一种轴承试验装置的制作方法

本发明涉及试验装置领域，特别涉及一种轴承试验装置。

背景技术：

轴承是一种十分常见的支撑装置，用于支撑各种转轴。

按所承受的载荷的不同，轴承可以分为用于承受径向载荷的径向轴承和用于承受轴向载荷的推力轴承。通常在载荷较大的设备中，需要对轴承进行测试，以确保轴承可以承载足够大的载荷，保证设备的正常工作。

目前对轴承进行测试时只能模拟出轴承在工作时的转动状态，难以在轴承转动的同时在轴承上加载载荷，从而使得试验结果并不能准确反映出轴承的性能。

技术实现要素：

为了解决现有的轴承试验装置不能准确反映出轴承的性能的问题，本发明实施例提供了一种轴承试验装置。所述技术方案如下：

一种轴承试验装置，所述试验装置包括：底座、用于支撑待试验的第一推力轴承、第二推力轴承和径向轴承的支撑主轴、传动组件、配重块、加载轴和用于在所述加载轴上施加轴向拉力的加载装置，

所述支撑主轴水平设置在所述底座上，所述支撑主轴的中部设置有用于与待试验的第一推力轴承的一侧面接触的轴肩，所述支撑主轴上设置有沿轴向延伸的插装通孔，

所述传动组件包括转筒和连接结构，所述转筒套设于所述支撑主轴外，所述转筒的内径大于所述待试验的第一推力轴承、第二推力轴承和径向轴承的外径，所述转筒的内壁上设置有沿所述转筒的径向向内延伸的径向支座，所述径向支座上具有用于支撑在所述径向轴承的外壁上的第一支撑面、用于与所述第一推力轴承的另一侧壁接触的第二支撑面和用于与所述第二推力轴承的一侧面接触的第三支撑面，所述转筒的一端同轴设置有用于连接驱动所述转筒转动的动力装置的所述连接结构，所述配重块设置在所述转筒的外壁上，

所述加载轴沿轴向可活动地插装在所述插装通孔中，且所述加载轴的两端均露于所述插装通孔外，所述加载轴的一端与所述加载装置连接，所述加载轴的另一端连接有加载结构，且所述加载结构和所述轴肩在所述加载轴的轴向上位于所述径向支座的两侧，所述加载结构用于压紧在所述第二推力轴承的另一侧面上。

可选地，所述加载结构包括沿所述加载轴的径向向外延伸的连接部和从所述连接部上向靠近所述轴肩的一侧延伸的推动部，所述推动部用于压紧在所述第二推力轴承的另一侧面上。

优选地，所述试验装置还包括用以将所述加载结构和所述待试验的第一推力轴承、第二推力轴承、径向轴承封闭在所述转筒内的密封盖和密封环，所述密封盖设置在所述转筒的一端，所述密封环设置在所述转筒的另一端，所述密封环的内侧壁贴在所述轴肩的外周壁上。

进一步地，所述支撑主轴中还设置有进液通道和出液通道，所述进液通道的入口与外界连通，所述进液通道的出口与所述转筒内部连通，所述出液通道的入口与所述转筒内部连通，所述出液通道的出口与外界连通。

优选地，所述出液通道的入口位于所述支撑主轴上用于支撑所述待试验的径向轴承的侧壁上。

优选地，所述进液通道的出口包括第一出口和第二出口，所述第一出口与所述密封盖和所述径向支座之间的空腔连通，所述第二出口与所述密封环和所述径向支座之间的空腔连通。

可选地，所述推动部包括环状凸台和用于压紧在所述第二推力轴承的另一侧面上的推力环，所述推力环同轴设置在所述环状凸台的一端端面上。

进一步地，所述配重块呈环状，所述配重块套装在所述转筒的外壁上，所述配重块与所述转筒通过键连接。

优选地，所述转筒上设置有用于对所述配重块进行轴向限位的限位挡圈。

可选地，所述加载装置包括液压缸，所述液压缸的伸缩杆与所述加载轴同轴连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在支撑主轴上设置插装通孔，将加载轴插装在插装通孔中，加载轴的一端设置有加载结构，同时转筒内壁上设置有沿转筒的径向延伸的径向支座，从而可以通过径向支座压在套装在支撑主轴上的径向轴承上，同时通过在支撑主轴上设置轴肩，将加载轴与加载装置连接，从而可以通过加载装置拉动加载轴，使得第一推力轴承被夹紧在轴肩和径向支座的侧壁之间，第二推力轴承被夹紧在加载结构和径向支座的侧壁之间，通过将连接结构与动力装置连接，使得可以通过动力装置驱动转筒转动，通过在转筒上设置配重块，从而可以在径向轴承上模拟出径向载荷，通过调节加载装置拉动加载轴的力，从而可以在第一推力轴承和第二推力轴承上模拟出轴向载荷，使得可以准确模拟出轴承实际工作时的转动和载荷情况，确保了试验结果可以准确反映出轴承的性能，提高了试验的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种轴承试验装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种轴承试验装置的局部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种转筒的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种轴承试验装置的剖面图；

图5是本发明实施例提供的一种转筒的端面视图；

图6是本发明实施例提供的轴承试验装置的另一种局部结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种底座的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种轴承试验装置的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种轴承试验装置的结构示意图，如图1所示，该试验装置包括：底座10、用于支撑待试验的第一推力轴承1、第二推力轴承2和径向轴承3的支撑主轴20、传动组件30、配重块40、加载轴50和用于在加载轴50上施加轴向拉力的加载装置60，第一推力轴承1、径向轴承3和第二推力轴承2依次套设在支撑主轴20上。

图2是本发明实施例提供的一种轴承试验装置的局部结构示意图，如图2所示，支撑主轴20水平设置在底座10上，支撑主轴20的中部设置有用于与待试验的第一推力轴承1的一侧面连接的轴肩21，支撑主轴20上设置有轴向延伸的插装通孔201。

图3是本发明实施例提供的一种转筒的结构示意图，结合图1～图3，传动组件30包括转筒31和连接结构32，转筒31套设于支撑主轴20外，转筒31的内径大于待试验的第一推力轴承1、第二推力轴承2和径向轴承3的外径，转筒31的内壁上设置有沿转筒31的径向向内延伸的径向支座311，径向支座311上具有用于支撑在径向轴承3的外周壁上的第一支撑面311a、用于与第一推力轴承1的另一侧壁接触的第二支撑面311b和用于与第二推力轴承2的一侧面接触的第三支撑面311c，转筒31的一端同轴设置有用于连接驱动转筒31转动的动力装置的连接结构32，配重块40设置在转筒31的外壁上。

如图2所示，加载轴50沿轴向可活动地插装在插装通孔201中，且加载轴50的两端均露于插装通孔201外，加载轴50的一端与加载装置60连接，加载轴50的另一端连接有加载结构51，且加载结构51和轴肩21在加载轴50的轴向上位于径向支座311的两侧，加载结构51用于在加载轴50的带动下压紧在第二推力轴承2的另一侧面上。

实现时，连接结构可以是联轴器32，联轴器32可以通过螺栓与转筒31连接，可以便于装置的组装。

通过在支撑主轴上设置插装通孔，将加载轴插装在插装通孔中，加载轴的一端设置有加载结构，同时转筒内壁上设置有沿转筒的径向延伸的径向支座，从而可以通过径向支座压在套装在支撑主轴上的径向轴承上，同时通过在支撑主轴上设置轴肩，将加载轴与加载装置连接，从而可以通过加载装置拉动加载轴，使得第一推力轴承被夹紧在轴肩和径向支座的侧壁之间，第二推力轴承被夹紧在加载结构和径向支座的侧壁之间，通过将连接结构与动力装置连接，使得可以通过动力装置驱动转筒转动，通过在转筒上设置配重块，从而可以在径向轴承上模拟出径向载荷，通过调节加载装置拉动加载轴的力，从而可以在第一推力轴承和第二推力轴承上模拟出轴向载荷，使得可以准确模拟出轴承实际工作时的转动和载荷情况，确保了试验结果可以准确反映出轴承的性能，提高了试验的准确性。

具体地，加载结构51可以包括沿加载轴50的径向向外延伸的连接部511和从连接部511上向靠近轴肩21的一侧延伸的推动部512，推动部512用于压紧在第二推力轴承2的另一侧面上。

如图3所示，径向支座311的第二支撑面311b和第三支撑面311c上分别设置有螺孔，用于在试验时将第一推力轴承1的推力盘1b和第二推力轴承2的推力盘2b分别通过螺栓连接在第二支撑面311b和第三支撑面311c，以确保在转筒31转动时，第一推力轴承1的推力盘1b和第二推力轴承2的推力盘2b均随着转筒31转动。

进一步地，轴肩21的用于与第一推力轴承1接触的端面上设置有螺孔，推动部512上也设置有螺孔，用于在试验时将第一推力轴承1的支撑盘1a和第二推力轴承2的支撑盘2a分别通过螺栓连接在轴肩21和推动部512上，以确保在转筒31转动时，第一推力轴承1的支撑盘1a和第二推力轴承2的支撑盘2a均不发生转动。

图4是本发明实施例提供的一种轴承试验装置的剖面图，如图4所示，该试验装置还包括用以将加载结构51和待试验的第一推力轴承1、第二推力轴承2、径向轴承3封闭在转筒31内的密封盖81和密封环82，密封盖81设置在转筒31的一端，密封环82设置在转筒31的另一端，密封环82的内侧壁贴在轴肩21的外周壁上，从而可以避免加注到待试验的第一推力轴承1、第二推力轴承2、径向轴承3上的润滑油泄漏到转筒31外。

进一步地，参见图2，支撑主轴20中还设置有进液通道202和出液通道203，进液通道202的入口与外界连通，进液通道202的出口与转筒31的内部连通，出液通道203的入口与转筒31内部连通，出液通道203的出口与外界连通。

在船舶的动力系统中，转轴通常处于水浸泡的状态，因此这种转轴上的轴承通常为水润滑轴承，在对水润滑轴承进行试验时，可以向进液通道202的入口中持续注入水，水通过进液通道202进入到转筒31内，从而对待试验的第一推力轴承1、第二推力轴承2、径向轴承3进行润滑，并且从出液通道203的入口进入出液通道203，并通过出液通道203的出口203a排出，从而可以更真实的模拟出轴承的工作状态，使试验结果更加准确。

如图2所示，出液通道203的入口203a位于支撑主轴20上用于支撑待试验的径向轴承3的侧壁上，从而使得注入转筒31内的水进入到径向轴承3与支撑主轴20的缝隙中，确保径向轴承3得到润滑。

此外，进液通道202的出口包括第一出口202b和第二出口202c，第一出口202b与密封盖81和径向支座311之间的空腔连通，第二出口202c与密封环82和径向支座311之间的空腔连通，由于径向支座311压在径向轴承3上，转筒31内被径向支座311分隔为两个空腔，第一推力轴承1和第二推力轴承2分别位于两个空腔中，因此通过将进液通道202的第一出口202b和第二出口202c分别与两个空腔连通，可以使得第一推力轴承1和第二推力轴承2均得到润滑。

如图2所示，连接部511上设置有通孔511a，以确保进液通道202的第二出口202c可以与转筒31的内部连通。

可选地，密封环82可以为J型橡胶密封，以确保不会有水泄漏。

需要说明的是，也可以向进液通道202的入口注入润滑油，从而对油润滑轴承进行试验。

参见图2，推动部512包括环状凸台512a和用于压紧在第二推力轴承2的另一侧面上的推力环512b，推力环512b同轴设置在环状凸台512a的一端端面上，通过推力环512b压紧第二推力轴承2可以增大推动部512与第二推力轴承2的接触面积，使得加载在加载轴50上的力可以均匀的作用在第二推力轴承2上。

在本实施例中，环状凸台512a和推力环512b为分体构件，推力环512b可以通过平键连接在支撑主轴20上，环状凸台512a顶紧在推力环512b的侧面上。这样可以便于更换推力环512b，以使得推力环512b的外径与待试验的第二推力轴承2的外径相同，确保在试验过程中，水平载荷可以均匀的加载在第二推力轴承2上。

进一步地，支撑主轴20上还设置有锁紧螺帽22，锁紧螺帽22与支撑主轴20通过螺纹连接，锁紧螺帽22设置在推力环512b远离第二推力轴承2的一侧，从而可以在装配试验装置时，通过锁紧螺帽22对推力环512b进行限位。

图5是本发明实施例提供的一种转筒的端面视图，如图5所示，配重块40呈环状，配重块40套装在转筒31的外壁上，配重块40与转筒31通过键83连接，实现时，转筒31的外壁上可以设置有若干键槽31a，配重块40通过设置在若干键槽31a中的键83套设在转筒31上，由于在进行试验时，转筒31会在动力装置的驱动下高速转动，通过键槽31a和键83配合，从而将配重块40安装到转筒31的外壁上，可以确保配重块40能够随着转筒31一起转动，避免配重块40与转筒31分离。

进一步地，转筒31的外壁上设置有多个键槽31a，多个键槽31a沿转筒31的周向布置，从而使得配重块40的转动更加平稳。

可选地，每个键83通过螺栓831与转筒31连接，以避免出现键83松动的情况，从而避免了在转筒31高速转动时，配重块40晃动，导致的试验装置不稳定。

容易想到的是，该试验装置可以包括多个质量不同的配重块40，通过更换质量不同的配重块40可以调节径向轴承3上的径向载荷。

此外，多个质量不同的配重块40的内径应相同，以便于配重块40的安装。

此外，虽然图5中显示的转筒31上仅设置有2个键槽31a，但是在其他实施例中还可以设置更多数量的键槽31a，例如3个、4个等，本发明并不因此为限。

优选地，转筒31上设置有用于对配重块40进行轴向限位的限位挡圈81，以避免在试验过程中，配重块40发生轴向的移动。

具体地，可以在转筒31的两端端面上各设置一个限位挡圈81，两个限位挡圈81分别压紧在配重块40的两端，通过限位挡圈81可以对配重块40进行轴向限位，避免在试验过程中配重块40沿转筒31的轴向方向移动。

图6是本发明实施例提供的轴承试验装置的另一种局部结构示意图，以图6中所示的限位挡圈81为例，位于转筒31与联轴器32连接的一端的限位挡圈81的内径大于或等于联轴器32的外径，该限位挡圈81可以通过螺栓可拆卸地连接在转筒31的端面上，位于转筒31的另一侧的限位挡圈81的内径与支撑主轴20的轴肩21的直径相同，该限位挡圈81也可以通过螺栓可拆卸地连接在转筒31的端面上，密封环82可以安装在该限位挡圈81上。

图7是本发明实施例提供的一种底座的结构示意图，结合图4和图7，底座10上设置有轴线水平的水平通孔10a，支撑主轴20插装在水平通孔10a中，底座10上还设置有用于防止支撑主轴20相对底座10转动的定位结构，从而可以便于试验装置的拆装，此外由于支撑主轴20上至少要设置用于插装加载轴50的插装通孔201，因此将支撑主轴20与底座10设置为分体结构有利于支撑主轴20的加工。

进一步地，定位结构包括定位块82、设置在底座10上的缺口10b和设置在支撑主轴20上的凹槽23，定位块82卡设在凹槽23和缺口10b中，通过将凹槽23与缺口10b对齐，将定位块82卡设在凹槽23和缺口10b中，从而可以避免支撑主轴20在试验过程中相对底座10发生转动，试验时底座10可以通过螺钉固定在工作台上。

此外，定位块82还可以通过螺栓与支撑主轴20连接，以对支撑主轴20进行轴向定位。

进一步地，轴肩21抵在底座10的侧面上，通过轴肩21和定位块82共同对支撑主轴20进行轴向定位，进一步避免支撑主轴20沿轴向方向移动。

需要说明的是，虽然在本实施例中，支撑主轴20为圆柱状，底座10上的水平通孔10a的断面形状为圆形，在其他实施例中，支撑主轴20也可以一端呈圆柱状一端呈棱柱状，底座10上的水平通孔10a为与支撑主轴20呈棱柱状的一端相适配的形状，本发明并不以此为限。

可选地，底座10可以包括固定部12和安装部11，连接部11设置在固定部12上，安装部11与支撑主轴20连接。

图8是本发明实施例提供的一种轴承试验装置的俯视图，如图8所示，加载装置60包括液压缸61，液压缸61的伸缩杆与加载轴50同轴连接，从而可以通过控制液压缸61的伸缩杆缩短来使得推动部512压紧在第二推力轴承2上，通过增大或减小液压缸61的有杆腔中的压力，从而可以增大或减小第一推力轴承1和第二推力轴承2所受到的轴向载荷。

实现时，液压缸61的伸缩杆与加载轴50可以通过销轴64连接，可以便于液压缸61与加载轴50之间的拆装，有利于更换不同功率的液压缸61进行试验。

进一步地，液压缸61的缸体可以通过液压缸支架62固定在底座10上，以便于液压缸61的安装。

此外，液压缸61可以通过螺栓63与液压缸支架62可拆卸地连接。

以下简单说明本发明实施例所提供的试验装置的试验过程：

将第一推力轴承、第二推力轴承和径向轴承安装到位后，在转筒上安装一定质量的配重块，通过联轴器将转筒与动力装置连接，通过动力装置驱动转筒转动，当转筒转动稳定后，通过加载装置拉动加载轴，以在第一推力轴承、第二推力轴承上施加轴向载荷，加载装置产生的拉力根据试验所需要的轴向载荷而定，再关闭加载装置，使轴向载荷消失，关闭动力装置使转筒停止转动，更换其他质量的配重块，以得到另一种径向载荷，重新启动动力装置和加载装置，再次进行试验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。