重负荷中小型摆动轴承的试验方法及设备与流程

本发明属于轴承试验技术领域，主要涉及一种用于可对重负荷中小型摆动轴承进行试验的试验方法及设备。

背景技术：

目前，在对轴承进行实时转速试验时，除了通用轴承所受的载荷之外，摆动轴承不像通用轴承是在同一个方向长时间运转或是间歇性正反转的，而是在一定角度范围内有规律的快速摆动运转。传统试验要求记录试验轴承的实时转速，可以通过转速传感器或监测电机频率实现读取，而摆动轴承在一定频率下做摆幅运动，不仅要实现摆频和摆角的输入，而且还要实现摆频和摆角的数据读取，由于电机无法实现高频率正反转工作，传统方法无法实现数据读取。如何对新研制的重负荷中小型摆动轴承产品做试验，以验证新产品的性能是否满足摆动轴承的工况要求，提出了一个难题。

试验是科学研究的最可靠最常用方法之一，为新产品的研发提供了可靠了数据支持，而试验方法的设计为试验的顺利进行提供了重要保障。目前我国重负荷中小型摆动轴承相关试验方法领域的研究还很少，能查到的相关领域的文献和专利数量很有限，但实际工况中我们需要设计研究这样的试验方法来验证重负荷中小型摆动轴承的性能，所以亟需研发相关的轴承试验方法。

技术实现要素：

本发明的目的由此产生，提出一种对重负荷中小型摆动轴承进行试验的试验方法及设备。达到重负荷中小型摆动轴承的试验要求.

本发明为完成上述目的采用技术方案是：一种对重负荷中小型摆动轴承进行试验的试验方法是通过摆动油缸带动试验主轴使试验轴承周期性摆动，通过采用液压伺服加载方式对试验轴承施加负荷，为试验轴承提供动态和静态试验载荷，使试验轴承能按照所需载荷进行试验，通过称重传感器用来检测液压系统施加的压力是否与目标设定值一致，使得整个加载系统形成闭环控制。

进一步，所述的液压伺服加载方式是通过加载油缸沿垂直方向对试验轴承施加负荷。

进一步，所述试验轴承的摆动频率、摆动幅度通过角度编码器进行监测、驱动扭矩通过扭矩传感器实时监测。

进一步，所述摆动油缸的摆频和摆角输入由高精度伺服阀控制，

实现上述用于对重负荷中小型摆动轴承进行试验的试验方法的设备包括摆动油缸、角度编码器、联轴器ⅰ、扭矩传感器、联轴器ⅱ、支撑轴承、称重传感器、加载油缸，所述摆动油缸的输出轴通过联轴器ⅰ与扭矩传感器的输入端连接、扭矩传感器的输出端通过联轴器ⅱ与试验主轴连接，在所述的试验主轴上连接有试验轴承，在该试验轴承的垂直上方设置有加载油缸，该加载油缸的输出轴端与试验轴承接触连接，在加载油缸输出轴上连接有称重传感器。

所述摆动油缸采用的是高精度伺服阀控制大扭矩伺服摆动油缸，其固定在油缸支架。

所述试验主轴为简支梁结构。

所述试验主轴由对称设置的两套支撑轴承支撑。

在摆动油缸的输出轴上安装有角度编码器。

本发明经过试验检验，通过重负荷中小型摆动轴承施加相应的载荷和扭矩，可使试验过程能够尽量模拟实际工况，得出一系列的试验数据，为试验件的设计及制造提供可靠的实验数据。

此试验方法可以有效完成重负荷中小型摆动轴承试验，解决了如何实现大摆角、高频率、重负荷的问题，采用此试验方法可以达到重负荷中小型摆动轴承的试验要求。此试验方法主要用于各型新研重负荷中小型摆动轴承的各种性能试验，达到轴承研制过程中提出的轴承装机的相关试验要求。可以实现重负荷中小型摆动轴承的径向加载试验，可以完成试验轴承的高频率、周期性大角度摆动试验和耐久性试验等相关试验。

本发明依据试验技术要求，分别进行了20hz极限摆频、±60°极限摆角、450kn极限载荷和48小时载荷谱循环试验，并实现了试验数据现场实时记录采集，试验机功能及精度均达到了试验要求。该试验方法的提出，为重负荷中小型摆动轴承提供了专业试验平台，刷新了重负荷中小型摆动轴承的高频率、重负荷、大摆角试验领域记录，达到了试验预期目标。

附图说明

图1为重负荷中小型摆动轴承试验轴系结构简图。

图中：1、油缸支架，2、摆动油缸，3、角度编码器，4、联轴器ⅰ，5、扭矩传感器，6、联轴器ⅱ，7、支撑轴承，8、试验轴承，9、称重传感器，10、加载油缸，11、油缸支架。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明：

本实施例所述的对重负荷中小型摆动轴承进行试验的试验方法是针对摆动角度：3～120°；摆动频率：0.1～20hz；径向加载范围：0～450kn的轴承进行试验的，具体采取如下方法实现：伺服摆动油缸输出轴通过联轴器和试验主轴连接，采用高精度伺服阀控制高频率伺服摆动油缸实现摆频和摆角输入，实现试验轴承的周期性摆动。试验过程中，试验轴承的摆动频率、摆动幅度通过角度编码器进行监测，驱动扭矩可以通过扭矩传感器实现实时监测；采用液压伺服加载方式（由加载油缸、称重传感器等组成）为试验轴承提供动态和静态试验载荷，使试验轴承能按照所需载荷进行试验，通过称重传感器用来检测液压系统施加的压力是否与目标设定值一致，使得整个加载系统形成闭环控制，从而提高加载的精度。

实现上述用于对重负荷中小型摆动轴承进行试验的试验方法的设备包括油缸支架1、摆动油缸2、角度编码器3、联轴器ⅰ4、扭矩传感器5、联轴器ⅱ6、支撑轴承7、称重传感器9、加载油缸10（如图1所示），所述摆动油缸2采用的是高精度伺服阀控制大扭矩伺服摆动油缸，其固定安装在油缸支架1上，所述摆动油缸2的输出轴通过联轴器ⅰ4与扭矩传感器5的输入端连接、扭矩传感器5的输出端通过联轴器ⅱ6与试验主轴连接，所述试验主轴为简支梁结构，用于支撑试验主轴的两套支撑轴承7对称分布在试验主轴两端，在摆动油缸2的输出轴上安装有角度编码器3，用于监测试验轴系的摆动频率和摆动幅度范围，在所述的试验主轴上连接有试验轴承8，在该试验轴承8的垂直上方设置有加载油缸10，加载油缸10固定在油缸支架11上，该加载油缸10的输出轴端通过称重传感器的中心孔与试验轴承8接触连接，在加载油缸10输出轴上连接有称重传感器9。

试验时，将试验轴承8套装在试验主轴上，摆动油缸2通过联轴器ⅰ4带动扭矩传感器5连接联轴器ⅱ6驱动试验主轴进行摆动试验，加载油缸10沿垂直方向对试验轴承8施加负荷；加载油缸10施加的载荷先通过称重传感器9使得整个加载系统形成闭环控制，用来验证液压系统施加的压力是否与目标设定值一致，从而提高加载的精度，试验过程中，试验轴承8的摆动频率、摆动幅度通过角度编码器3进行监测，驱动扭矩则通过扭矩传感器5实现实时监测。

本实施例所述的摆动油缸2、角度编码器3、扭矩传感器5、称重传感器9及加载油缸10均为公知技术和常规产品。

技术特征：

技术总结
本发明公开的用于可对重负荷中小型摆动轴承进行试验的试验方法是通过摆动油缸带动试验主轴使试验轴承周期性摆动，通过采用液压伺服加载方式对试验轴承施加负荷，为试验轴承提供动态和静态试验载荷，使试验轴承能按照所需载荷进行试验，通过称重传感器用来检测液压系统施加的压力是否与目标设定值一致，使得整个加载系统形成闭环控制。主要用于各型新研重负荷中小型摆动轴承的各种性能试验，达到轴承研制过程中提出的轴承装机的相关试验要求，解决了如何实现大摆角、高频率、重负荷的问题，达到重负荷中小型摆动轴承的试验要求。既可实现重负荷中小型摆动轴承的径向加载试验，又可完成试验轴承的高频率、周期性大角度摆动试验和耐久性试验等相关试验。

技术研发人员：李玉川;陈辉;王春月;刘静;储晓曦;刘丹丹;付力扬;郭亮;秦永晋;何冬梅;薛廷进
受保护的技术使用者：洛阳LYC轴承有限公司
技术研发日：2018.10.31
技术公布日：2019.03.15