滚动轴承的低耦合轴向与径向复合加载装置及加载方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对轴承的载荷加载装置及加载方法。属于轴承试验载荷的加载领域。
【背景技术】
[0002]转子试验技术是机械系统试验的重要内容，是转子系统及支撑轴承寿命考核、性能考核、设计制造参数验证和可靠应用的前提。试验过程中有时需对转子系统或支撑部件施加轴向和径向载荷。滚动轴承作为转子系统的支撑部件，其试验是典型的转子试验。轴承试验一般是在轴承试验机进行，轴承试验机试验时载荷模拟是轴承试验的关键工况条件之一，加载是否准确直接影响试验结果的可信度。由于轴承存在游隙，并且在载荷作用下轴承存在接触变形，加载过程中轴承在载荷方向存在微幅变形或移动。常规加载方法为加载头和试验工装直接接触，加载头和加载器本体横向刚性连接，如图1所示。当同时对被试轴承施加轴向载荷和径向载荷时，加载后二者接触面间横向摩擦力较大，而且加载装置横向刚度大，一个方向的加载头和试验工装之间的摩擦力必然限制另一方向加载头的移动，进而影响到另一方向载荷的施加，使得一个或两个方向的载荷不能完全加载到被试轴承，造成工况模拟不准确，直接影响到试验结果的准确性。
【发明内容】
[0003]本发明是为了解决现在的同时对被试轴承施加轴向载荷和径向载荷时，加载后轴承和载荷接触面间横向摩擦力大，加载装置横向刚度大，一个方向的加载头和试验工装之间的摩擦力限制另一方向加载头的移动，进而影响到另一方向载荷的施加，使得一个或两个方向的载荷不能完全加载到被试轴承，造成载荷加载不准确的问题。现提供滚动轴承的低耦合轴向与径向复合加载装置及加载方法。
[0004]滚动轴承的低耦合轴向与径向复合加载装置，它包括液压系统和两个加载头，
[0005]液压系统同时连接两个加载头，液压系统为加载头提供压力油，一个加载头用于安装在径向的加载器和滚动轴承试验工装之间，另一个加载头用于安装在轴向的加载器和滚动轴承试验工装之间，
[0006]液压系统包括小油箱、冷却器、一号滤油器、液压栗、二号滤油器、一号溢流阀、二号溢流阀、一号节流阀、二号节流阀、一号单向阀和二号单向阀，
[0007]小油箱位于滚动轴承的回油口的下部，用于接取从轴承系统流出的轴承润滑油，液压栗的进油端依次经过冷却器的和一号滤油器与小油箱连通，液压栗的出油端与二号滤油器的一端连通，二号滤油器的另一端同时与一号溢流阀的一端和二号溢流阀一端连通，一号溢流阀的另一端与一号节流阀的一端连通，二号溢流阀的另一端与二号节流阀的一端连通，一号节流阀的另一端与一号单向阀的一端连通，二号节流阀的另一端与二号单向阀的一端连通，
[0008]两个加载头结构相同，每个加载头包括静压静盘、静压动盘、弹性连接套和压力油进口，
[0009]一号单向阀的另一端和二号单向阀的另一端分别与一个压力油进口连通，
[0010]在静压静盘内设置有液体静压节流孔，压力油进口与液体静压节流孔的一端连通，
[0011]静压盘前端的表面以静压静盘的中心为圆心沿圆周方向设置有环槽，所述环槽与液体静压节流孔的另一端连通，
[0012]静压静盘和静压动盘之间通过弹性连接套连接，
[0013]静压动盘的前端为球头结构，球头结构用于顶在滚动轴承的球窝里，
[0014]压力油进口与液体静压节流孔连通，压力油经压力油进口流经液体静压节流孔，在静压静盘和静压动盘之间形成承载油膜，以实现静压静盘和静压动盘之间的液体摩擦连接。
[0015]根据滚动轴承的低耦合轴向与径向复合加载装置实现的加载方法，它包括以下内容:
[0016]采用小油箱接取滚动轴承处流出的润滑油，静压系统液压栗通过冷却器冷却和一号过滤器过滤后抽取小油箱内的润滑油，再经二号过滤器精过滤后，经一号溢流阀和一号节流阀进行压力调节，然后通过一号单向阀注入到一个加载头上的压力油进口，同时，经二号溢流阀和二号节流阀进行压力调节后，经二号单向阀注入到另一个加载头上的压力油进口，润滑油通过两个压力油进口分别进入每个液体静压节流孔，使每个加载头的静压静盘和静压动盘之间形成承载油膜，实现了滚动轴承的低耦合轴向与径向复合加载方法。
[0017]本发明的有益效果为:当对滚动轴承同时施加轴、径向载荷时，一个加载头安装在径向的加载器和滚动轴承试验工装之间，另一个加载头安装在轴向的加载器和滚动轴承试验工装之间，采用一个液压系统通过一个液压栗同时对两个加载头的压力油进口提供压力油，不同支路通过不同的节流阀和溢流阀调节，以保证不同支路(加载头)得到需要的压力，
[0018]另外，本发明的加载装置的加载头采用静压静盘和静压动盘组成，静压静盘和静压动盘之间采用弹性连接套连接，弹性连接套轴向和横向刚度低，避免对试验载荷影响，减小甚至消除不同方向加载力之间的相互影响。
[0019]另外，静压动盘前端为球头结构，球头结构顶在滚动轴承的球窝里，球头和球窝之间涂有润滑剂。球头和球窝之间涂有润滑剂，球头可以在球窝内转动，使得液压支撑面可以自动找正，避免偏载。
[0020]静压静盘固定在加载装置上，前端为液体静压节流孔，当通过液压系统向压力油进口中通入压力油后，压力油流经液体静压节流孔，在静压静盘和动盘之间形成承载油膜，把静盘和动盘通过油膜分隔开，在静压的承载范围内，两盘之间为液体摩擦，横向摩擦力很小，实现了横向减摩的目的。
[0021]本发明装置的液压系统油液采用试验轴承的滑油，从试验机箱体内栗取轴承润滑油，用于液压静压支撑，避免采用外加液压油泄露对轴承润滑油的污染；对于脂润滑轴承试验器，本发明装置液体静压系统设置独立的液压系统，结构设计时通过腔室隔离避免油液泄露风险对被试轴承影响。
[0022]两盘通过弹性连接套连成整体，弹性连接套的横向刚度小，对装置的横向摩擦力小，并且采用该加载头将载荷加载在滚动轴承上，使得载荷加载准确，同比现有的加载方式准确性好5倍以上。
【附图说明】
[0023]图1为加载头对滚动轴承施加轴向载荷和径向载荷的加载装置；
[0024]图2为【具体实施方式】一所述的滚动轴承的低耦合轴向与径向复合加载装置中的加载头的机构不意图；
[0025]图3为【具体实施方式】一所述的滚动轴承的低耦合轴向与径向复合加载装置中静压静盘承载端面结构示意图；
[0026]图4为【具体实施方式】一所述的滚动轴承的低耦合轴向与径向复合加载装置中液压系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]【具体实施方式】一:参照图2至图4具体说明本实施方式，本实施方式所述的滚动轴承的低耦合轴向与径向复合加载装置，它包括液压系统和两个加载头，
[0028]液压系统同时连接两个加载头，液压系统为加载头提供压力油，一个加载头用于安装在径向的加载器和滚动轴承试验工装之间，另一个加载头用于安装在轴向的加载器和滚动轴承试验工装之间，
[0029]液压系统包括小油箱1、冷却器2、一号滤油器3、液压栗4、二号滤油器6、一号溢流阀7、二号溢流阀17、一号节流阀8、二号节流阀18、一号单向阀9和二号单向阀19，
[0030]小油箱I位于滚动轴承的回油口的下部，用于接取从轴承系统流出的轴承润滑油，液压栗4的进油端依次经过冷却器2的和一号滤油器3与小油箱I连通，液压栗4的出油端与二号滤油器6的一端连通，二号滤油器6的另一端同时与一号溢流阀7的一端和二号溢流阀17 —端连通，一号溢流阀7的另一端与一号节流阀8的一端连通，二号溢流阀17的另一端与二号节流阀18的一端连通，一号节流阀8的另一端与一号单向阀9的一端连通，二号节流阀18的另一端与二号单向阀19的一端连通，
[0031]两个加载头结构相同，每个加载头包括静压静盘11、静压动盘12、弹性连接套13和压力油进口 14，
[0032]—号单向阀9的另一端和二号单向阀19的另一端分别与一个压力油进口 14连通，
[0033]在静压静盘11内设置有液体静压节流孔，压力油进口 14与液体静压节流孔的一端连通，
[0034]静压盘11前端的表面以静压静盘11的中心为圆心沿圆周方向设置有环槽，所述环槽与液体静压节流孔的另一端连通，
[0035]静压静盘11和静压动盘12之间通过弹性连接套13连接