专利名称：大轴重铁路轴承试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测试验技术领域，具体地说是涉及大轴重铁路轴承试验机。
背景技术：
铁路货车提速、重载是未来发展的方向。根据铁道部运输局文件《铁路车辆“十一五”工作目标》精神，大力推进货车重载、快捷，实现货车装备现代化。铁道部开展了 30吨轴重技术研究，以增加通用货车轴重技术储备，适时发展大吨位长大货车。因此，对轴承产品的品质要求就越加严格。尽早脱离依赖进口轴承，坚持 自主研发，生产出高品质的铁路货车轴承迫在眉睫。铁路轴承要求可靠性高、寿命长，因此对铁路轴承进行性能寿命试验非常必要。 现有的铁路轴承试验机轴向加压采用两个油缸，采用铰轴和摇杆原理对轴承进行加压，其缺点是1)力的作用线不在轴承所在的轴线上，有一段力臂，因此会对轴承产生一个弯矩作用，对主轴及试验轴承极其不利。2)主轴支承轴承受力大，所以主轴支座结构较大，结构设计复杂。3)控制系统、人机界面及传动系统采用的技术落后，带来整个设备庞大，人机对话不便。发明内容为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的旨在研发一种大轴重铁路轴承试验机，主要满足30吨轴重353132X2-RS和27吨轴重353130X3-2RS-ZC等规格铁路轴承的性能及寿命试验。本发明依据试验规范对铁路轴承之旋转性能、载荷作用下轴承工作状态、磨损疲劳寿命等进行试验，为轴承失效分析、寿命计算等提供依据。形成完整的生产、检测试验保证体系，不断完善和指导产品的生产过程。为了解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是本发明试验机既可两套轴承同时试验，也可单套轴承独立试验。本发明试验机轴向加压采用一个液压缸，通过双导杆实现两个被试轴承左右两个方向的加压要求。液压缸前腔进油时，被试轴承受拉，液压缸后腔进油时，被试轴承受压。轴的两端两个被试轴承所受的拉力或压力同时作用在轴上，大小相等，方向相反。因此，工作轴承、机架理论上不承受轴向力。这样有利于机架的设计和延缓基座轴承的使用寿命。径向加压由四个液压缸分别两两加压主轴两端的被试轴承，在规定时间内保持加压恒定，无需改变。每组液压缸都连接有一个压力传感器，以输出力值。主轴旋转通过变频调速电机驱动和控制，用以满足速度谱的变换要求。本发明应用21英寸彩色显示器，轴向载荷和径向载荷以及主轴转速全部采用闭环控制技术。本发明试验机内部设有润滑油箱，主要收集来自对工作轴承进行润滑的油液，也同时起过滤冷却作用。试验机工作轴承理论最高转速2000rpm，此时相当车速325KM/小时。轴向缸最大加载能力 188. 8KN(20MPa)，径向缸最大加载能力251. 3KN(20MPa)，两缸总计502. 6KN。本发明可模拟机车车辆轴承实际工作状态，自动施加线路载荷谱、速度谱及环境风速谱，施加如正弦波、三角波、矩形波及梯形波等各种波形的载荷。对机车车辆轴承实现动态模拟试验。测量和控制部分由工控机统一完成。测量部分包括温度、振动、压力、载荷、 风速等信号的采集和实时显示，所有测量的数据存入数据库统一管理。控制部分包括轴向载荷和径向载荷的闭环控制，主轴转速的闭环控制，以及其它辅助功能的控制。当两套轴承同时试验时，两个导杆上的涨紧套处于松弛状态，此时导杆起传递力的作用，左右两试验轴承同时被加载，受力，大小相等、方向相反。当单套轴承独立试验时，两个导杆上的涨紧套处于涨紧状态，且其端面必须靠到两导杆支座的相应端面上，此时导杆不起传递力的作用，这时，无缸侧一端要选着一个轴向游隙较小无需试验的相同型号轴承、并且把T型块轴向两端面的间隙用垫片消除，用以抵抗来自对面施加的轴向负荷，避免主轴支承座受力。主轴支承座内装有一个双列圆锥滚子轴承和一个深沟球轴承，采用自动润滑系统，润滑油泵流量为6L/min，压力可调范围为0. 5 2ΜΡ 流量通过一个球阀调节。润滑油箱设在机体内部，初次加油量100L。主轴上的工作轴承采用涨套锁紧螺母实施轴向预紧，先用液压拆装机把涨套锁紧螺母内环紧紧压靠在轴承端面上，然后用工装套筒通过涨套锁紧螺母内环固定，再用涨套锁紧螺母锁紧。导杆采用铜套导向，为滑动摩擦，因此要定时往其摩擦部位加油，减轻摩擦，降低阻力，提高运动的灵敏性和使用寿命。当试验一个周期以后，需要拆换时，可用升降车把两个导杆两端上的左连接扳、右连接板卸下，然后松开加压座里盖上的螺钉，把加压座卸下，用压装机把试验轴承卸下，再进行以后的操作。组装两个导杆两端上的右连接扳时，由于导杆可能窜位会造成组装后位置和原位不符，影响正常工作，所以，组装后要检查油缸后出杆的位置，当油缸后出杆的棱边距缸筒后端面为45mm时，这时活塞的位置处于缸筒的正中位置，工作可靠。当发现油缸后出杆的棱边距缸筒后端面位置不对时，可以通过调整无缸侧的连接板内螺母、连接板外螺母，借助点动开关，通过油缸调整；当油缸后出杆长于45mm时，将无缸右连接扳上的连接板内螺母松开，松开距离等于油缸后出杆伸出距离的实测值减去45mm的差值，然后让油缸后腔进油，这时右连接扳的里侧端面就靠到了连接板内螺母上，再将连接板内螺母、连接板外螺母锁紧；当油缸后出杆短于45mm时，将无缸右连接扳上的连接板外螺母松开，松开距离等于 45mm减去油缸后出杆伸出距离的实测值的差值，然后让油缸前腔进油，这时右连接扳的外侧端面就靠到了连接板外螺母上，再将连接板内螺母、连接板外螺母锁紧。试验机在试验过程中，径向载荷在整个试验过程中是恒载，大小取决试验大纲。轴向载荷根据试验大纲要求施加的是变载，按照规定的加载曲线加载。试验转速在整个试验过程中可按要求变速变向。试验机运转时，应经常检查润滑油的状况，不定期查看左连接扳、右连接板上的连接板内螺母、连接板外螺母，导杆螺母及主轴涨紧套上的涨套锁紧螺母是否松动，及时处理。否则，会导致试验机工作不可靠或带来危害。本发明的创新点是大轴重铁路轴承试验机轴向加压采用一个液压缸，通过双导杆实现两个被试轴承左右两个方向的加压要求。利用作用力与反作用力原理，液压缸前腔进油时，通过双导杆，两个被试轴承同时受拉，液压缸后腔进油时，通过双导杆，两个被试轴承同时受压。轴的两端两个被试轴承所受的拉力或压力同时作用在轴上，大小相等，方向相反。因此，工作轴承、机架理论上不承受轴向力。这样有利于机架的设计和延缓基座轴承的使用寿命，使结构很轻巧。轴向载荷和径向载荷以及主轴转速全部采用闭环控制技术。可模拟机车车辆轴承实际工作状态，自动施加线路载荷谱、速度谱，并可做到对检测信号自动采集和波形的实时显示和输出打印，对机车车辆轴承实现动态模拟试验。本发明具有的有益效果是本发明简化了设计，结构轻巧简单，延长了基座轴承的使用寿命。本发明工作轴承、机架理论上不承受轴向力。本发明显示界面设置清晰明了，反映信息充分，既可实时查询，也可追溯历史数据；操作方便、快捷，控制准确、灵活。
图1为本发明结构示意图。图1中所示的附图标记如下1、径向加压油缸，2、润滑油箱，3、机体，4、驱动电机， 5、径向拉压传感器，6、导杆，7、轴向加压缸，8、导杆螺母，9、左连接板，10、轴向拉压传感器， 11、涨紧套，12、T形块，13、加压座，14、涨套锁紧螺母，15、主轴支承座，16、导杆支座，17、三角带轮，18、右连接板，19、连接板内螺母，20、连接板外螺母，21、试验轴承，22、加压座里盖。
具体实施例方式结合附图1对本发明进行描述
本发明的结构特征是机体3是试验机主体，径向加压油缸1通过螺栓固定在机体3 上，润滑油箱2装在机体3主体内，驱动电机4通过螺栓固定在机体3上，径向拉压传感器 5 一侧与驱动电机4连接，一端与加压座13连接，两个导杆6两端设有左连接板9、右连接板18，加压座13、加压座里盖22通过螺栓固定在左连接板9、右连接板18上。轴向加压缸 7通过导杆螺母8连接在左连接板9上，轴向拉压传感器10安装在涨紧套11上，T形块12、 加压座13固定在导杆6上。涨套锁紧螺母14在主轴支承座15 —侧，主轴支承座15通过螺栓固定在机体3上，导杆支座16固定在机体3上，三角带轮17与机体3连接，右连接板 18与导杆6连接，左连接板9、右连接板18分别通过连接板内螺母19、连接板外螺母20固定。试验轴承21固定在导杆6上，加压座里盖22固定在试验轴承21内侧。本发明试验机既可两套轴承同时试验，也可单套轴承独立试验。当两套轴承同时试验时，两个导杆6上的涨紧套11处于松弛状态，此时导杆6起传递力的作用，左右两试验轴承21同时被加载，受力，大小相等、方向相反。当单套轴承独立试验时，两个导杆6上的涨紧套11处于涨紧状态，且其端面必须靠到两导杆支座16的相应端面上，这时，无缸侧一端要选着一个轴向游隙较小无需试验的相同型号轴承、并且把T型块12轴向两端面的间隙用垫片消除。主轴支承座15内装有一个双列圆锥滚子轴承和一个深沟球轴承，采用自动润滑系统，润滑油泵流量为6L/min，压力可调范围为0. 5 2MPa，流量通过一个球阀调节。润滑油箱2设在机体3内部，初次加油量100L。主轴上的工作轴承采用涨套锁紧螺母14实施轴向预紧，先用液压拆装机把涨套锁紧螺母14内环紧紧压靠在轴承端面上，然后用工装套筒通过涨套锁紧螺母14内环固定， 再用涨套锁紧螺母14锁紧。导杆6采用铜套导向，为滑动摩擦，要定时往其摩擦部位加油。当试验一个周期以后，需要拆换时，可用升降车把两个导杆6两端上的左连接扳 9、右连接板18卸下，然后松开加压座里盖22上的螺钉，把加压座13卸下，用压装机把试验轴承21卸下，再进行以后的操作。组装两个导杆6两端上的右连接扳18时，组装后要检查油缸后出杆的位置，当油缸后出杆的棱边距缸筒后端面为45mm时，这时活塞的位置处于缸筒的正中位置，工作可靠。当发现油缸后出杆的棱边距缸筒后端面位置不对时，可以通过调整无缸侧的连接板内螺母19、连接板外螺母20，借助点动开关，通过油缸调整；当油缸后出杆长于45mm时，将无缸右连接扳18上的连接板内螺母19松开，松开距离等于油缸后出杆伸出距离的实测值减去45mm的差值，然后让油缸后腔进油，这时右连接扳18的里侧端面就靠到了连接板内螺母19上，再将连接板内螺母19、连接板外螺母20锁紧；当油缸后出杆短于45mm时，将无缸右连接扳18上的连接板外螺母20松开，松开距离等于45mm减去油缸后出杆伸出距离的实测值的差值，然后让油缸前腔进油，这时右连接扳18的外侧端面就靠到了连接板外螺母20 上，再将连接板内螺母19、连接板外螺母20锁紧。试验机在试验过程中，径向载荷在整个试验过程中是恒载，大小取决试验大纲。轴向载荷根据试验大纲要求施加的是变载，按照规定的加载曲线加载。试验转速在整个试验过程中可按要求变速变向。试验机运转时，应经常检查润滑油的状况，不定期查看左连接扳9、右连接板18上的连接板内螺母19、连接板外螺母20，导杆螺母8及主轴涨紧套上的涨套锁紧螺母14是否松动，及时处理。
权利要求
1.大轴重铁路轴承试验机，试验机的结构特征是本发明的结构特征是机体是试验机主体，径向加压油缸通过螺栓固定在机体上，润滑油箱装在机体主体内，驱动电机通过螺栓固定在机体上，径向拉压传感器一侧与驱动电机连接，一端与加压座连接，两个导杆两端设有左连接板、右连接板，加压座、加压座里盖通过螺栓固定在左连接板、右连接板上；轴向加压缸通过导杆螺母连接在左连接板上，轴向拉压传感器安装在涨紧套上，T形块、加压座固定在导杆上；涨套锁紧螺母在主轴支承座一侧，主轴支承座通过螺栓固定在机体上，导杆支座固定在机体上，三角带轮与机体连接，右连接板与导杆连接，左连接板、右连接板分别通过连接板内螺母、连接板外螺母固定；试验轴承固定在导杆上，加压座里盖固定在试验轴承内侧。
2.根据权利要求1所述的大轴重铁路轴承试验机，试验机其特征是主轴支承座内装有一个双列圆锥滚子轴承和一个深沟球轴承，采用自动润滑系统，润滑油泵流量为6L/min， 压力可调范围为0. 5 2MPa，流量通过一个球阀调节；润滑油箱初次加油量100L。
3.根据权利要求1所述的大轴重铁路轴承试验机，试验机其特征是导杆采用铜套导向，为滑动摩擦，要定时往其摩擦部位加油。
4.根据权利要求1所述的大轴重铁路轴承试验机，试验机其特征是组装两个导杆两端上的右连接扳时，组装后要检查油缸后出杆的位置，当油缸后出杆的棱边距缸筒后端面为45mm时，这时活塞的位置处于缸筒的正中位置，工作可靠；当发现油缸后出杆的棱边距缸筒后端面位置不对时，可以通过调整无缸侧的连接板内螺母、连接板外螺母，借助点动开关，通过油缸调整；当油缸后出杆长于45mm时，将无缸右连接扳上的连接板内螺母松开，松开距离等于油缸后出杆伸出距离的实测值减去45mm的差值，然后让油缸后腔进油，这时右连接扳的里侧端面就靠到了连接板内螺母上，再将连接板内螺母、连接板外螺母锁紧；当油缸后出杆短于45mm时，将无缸右连接扳上的连接板外螺母松开，松开距离等于45mm减去油缸后出杆伸出距离的实测值的差值，然后让油缸前腔进油，这时右连接扳的外侧端面就靠到了连接板外螺母上，再将连接板内螺母、连接板外螺母锁紧。
5.大轴重铁路轴承试验机，试验检测方法其特征是试验机既可两套轴承同时试验， 也可单套轴承独立试验；第一种具体实施方式
两套轴承同时试验时，两个导杆上的涨紧套处于松弛状态，左右两试验轴承同时被加载，受力，大小相等、方向相反。
6.根据权利要求5所述的大轴重铁路轴承试验机，试验检测方法第二种具体实施方式
其特征是当单套轴承独立试验时，两个导杆上的涨紧套处于涨紧状态，且其端面必须靠到两导杆支座的相应端面上，无缸侧一端要选着一个轴向游隙较小无需试验的相同型号轴承、并且把T型块轴向两端面的间隙用垫片消除。
7.根据权利要求5所述的大轴重铁路轴承试验机，大轴重铁路轴承试验机其特征是 主轴上的工作轴承采用涨套锁紧螺母实施轴向预紧，先用液压拆装机把涨套锁紧螺母内环紧紧压靠在轴承端面上，然后用工装套筒通过涨套锁紧螺母内环固定，再用涨套锁紧螺母锁紧。
8.根据权利要求5所述的大轴重铁路轴承试验机，大轴重铁路轴承试验机其特征是 试验机运转时，应经常检查润滑油的状况，不定期查看左连接扳、右连接板上的连接板内螺母、连接板外螺母，导杆螺母及主轴涨紧套上的涨套锁紧螺母是否松动，及时处理。
9.根据权利要求5所述的大轴重铁路轴承试验机，检测方法其特征是当试验一个周期以后，需要拆换时，可用升降车把两个导杆两端上的左连接扳、右连接板卸下，然后松开加压座里盖上的螺钉，把加压座卸下，用压装机把试验轴承卸下，再进行以后的操作。
10.根据权利要求5所述的大轴重铁路轴承试验机，检测方法其特征是试验机在试验过程中，径向载荷在整个试验过程中是恒载，大小取决试验大纲；轴向载荷根据试验大纲要求施加的是变载，按照规定的加载曲线加载；试验转速在整个试验过程中可按要求变速变向。
全文摘要
大轴重铁路轴承试验机，本发明涉及检测试验技术领域，试验机轴向加压采用一个液压缸，通过双导杆实现两个被试轴承左右两个方向的加压要求。液压缸前腔进油时，通过双导杆，两个被试轴承同时受拉，液压缸后腔进油时，通过双导杆，两个被试轴承同时受压。轴的两端两个被试轴承所受的拉力或压力同时作用在轴上；径向加压油缸通过螺栓固定在机体上，径向拉压传感器一侧与驱动电机连接，加压座、加压座里盖通过螺栓固定在左连接板、右连接板上；轴向加压缸通过导杆螺母连接在左连接板上，轴向拉压传感器安装在涨紧套上，涨套锁紧螺母在主轴支承座一侧。本发明工作轴承、机架理论上不承受轴向力，延缓了基座轴承的使用寿命。
文档编号G01M13/04GK102445344SQ20111044011
公开日2012年5月9日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者刘华军, 姚成良, 李信诚, 杨小华, 梁春和, 梁洪洋, 王海文, 胡栋, 贾盟邦, 隋加翔, 马文 申请人:瓦房店轴承集团有限责任公司