一种用于轴承性能检测的装置和方法
【专利摘要】本发明提供一种用于轴承性能检测的装置和方法，所述装置包括轴承试验台、传送带、公用车轴和公用轴承、公用轴承用轴箱、公用法兰、测试用车轴、测试用法兰、测试轴承和测试轴承用轴箱。公用车轴的一端连接公用法兰，装配公用轴承，公用轴承放置于公用轴承用轴箱中，公用轴承用轴箱与试验台固定连接。检测时，测试用车轴一端连接测试用法兰，另一端装配测试轴承，测试轴承放置于测试轴承用轴箱中，组成一个测试体。测试用法兰可拆卸地与公用法兰连接，从而将测试体与公用车轴相连接，而在检测后可以将测试体从公用车轴拆卸。本发明能够显著提高陪试轴承的通用性和互换性，大大提供安装和退卸效率，同时能够较大程度降低存放管理和维护困难。
【专利说明】一种用于轴承性能检测的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械领域，更具体地，涉及一种用于轴承性能检测的装置和方法。
【背景技术】
[0002]在铁路机车车辆走行部中，轴承是最为重要和最容易损坏的部件之一，其质量的优劣直接关系到机车车辆的运行安全可靠性，轴承在使用前必须对其耐久性进行检验和评估，以确保其具有良好的运用质量和可靠安全性能。根据轴承评定标准EN12082《铁路设施.轴箱.性能测试》的相关要求，要求按照特定的载荷块循环方式在轴承上施加垂向载荷和横向载荷，并保持一定的实验速度和模拟里程。目前，国内外轴承台架实验试样设计时，具有如下特点:
[0003]①实验试样中的陪试车轴为一根整体车轴，该陪试车轴起三个作用:1)陪试车轴的中间部分安装两个支撑轴承，即陪试轴承，陪试轴承安装到陪试轴承用轴箱内，陪试轴承用轴箱与试验台机架通过螺栓固定连接；2)陪试车轴的两端安装被试轴承，同时将被试轴承与加载工装用轴箱连接；3)陪试车轴上有皮带轮座，用于安装皮带轮，实验时电机通过皮带和皮带轮驱动陪试轴承旋转。
[0004]②轴承完成实验后，需要将皮带轮、陪试轴承、陪试轴承轴箱、陪试车轴、被试轴承一起拆卸，拆卸后再进行被试轴承的退卸和分解，然后安装新的被试轴承，并将包括新被试轴承、皮带轮、陪试轴承、陪试轴承轴箱、陪试车轴的试样组成一起安装到试验台机架上。
[0005]③上述的退卸和安装过程较为复杂，耗费工时较长，如果有多种型号不同尺寸的被试轴承，则陪试车轴之间不能互换，需要准备多个陪试车轴，试样加工成本显著增加。此夕卜，更换陪试车轴时，需要退卸陪试轴承，陪试轴承的价格昂贵，退卸和压装过程中可能受到损伤，陪试车轴也容易出现拉伤。即便陪试轴承在退卸过程中不发生损伤，陪试轴承的退卸和重新安装也具有较高的技术难度，操作复杂且费时，分解后重新安装的陪试轴承性能可能会发生变化。
[0006]④陪试车轴存放时，占用的空间较大，同时需要防磕碰伤、防锈等保护措施，如果陪试车轴的数量较多，会对实验室存放、管理、维护等造成一定困难。
[0007]由上述分析可知，既有的轴承台架实验试样在实验操作、制造费用、存放和维护方面均存在一定的问题，实验成本高，不利于保障轴承运用安全。
【发明内容】
[0008]为克服现有技术的上述缺陷，本发明提出一种用于轴承性能检测的装置和方法。
[0009]根据本发明的一个方面，提出了一种用于轴承性能检测的装置，包括轴承试验台、传送带、公用车轴和公用轴承、公用轴承用轴箱、公用法兰、测试用车轴、测试用法兰、测试轴承和测试轴承用轴箱，其中:所述公用车轴的一端连接所述公用法兰，装配所述公用轴承，所述公用轴承放置于所述公用轴承用轴箱中，所述公用轴承用轴箱与所述轴承试验台固定连接；检测时，所述测试用车轴的一端连接所述测试用法兰，所述测试用车轴的另一端装配所述测试轴承，所述测试轴承放置于所述测试轴承用轴箱中，使得所述测试用车轴、所述测试用法兰、所述测试轴承和所述测试轴承用轴箱组成一个测试体；以及所述测试用法兰通过紧固件能够拆卸地与所述公用法兰连接，从而在检测时将所述测试体与所述公用车轴相连接，所述轴承试验台的传送带带动所述公用车轴转动，进而带动所述测试用车轴转动，而在检测后将所述测试体从所述公用车轴拆卸。。
[0010]根据本发明的另一方面，提出了一种轴承性能测试方法，该方法包括:
[0011]步骤1:在公用车轴的一端组装公用法兰，装配公用轴承，所述公用轴承放置于公用轴承用轴箱中，所述公用轴承用轴箱与轴承试验台固定连接；步骤2:在测试用车轴的一端组装上测试用法兰，另一端装配测试轴承，所述测试轴承放置于测试轴承用轴箱中，使得所述测试用车轴、所述测试用法兰、所述测试轴承和所述测试轴承用轴箱组成一个测试体；步骤3:能够拆卸地连接所述公用法兰和所述测试用法兰，将加载工装用轴箱连接到所述测试轴承上，以用于对所述测试轴承施加载荷；步骤4:通过所述轴承试验台的传送带带动所述公用车轴转动、带动所述公用法兰和所述测试用法兰转动，进而带动所述测试用车轴转动，同时通过在所述加载工装用轴箱上施加载荷，完成轴承性能的检测；和步骤5:在所述检测完成之后，将所述测试用法兰从所述公用法兰上拆下，从而将所述测试体从所述公用车轴拆卸。
[0012]根据本发明的又一个方面，提出了一种轴承性能检测方法，包括:步骤1:在公用车轴的两端分别组装公用法兰，装配公用轴承，所述公用轴承放置于公用轴承用轴箱中，所述公用轴承用轴箱与轴承试验台固定连接；步骤2:在测试用车轴的一端组装上测试用法兰，另一端装配测试轴承，所述测试轴承放置于测试轴承用轴箱中，使得所述测试用车轴、所述测试用法兰、所述测试轴承和所述测试轴承用轴箱组成一个测试体，组装一对相同的所述测试体；步骤3:分别能够拆卸地连接所述公用法兰和所述测试用法兰，每一个所述测试轴承均连接有加载工装用轴箱，以用于对所述测试轴承施加载荷；步骤4:通过所述轴承试验台的传送带带动所述公用车轴转动、带动所述公用法兰和所述测试用法兰转动，进而带动所述测试用车轴转动，同时通过在所述加载工装用轴箱上施加载荷，完成轴承性能的检测；和步骤5:在所述检测完成之后，将所述测试用法兰从所述公用法兰上拆下，从而将所述一对测试体从所述公用车轴拆卸。
[0013]本发明的有益效果是:①可以极大程度方便退卸，提高更换试样的效率，更换测试轴承时，仅需通过拆卸法兰处的紧固件(例如，螺栓)便可以卸下测试用车轴和测试轴承，不用退卸公用轴承和公用轴承用轴箱；②由于不用退卸公用轴承和公用轴承用轴箱，减少了由于分解和安装造成公用轴承损伤、性能下降或者公用车轴拉伤的可能性；③车轴采用分体结构后，避免了由于测试轴承尺寸变化而改变陪试车轴的问题，一方面减少了公用车轴的型号，另一方面降低了公用车轴的加工费用；④公用车轴和测试用车轴的存放空间显著减小，便于实验试样的管理和维护需要准备的公用轴承数量明显降低，此外，开展轴承耐久性实验和热性能等台架实验的灵活性显著增强。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为根据本发明的一个实施例的用于轴承性能检测装置的组装后的结构示意图。图中，1.轴承试验台，2.加载工装用轴箱，3.测试轴承，4.测试用车轴，5.测试用法兰，6.公用法兰，7.内嵌式紧固螺栓，8.公用轴承用轴箱，9.公用轴承，10.传送带，11.公用车轴。
[0015]为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的尺寸、结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定尺寸、结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种用于轴承性能检测的装置和方法进行详细描述。
[0017]在以下的描述中，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本发明。在其他情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。
[0018]总的来说，如图1所示，根据本发明的第一实施例，本发明的一种用于轴承性能检测的装置包括轴承试验台1、传送带10、公用车轴11和公用轴承9、公用轴承用轴箱8、公用法兰6、测试用车轴4、测试用法兰5、测试轴承3和测试轴承用轴箱。公用车轴11的一端连接公用法兰6，装配公用轴承9。公用轴承9放置于公用轴承用轴箱8中，公用轴承用轴箱8与轴承试验台I固定连接。检测时，测试用车轴4的一端连接测试用法兰5，另一端装配测试轴承3，测试轴承3放置于测试轴承用轴箱中，从而组成一个测试体。测试用法兰5通过紧固件可拆卸地与公用法兰6连接，从而在检测时将测试体与公用车轴相连接。轴承试验台I的传送带带动公用车轴11转动，进而带动测试用车轴4转动。当检测完轴承性能之后，将测试体从公用车轴11拆卸。根据一个示例，所述紧固件可以包括螺栓7，但紧固件不限于此，而可以采用本领域常用的任何紧固件。
[0019]本发明的设计思路是:将【背景技术】中提到的陪试车轴分为两部分一轴承试验台公用车轴和测试用车轴，两部分的接口部分均安装有法兰。轴承实验台公用车轴通过诸如螺栓的紧固件和法兰连接测试用车轴，这样分开的两部分重新组装成一体。这样的设计，减少了公用车轴的型号，测试用车轴可以为多种型号，相当于一对多的关系，也就是一根公用车轴就可以对应多种不同型号的轴承进行测试。
[0020]具体地，可以采用热装法将轴承试验台公用法兰6装入轴承实验台公用车轴，公用车轴装配公用轴承，公用轴承放置于公用轴承用轴箱中，通过螺栓将公用轴承用轴箱8安装到试验台机架I上，此时试验台部分安装完成(这部分称为步骤I)。将测试用法兰5与测试用车轴4组装，然后将测试轴承与测试车轴4装配到一起，通过螺栓连接测试用法兰与公用法兰，将测试轴承放置于测试轴承用轴箱，安装完毕后安装加载工装用轴箱2 (步骤
2)。上述安装过程结束后，通过控制柜设置实验载荷的施加数值和施加方式、实验转速和实验模拟里程，具体的数值和实验方式根据研究内容和研究目的确定。如EN12082中要求模拟1.1倍的运行速度、80万公里的实验里程和该标准中的规定的垂向载荷和横向载荷的程序块谱。设置好实验条件后，开始相关实验并测试诸如轴承温度、加速度、噪声、实验里程等实验数据。
[0021]实验结束后更换新的测试轴承时，除特殊情况外(如实验载荷、运行速度超出公用轴承的承载范围)，不需要进行步骤I的操作，仅需进行步骤2的相关操作。
[0022]在具体应用中，轴承的测试一般都是成对测试的，所以，上述的结构可以是对称的，也就是说公用轴承是一对，装配在一根公用车轴上，公用车轴的两端分别装配上公用法兰，测试体是一对，2个公用法兰分别和2个测试用法兰相连接，然后再按上述方法进行测试。
[0023]在本发明的第二实施例中，提供一种轴承性能检测方法，该方法包括:
[0024]步骤1:在公用车轴的一端组装公用法兰，装配公用轴承，公用轴承放置于公用轴承用轴箱中，公用轴承用轴箱与轴承试验台固定连接；步骤2:在测试用车轴的一端组装上测试用法兰，另一端装配测试轴承，测试轴承放置于测试轴承用轴箱中，从而组成一个测试体；步骤3:可拆卸地连接公用法兰和测试用法兰，将加载工装用轴箱连接到测试轴承上，以用于对测试轴承施加载荷；步骤4:通过轴承试验台的传送带带动公用车轴转动、带动公用法兰和测试用法兰转动，进而带动测试用车轴转动，同时通过在加载工装用轴箱上施加载荷，完成轴承相关性能的检测；步骤5:在检测完成之后，将测试用法兰从公用法兰上拆下，从而将测试体从公用车轴拆卸。
[0025]同理，上述方法也可以同时对一对轴承进行检测，具体如下:
[0026]步骤1:在公用车轴的两端分别组装公用法兰，装配公用轴承，所述公用轴承放置于公用轴承用轴箱中，所述公用轴承用轴箱与轴承试验台固定连接；
[0027]步骤2:在测试用车轴的一端组装上测试用法兰，另一端装配测试轴承，所述测试轴承放置于测试轴承用轴箱中，使得所述测试用车轴、所述测试用法兰、所述测试轴承和所述测试轴承用轴箱组成一个测试体，组装一对相同的所述测试体；
[0028]步骤3:分别能够拆卸地连接所述公用法兰和所述测试用法兰，每一个所述测试轴承均连接有加载工装用轴箱，以用于对所述测试轴承施加载荷；
[0029]步骤4:通过所述轴承试验台的传送带带动所述公用车轴转动、带动所述公用法兰和所述测试用法兰转动，进而带动所述测试用车轴转动，同时通过在所述加载工装用轴箱上施加载荷，完成轴承性能的检测；和
[0030]步骤5:在所述检测完成之后，将所述测试用法兰从所述公用法兰上拆下，从而将所述一对测试体从所述公用车轴拆卸。
[0031]在具体的实际应用中，发明人的单位的具体应用平台为:金化所轴承试验台(非标件)，平时为进行轴承耐久性实验和热性能实验，需要单独准备4(15) 2724、4 (15) 2726 (P)型、BT2_8690D、639605E、NJ (P) 3226X1 型、352226X2、353130A、197720、197726、197730、808997、AP130、AP150、353130B、CTBU150 等轴承的耐久性实验的陪试车轴，陪试车轴长度1600mm，采用新实验方法后，公用车轴(也就是陪试车轴)尺寸可以缩短为1000mm，且数量由十余根缩减为I根，大大节省了存放空间和实验成本。
[0032]本发明提供的装置和方法，能够显著提高陪试(公用)车轴和陪试(公用)轴承的通用性和互换性，大大提高安装和退卸效率，同时能够较大程度降低存放管理和维护困难。
[0033]最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。
【权利要求】
1.一种用于轴承性能检测的装置，包括轴承试验台、传送带、公用车轴和公用轴承、公用轴承用轴箱、公用法兰、测试用车轴、测试用法兰、测试轴承和测试轴承用轴箱，其中: 所述公用车轴的一端连接所述公用法兰，装配所述公用轴承，所述公用轴承放置于所述公用轴承用轴箱中，所述公用轴承用轴箱与所述轴承试验台固定连接； 检测时，所述测试用车轴的一端连接所述测试用法兰，所述测试用车轴的另一端装配所述测试轴承，所述测试轴承放置于所述测试轴承用轴箱中，使得所述测试用车轴、所述测试用法兰、所述测试轴承和所述测试轴承用轴箱组成一个测试体；以及 所述测试用法兰通过紧固件能够拆卸地与所述公用法兰连接，从而在检测时将所述测试体与所述公用车轴相连接，所述轴承试验台的传送带带动所述公用车轴转动，进而带动所述测试用车轴转动，而在检测后将所述测试体从所述公用车轴拆卸。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述紧固件包括螺栓。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，还包括加载工装用轴箱，所述加载工装用轴箱连接到所述测试轴承，以用于对所述测试轴承施加载荷。
4.一种轴承性能检测方法，包括: 步骤1:在公用车轴的一端组装公用法兰，装配公用轴承，所述公用轴承放置于公用轴承用轴箱中，所述公用轴承用轴箱与轴承试验台固定连接； 步骤2:在测试用车轴的一端组装上测试用法兰，另一端装配测试轴承，所述测试轴承放置于测试轴承用轴箱中，使得所述测试用车轴、所述测试用法兰、所述测试轴承和所述测试轴承用轴箱组成一个测试体； 步骤3:能够拆卸地连接所述公用法兰和所述测试用法兰，将加载工装用轴箱连接到所述测试轴承上，以用于对所述测试轴承施加载荷； 步骤4:通过所述轴承试验台的传送带带动所述公用车轴转动、带动所述公用法兰和所述测试用法兰转动，进而带动所述测试用车轴转动，同时通过在所述加载工装用轴箱上施加载荷，完成轴承性能的检测；和 步骤5:在所述检测完成之后，将所述测试用法兰从所述公用法兰上拆下，从而将所述测试体从所述公用车轴拆卸。
5.一种轴承性能检测方法，包括: 步骤1:在公用车轴的两端分别组装公用法兰，装配公用轴承，所述公用轴承放置于公用轴承用轴箱中，所述公用轴承用轴箱与轴承试验台固定连接； 步骤2:在测试用车轴的一端组装上测试用法兰，另一端装配测试轴承，所述测试轴承放置于测试轴承用轴箱中，使得所述测试用车轴、所述测试用法兰、所述测试轴承和所述测试轴承用轴箱组成一个测试体，组装一对相同的所述测试体； 步骤3:分别能够拆卸地连接所述公用法兰和所述测试用法兰，每一个所述测试轴承均连接有加载工装用轴箱，以用于对所述测试轴承施加载荷； 步骤4:通过所述轴承试验台的传送带带动所述公用车轴转动、带动所述公用法兰和所述测试用法兰转动，进而带动所述测试用车轴转动，同时通过在所述加载工装用轴箱上施加载荷，完成轴承性能的检测；和 步骤5:在所述检测完成之后，将所述测试用法兰从所述公用法兰上拆下，从而将所述一对测试体从所述公用车轴拆卸。
【文档编号】G01M13/04GK104406791SQ201410730125
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】张斌, 付秀琴, 张弘, 张澎湃, 丛韬, 张关震 申请人:中国铁道科学研究院, 中国铁道科学研究院金属及化学研究所