一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台

本发明属于一种轴承转子综合性能测试试验台领域，涉及一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台。

背景技术：

1、旋转机械是电力、船舶、航天、化工等行业的核心设备，轴承转子系统作为旋转机械的重要部件，其性能和稳定性直接影响到工业生产和安全。因此开发一种可以准确测试轴承转子系统性能的设备至关重要。

2、轴承转子系统的运行是一种非常复杂的现象，其影响因素更为复杂。轴承转子系统在运行过程中会不可避免的出现振动现象，这对轴承的寿命和可靠性有着极大的影响，需要对转子在不同摩擦力下的振动特性进行研究；对于滑动轴承，其润滑性能是影响轴承转子系统运行的复杂因素之一，润滑不良导致运转过程中轴承事故大量出现，使得研究滑动轴承的润滑性能十分必要。此外，在实际工作中也经常遇到转子和定子间存在碰磨情况，碰磨的载荷、方向都是不确定的，并且轴承和转子在启动或低粘度下的接触，会导致轴承损坏，因此需要研究不同载荷下的磨损试验。以上所述，考虑到测试要求的多样性和兼容性，需要设计一种多功能综合性能的轴承转子试验台。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台及方法，以解决现有技术中缺少能够进行多种测试的轴承转子试验台的问题。该实验台可实现垂直和偏载情况的静态和动态稳定准确的加载，实现轴承磨损和寿命预测、滑动轴承润滑性能测试、转子不同摩擦力下的振动特性等摩擦磨损下的轴承转子综合性能测试功能。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，包括试验台底座，试验台底座上设置有依次连接的电机、联轴器和轴承转子系统，试验台底座上还设置有系统支座；

4、所述轴承转子系统的传动轴由两个轴承支承，传动轴的一端和联轴器连接，传动轴的外伸端可拆卸的连接有承载圆盘，所述承载圆盘围绕其周向设置有砝码；

5、系统支座上滑动连接有偏置平台，所述偏执平台在系统支座上沿弧线运动；偏置平台上固定设置有两个竖向的滑轨，两个滑轨共同滑动连接有加载平台，加载平台上固定设置有伺服电动驱动器，伺服电动驱动器的动力输出端连接有施力机构，施力机构中设置有压力传感器，压力传感器和伺服电动驱动器电信号连接；承载圆盘在施力机构的下方。

6、本发明的进一步改进在于：

7、优选的，偏置平台的上下两侧各设置有两个滑轮，每一个滑轮和偏置平台的侧边接触；四个滑轮两两设置在偏置平台竖直中心线的两侧，且相对于偏置平台的竖直中心线对称。

8、优选的，所述偏置平台沿弧线方向设置有两个圆弧槽口，两个圆弧槽口设置在同一弧线上，两个圆弧槽口相对于偏置平台的竖直中心线对称；系统支座上设置有与两个圆弧槽口对应的槽口。

9、所述圆弧槽口上设置用于固定偏置平台位置的固定螺栓，固定螺栓通过蝶形螺母对偏置平台固定。

10、优选的，每一个所述滑轨上滑动连接有滑块且设置有多个圆形凹槽，滑块上设置有锁紧盖；

11、所述滑块上设有四个螺纹孔，用于固定加载平台。.根据权利要求所述的一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，所述锁紧盖内部设置有锁紧销，锁紧盖的顶部设置有偏心轮，偏心轮的下端和锁紧销的上端相抵，锁紧销的下端能够插入在圆形凹槽中。

12、优选的，所述锁紧销的外凸圆和滑块之间设置有锁紧弹簧。

13、优选的，所述施力机构包括施力轮支架，施力轮支架中设置有连接件，连接件的上端和伺服电动驱动器的动力输出端固定连接，施力轮支架的下端设置施力轮，施力轮和承载圆盘在同一平面。

14、优选的，所述施力轮支架的上端固定设置有用于限位连接件的限位环；连接件和施力轮支架的底部之间设置有施力弹簧。

15、优选的，所述施力轮支架更换为轴瓦支架，轴瓦支架的底部连接有轴瓦。

16、优选的，所述系统支座的上端设置有标尺；

17、所述联轴器连接有扭矩测量仪，扭矩测量仪连接有联轴器，联轴器连接有传动轴。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明公开了一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，包括试验台底座、电机、联轴器、轴承转子系统、摩擦磨损加载装置和测试装置。轴承转子系统包括轴承座及轴承、传动轴和承载圆盘。该实验台通过调整承载圆盘的大小，能够研究转子受到不同惯性力下的振动特性；通过在承载圆盘不同位置放置砝码可研究偏心载荷对轴承振动特性的影响；通过偏置平台、伺服电动驱动器和施力机构的配合能够从不同方向进行动、静载荷加载实验。该实验台可实现垂直和偏载情况的静态和动态稳定准确的加载，实现轴承磨损和寿命预测、滑动轴承的润滑性能测试、转子不同摩擦力下的振动特性等摩擦磨损下的轴承转子综合性能测试功能。实验台结构可靠、操作方便，方法可行，对于摩擦磨损工况下的轴承转子系统性能测试具有重要参考价值。本发明还具有以下优势：

20、(1)本发明采用伺服电动驱动器加载的方式可实现垂直和偏载情况的静态和动态稳定准确的加载，伺服电动驱动器与压力传感器构成闭环控制，可根据用户的实验要求实时控制动态载荷，如正弦载荷，其具有力加载精度高、全程可控的优点；

21、(2)承载圆盘圆周上均匀设有通孔，外加砝码可安装于任意通孔，使承载圆盘变成一个偏心轮，在其转动的过程中产生惯性力对轴承施加偏心载荷。

22、(3)承载圆盘与传动轴通过花键连接，承载圆盘可进行不同大小的更换，以施加不同大小的惯性力。

23、(4)该实验台的轴承可以是滚动轴承或滑动轴承，实现转子在不同加载力下的振动特性试验。

24、(5)当实验台的轴承为滑动轴承时，可测试不同加载力下滑动轴承的轴瓦温度、油膜厚度等参数，进行滑动轴承的润滑性能试验。

25、进一步的，偏置机构以传动轴为中心，可进行不同范围的角度调节，以施加不同方向的加载力，其滑轮可在加载时抵消产生的反作用力。

26、进一步的，偏置机构和系统支座上均设置圆弧槽口，使得偏置机构能够相对于系统支座转动，进而带动加载平台和施力机构转动，施力机构能够从不同的方向对承载圆盘施加载荷。

27、进一步的，滑轨和滑块可使加载平台进行上下调节，根据不同尺寸的承载圆盘调节加载平台的位置，可使承载圆盘始终处于伺服电动驱动器的行程之内，偏心轮压紧的方式使得加载平台的调节更加简便。

28、进一步的，通过偏心轮的转动，使得锁紧销能够插入在对应的圆形凹槽中，进而对整个加载平台进行限位。

29、进一步的，将施力机构的施力轮支架更换为轴瓦支架，通过轴瓦与承载圆盘的磨损，可进行不同加载力下的轴瓦磨损试验。

30、实验台的主要功能：1)考虑不同(大小和方向)的摩擦力和径向加载力情况的转子振动特性；2)在不同载荷下的滑动轴承润滑性能测试；3)不同加载力对滑动轴承轴瓦摩擦磨损的影响。

技术特征：

1.一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，包括试验台底座(1)，试验台底座(1)上设置有依次连接的电机(2)、联轴器(3)和轴承转子系统(4)，试验台底座(1)上还设置有系统支座(51)；

2.根据权利要求1所述的一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，偏置平台(541)的上下两侧各设置有两个滑轮(543)，每一个滑轮(543)和偏置平台(541)的侧边接触；四个滑轮(543)两两设置在偏置平台(541)竖直中心线的两侧，且相对于偏置平台(541)的竖直中心线对称。

3.根据权利要求1所述的一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，所述偏置平台(541)沿弧线方向设置有两个圆弧槽口(547)，两个圆弧槽口(547)设置在同一弧线上，两个圆弧槽口(547)相对于偏置平台(541)的竖直中心线对称；系统支座(51)上设置有与两个圆弧槽口(547)对应的槽口；

4.根据权利要求1所述的一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，每一个所述滑轨(551)上滑动连接有滑块(554)且设置有多个圆形凹槽(557)，滑块(554)上设置有锁紧盖(554)；

5.根据权利要求4所述的一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，所述锁紧盖(554)内部设置有锁紧销(555)，锁紧盖(554)的顶部设置有偏心轮(553)，偏心轮(553)的下端和锁紧销(555)的上端相抵，锁紧销(555)的下端能够插入在圆形凹槽(557)中。

6.根据权利要求5所述的一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，所述锁紧销(555)的外凸圆(558)和滑块(554)之间设置有锁紧弹簧(556)。

7.根据权利要求1所述的一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，所述施力机构(56)包括施力轮支架(562)，施力轮支架(562)中设置有连接件(564)，连接件(564)的上端和伺服电动驱动器(53)的动力输出端固定连接，施力轮支架(562)的下端设置施力轮(561)，施力轮(561)和承载圆盘(43)在同一平面。

8.根据权利要求7所述的一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，所述施力轮支架(562)的上端固定设置有用于限位连接件(564)的限位环(564)；连接件(564)和施力轮支架(562)的底部之间设置有施力弹簧(566)。

9.根据权利要求7所述的一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，所述施力轮支架(562)更换为轴瓦支架(567)，轴瓦支架(567)的底部连接有轴瓦(568)。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，其特征在于，所述系统支座(51)的上端设置有标尺；

技术总结
本发明公开了一种轴承转子系统摩擦磨损多功能综合性能实验台，包括试验台底座、电机、联轴器、轴承转子系统、摩擦磨损加载装置和测试装置。轴承转子系统包括轴承座及轴承、传动轴和承载圆盘。该实验台通过调整承载圆盘的大小，能够研究转子受到不同惯性力下的振动特性；通过在承载圆盘不同位置放置砝码可研究偏心载荷对轴承振动特性的影响；通过偏置平台、伺服电动驱动器和施力机构的配合能够从不同方向进行动、静载荷加载实验。该实验台可实现垂直和偏载情况的静态和动态稳定准确的加载，实现轴承磨损和寿命预测、滑动轴承的润滑性能测试、转子不同摩擦力下的振动特性等摩擦磨损下的轴承转子综合性能测试功能。

技术研发人员：杨培基,李鹏,孙权,庞凯,赵志明,何乃如,孙建功,李体仁
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24