一种轨道交通轴承寿命试验装置

本发明属于轨道交通用轴承检测试验领域，具体涉及一种轨道交通轴承寿命试验装置。

背景技术：

1、轨道交通用轴承一般包括：高速铁路轴承、动车组轴承、普通客车轴承、铁路货车轴承、地铁轴承等，高速动车组轴承为寿命管理部件，需定期更换、维护，因此先进的设计、加工、热处理及健康维护技术，加速轨道交通车辆用轴承完全国产自主化势在必行。

2、为保证和检验轨道交通车辆用轴承的使用性能，亟需研发轨道交通轴承寿命试验装置，并不断的将试验数据反馈至原材料制作阶段、设计阶段和制造工艺阶段，保证各阶段水平的稳定性及可靠性，轨道交通车辆用轴承的研发涉及设计、制造、材料、润滑、状态监测等一系列技术领域，现有的轴承试验装置大多是针对某一技术点而进行的测试，目前已无法满足多性能指标的测试要求，特别是无法针对高铁动车组轴承在复杂条件下的运行状态的分析。规范和专门建立轨道交通用轴承寿命试验装置，并真实模拟其速度谱、载荷谱、润滑状况、轮轨间距等工况环境，实时检测和记录轴承的振动、温度、耐久时间、负荷状况等信息，是轨道交通车辆用轴承升级换代和质量保障的重要研究内容。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种轨道交通轴承寿命试验装置。可用于测试轨道交通车辆用轴承的寿命性能，实时检测和记录轴承的振动、温度、耐久时间、负荷状况等信息，该试验系统能有效的模拟其速度谱、载荷谱、润滑状况、轮轨间距等工况环境，并保证测试数据的准确性和可靠性。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种轨道交通轴承寿命试验装置，包括：驱动系统、加载系统、试验系统、机械框架和基座；

3、所述驱动系统安装在基座上；加载系统一端固定在基座上，另一端与试验系统连接，通过径向油缸和轴向双向油缸为试验轴承提供有效的试验载荷，试验轴承左端安装左端轴向铰链副，左端轴向铰链副连接在机械框架上，试验轴承右端安装右端轴向铰链副，右端轴向铰链副连接轴向关节轴承，形成关节加铰链的复合连接方式，实现稳定可靠的双向加载功能；试验系统安装在机械框架内，并通过皮带与驱动系统连接，依靠驱动系统的电机转动带动试验系统按照规定试验转速稳定旋转；机械框架作为一个整体安装在基座上防止试验过程中共振现象的产生。

4、进一步地，所述驱动系统包括：电机、电机座、电机皮带调整机构、减震垫、主动皮带轮、带轮压盖和从动皮带轮；所述电机安装在电机座上，通过变频器来控制电机的转速；所述电机座和电机皮带调整机构通过减震垫安装在基座上，进而有效隔离电机与基座两者间的振动；所述主动皮带轮通过键连接安装在电机的输出轴上；所述带轮压盖通过螺栓与从动皮带轮固定，进而防止从动皮带轮的轴向窜动；所述从动皮带轮安装在试验系统上，通过皮带与主动皮带轮连接，依靠电机的转动带动试验系统旋转。

5、进一步地，所述加载系统包括：径向油缸座、径向油缸、径向力传感器、径向关节轴承、径向连接杆、左端轴向铰链副、滑动板、右端轴向铰链副、轴向关节轴承、轴向力传感器、轴向油缸座和轴向油缸；所述径向油缸座固定在基座上，径向油缸座设计为铰链副形式，该形式使径向油缸在工作过程中有一定的自由度，可有效防止卡死、偏载现象的产生，保证径向加载功能稳定可靠；所述径向油缸安装在径向油缸座上，为试验系统提供径向载荷即拉力；所述径向力传感器一端与径向油缸串联，另一端安装径向关节轴承，用于实时监测径向载荷的大小；所述径向连接杆一端与径向关节轴承连接，另一端固定在试验系统上；所述左端轴向铰链副一端安装在机械框架上，另一端安装在试验系统上，其本身具有一定的自由度，可调整加工误差并防止轴向载荷偏载现象的产生；所述滑动板安装在机械框架上，用于传递轴向载荷，同时连接右端轴向铰链副和轴向关节轴承，形成了关节加铰链的复合连接方式；所述轴向力传感器一端串联轴向油缸，另一端连接轴向关节轴承，可实时监测轴向载荷的大小；所述轴向油缸座用于安装和固定轴向油缸；所述轴向油缸是双向油缸，可为试验系统提供拉力和压力；轴向双向油缸与滑动板的关节加铰链复合连接方式可实现稳定可靠的双向加载功能。

6、进一步地，所述加载系统包括径向力fr加载和轴向力fa加载。

7、径向加载原理如下：液压油由伺服电机带动油泵输入电磁换向阀p端，该过程中液压油经过两次过滤器进行过滤以保证油液的清洁度，同时压强传感器可实时监测液压油的压强，并反馈给控制系统；a工位工作状态为液压油进入活塞杆端，活塞端油液流进油箱，此时为加载状态，压力表和拉力传感器可分别监测出液压油工作压力和径向力fr；b工位工作状态为压力油进入活塞端，活塞杆端油液流进油箱，此时为卸载状态。

8、轴向加载原理如下：液压油由伺服电机带动油泵输入电磁换向阀p端，该过程中液压油同样经过两次过滤，压强传感器可实时监测液压油的压强并反馈给控制系统；a工位工作状态为液压油进入压力腔体，拉力腔体油液流进油箱，此时为压力加载状态，压力表和拉力传感器可分别监测出液压油工作压力和轴向压力fa；b工位工作状态为液压油进入拉力腔体，压力腔体油液流进油箱，此时为拉力加载状态，压力表和拉力传感器可分别监测出液压油工作压力和轴向拉力fa。

9、进一步地，所述试验系统包括：端压盖、试验轴承座、胶木密封圈a、陪试轴承座、胶木密封圈b、试验轴、陪试轴承和试验轴承；所述端压盖安装在试验轴承座的侧面，用于固定试验轴承外圈，防止其轴向窜动；所述试验轴承座用于安装试验轴承；所述胶木密封圈a和胶木密封圈b的外圈安装至陪试轴承座上，内圈安装至试验轴上，用于密封陪试轴承的润滑油，防止润滑油泄露；所述陪试轴承座用于安装陪试轴承；所述试验轴用于安装陪试轴承和试验轴承的内圈，左右两端试验轴承的距离能够有效模拟轨道交通列车两个轮轨之间的距离；所述陪试轴承能够为加载系统的正常工作提供支撑作用；所述试验轴承为轨道交通用轴承。

10、进一步地，所述机械框架包括：机架、轴向加载板、固定支撑板、光轴、垫高块、直线轴承、台板和底脚块；所述机架是由多根100*100*10的三角铁组成，将试验系统支撑起来，内部空间用于安装驱动系统和加载系统；所述轴向加载板安装在光轴上，其作用是用于安装轴向加载系统，保证轴向油缸工作时轴向载荷能够有效准确地加载至试验轴承上；所述固定支撑板安装在台板上，用于支撑四根光轴；所述光轴安装至直线轴承内，使滑动板在上面滑动，进而实现轴向载荷的双向加载功能；所述垫高块安装在台板上，将陪试轴承座垫高，保证轴向加载系统与试验轴同心；所述直线轴承安装在固定支撑板上，为光轴左右滑动减少摩擦；所述台板安装在机架上，为试验系统提供工作台面；所述底脚块与机架固定，并通过螺栓固定在基座上。

11、本发明的有益效果：本发明可测试轨道交通车辆用轴承的寿命性能，通过准确模拟轴承正常使用工况：速度谱、载荷谱、润滑状况、轮轨间距等，实时检测和记录轴承的振动、温度、耐久时间、负荷状况等信息，并运用数据处理方法分析轴承健康状况，实时掌握轨道交通车辆用轴承的寿命性能及可靠性状态，并将试验数据反馈至原材料制作阶段、设计阶段和制造工艺阶段，保证各阶段水平的稳定性及可靠性，从源头真正解决轨道交通车辆用轴承的国产化问题。