪B20以及小齒輪14，錐齒輪B20和花鍵軸10連接，錐齒輪B20和錐齒輪A13嚙合，小齒輪14設(shè)置在錐齒輪A13的齒輪軸16 —端?；ㄦI軸10將力傳遞給錐齒輪B20和錐齒輪A13，從而帶動小齒輪14 (按軸承實(shí)際工作中配合小齒輪的參數(shù))，再由小齒輪14帶動試驗(yàn)軸承23的動圈內(nèi)齒或外齒嚙合傳動，從而測出軸承在各種載荷下的力矩值。如圖4所示所述的加載裝置包括試驗(yàn)軸承23、過渡盤25、加載臂27、調(diào)心滾子軸承29及加載油缸38。將試驗(yàn)軸承23動圈與過渡盤25用高強(qiáng)度螺栓26連接，位于加載臂27左端，調(diào)心滾子軸承29通過軸套30設(shè)置在加載臂27的右端，軸套30外端設(shè)置有螺母A31，調(diào)心滾子軸承29的外部設(shè)置有軸承套28，端部設(shè)置端蓋32，端蓋32外端設(shè)置螺母 B33，軸承套28下部通過銷軸A36與加載油缸38上的拉桿34相連，加載油缸38與液壓加載控制裝置連接通過對加載油缸38施加壓力達(dá)到測量試驗(yàn)軸承摩擦力矩的作用。
如附圖5、6所示所述的支承裝置包括軌道55、電機(jī)減速機(jī)59、齒輪60、齒條52、 絲杠57、絲母板56、前支承43、后支承47、小車車架51。軌道通過輕軌壓塊61鋪設(shè)于地面上，兩個小車車架51通過兩根連接桿54相連在一起。電機(jī)減速機(jī)59位于小車車架51底端，通過齒輪60齒條52運(yùn)動帶動整個支承裝置運(yùn)動。即電機(jī)通過齒輪、齒條將加載臂沿軌道移送到安裝位置。小車車軸64的兩端位于軸座66上，車輪62通過調(diào)心滾子軸承B65設(shè)置在小車車軸64兩端，車輪62的外端設(shè)置有端蓋63。所述的前支承43和后支承47裝有保持架前支承保持架42與短圓柱滾子41，以方便固緊試驗(yàn)軸承與工作臺連接的螺栓。小車車架51的側(cè)面有調(diào)整左右運(yùn)動裝置，即運(yùn)用絲杠絲母運(yùn)動來調(diào)節(jié)。小車車架上端設(shè)置有高度調(diào)整板48和橫向調(diào)整板49，在兩者之間的設(shè)置調(diào)整螺栓，用來調(diào)節(jié)小車車架高低。上述結(jié)構(gòu)設(shè)置可帶動加載臂裝置前后、左右、上下運(yùn)動。如附圖7所示所述的液壓加載控制裝置包括變量柱塞泵67、電機(jī)68B、壓力表 69、電磁閥70、加載油缸38、比例溢流閥71、吸油過濾器72、液壓油箱73。液壓系統(tǒng)由變量柱塞泵67供油，油從液壓油箱73出來后，經(jīng)吸油過濾器72過濾后經(jīng)過電機(jī)68B、變量柱塞泵67進(jìn)入二位四通電磁閥70后進(jìn)入加載油缸38的上腔，由電氣控制油壓，從而可控制加壓的負(fù)荷。壓力表69可在液壓油箱73隨時監(jiān)控油壓，在主油路上加一壓力傳感器，可將系統(tǒng)油壓即時傳遞至測控系統(tǒng)。

其試驗(yàn)過程如下
空載試驗(yàn)將軸承安裝在試驗(yàn)臺上，在不安裝加載臂的情況下，測軸承的啟動摩擦力矩及電流值以及軸承在旋轉(zhuǎn)過程中的即時摩擦力矩值及電流值。觀測軸承在旋轉(zhuǎn)過程中的運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。加載試驗(yàn)將加載臂與軸承安裝好后，對軸承進(jìn)行加載試驗(yàn)。分別對其加載一定的的傾覆力矩，分別測軸承的啟動摩擦力矩及電流值以及軸承在旋轉(zhuǎn)過程中的即時摩擦力矩值及電流值。觀測軸承在旋轉(zhuǎn)過程中的運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。
權(quán)利要求
1.一種特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)，其特征是包括工作動力裝置(I )、加載裝置 (II)、支承裝置(III)及液壓加載裝置(IV)，工作動力裝置(I )垂直于地面固定，加載裝置 (II)與工作動力裝置(I )通過試驗(yàn)軸承(23)相連，支承裝置(III)位于加載裝置(II)的下端，液壓加載裝置(IV)靠近加載裝置(II)末端油缸加壓處，工作動力裝置(I )將動力傳動到試驗(yàn)軸承(23)，帶動試驗(yàn)軸承(23)轉(zhuǎn)動，同時液壓加載裝置(IV)向加載裝置(II)末端油缸加壓，加載裝置(II)向試驗(yàn)軸承(23)加壓，可分別測試驗(yàn)軸承(23)的啟動摩擦力矩、電流值以及軸承在旋轉(zhuǎn)過程中的即時摩擦力矩值及電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)，其特征是所述的工作動力裝置結(jié)構(gòu)包括電機(jī)(1)、減速器(2)、聯(lián)軸器(3)、扭矩傳感器(4)、花鍵軸(10)、錐齒輪(13)、 小齒輪(14)，電機(jī)(1)、減速器(2)通過聯(lián)軸器(3)與花鍵軸(10)連接，在減速器(2)與花鍵軸(10)之間裝有扭矩傳感器(4)；由花鍵軸(10)將力傳遞至一組一級正交錐齒輪(13)， 從而帶動小齒輪(14)，再由小齒輪(14)帶動試驗(yàn)軸承(23)的內(nèi)齒或外齒嚙合傳動，從而測出軸承在各種載荷下的力矩值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)，其特征是所述的加載裝置包括過渡盤(25)、加載臂(27)、調(diào)心滾子軸承(29)及加載油缸(38)，位于加載臂(27)—端的過渡盤25通過螺栓(26)和試驗(yàn)軸承(23)的動圈連接，調(diào)心滾子軸承(29)與加載油缸(38) 相連，位于加載臂(27)的另一端；通過對加載油缸(38)施加壓力達(dá)到測量試驗(yàn)軸承摩擦力矩的作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)，其特征是所述的支承裝置包括軌道(55)、電機(jī)減速機(jī)(59)、齒輪(60)、齒條(52)、絲杠(57)、絲母板(56)、前支承(43)、 后支承(47)以及小車車架(51)，軌道(55)鋪設(shè)于地面上，兩個小車車架(51)通過兩根連接桿(54)相連在一起，前支承(43)和后支承(47)分別位于兩個小車車架(51)上；電機(jī)減速機(jī)(59)位于小車車架(51)底端，通過齒輪(60)齒條(52)運(yùn)動帶動整個支承裝置運(yùn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)，其特征是在小車車架(51)的側(cè)面有用于調(diào)整支承左右運(yùn)動的左右調(diào)節(jié)裝置；所述的左右調(diào)節(jié)裝置由絲母板(56)和絲桿(57)構(gòu)成，絲母板(56)位于車架上部，前支承(43)和后支承(47)分別設(shè)置在絲桿(57) 上，絲桿(57)的一端位于絲母板(56)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)，其特征是所述小車車架上端設(shè)置有高度調(diào)整板(48)和橫向調(diào)整板(49)，在兩者之間設(shè)置有用來調(diào)節(jié)小車車架高低的調(diào)整螺栓。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)，其特征是所述的前支承(43) 和后支承(47)上部分別設(shè)置有圓弧形承載面，在圓弧形承載面上實(shí)施有圓柱滾子。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特大型轉(zhuǎn)盤軸承性能試驗(yàn)機(jī)，包括工作動力裝置(Ⅰ)、加載裝置(Ⅱ)、支承裝置(Ⅲ)及液壓加載裝置(Ⅳ)，工作動力裝置(Ⅰ)垂直于地面固定，加載裝置(Ⅱ)與工作動力裝置(Ⅰ)通過試驗(yàn)軸承(23)相連，支承裝置(Ⅲ)位于加載裝置(Ⅱ)的下端，液壓加載裝置(Ⅳ)靠近加載裝置(Ⅱ)末端油缸加壓處，工作動力裝置(Ⅰ)將動力傳動到試驗(yàn)軸承(23)，帶動試驗(yàn)軸承轉(zhuǎn)動，同時液壓加載裝置向加載裝置末端油缸加壓，加載裝置向試驗(yàn)軸承加壓，可分別測試驗(yàn)軸承的啟動摩擦力矩、電流值以及軸承在旋轉(zhuǎn)過程中的即時摩擦力矩值及電流值。本發(fā)明可基本模擬各類轉(zhuǎn)盤軸承工況,并通過工控機(jī)直接測量并實(shí)時記錄輸出試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
文檔編號G01M13/04GK102261994SQ201110115240
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者侯亞新, 儲曉曦, 劉琦, 劉靜, 李玉川, 葛朝輝, 陳果, 陳淑虹 申請人:洛陽Lyc軸承有限公司