一种向心关节轴承试验台架的制作方法

1.本实用新型属于试验机技术领域，尤其涉及一种向心关节轴承试验台架。


背景技术：

2.核电用向心关节轴承计寿命参照电站寿期(60年)，服役过程中需承受高温和高载荷工况，为了核电站能安全有效运行，需对向心关节轴承进行工况模拟测试，但现有试验台架很难真实模拟向心关节轴承服役工况，特别是针对核电用高承载自润滑轴承试验台架更是鲜有。
3.轴承的摩擦系数等重要参数会受加载力、温度影响，特别是温度会影响轴承的游隙，进而影响摩擦系数，对试验轴承和支撑轴承的摩擦系数确定造成一定的困难。
4.核电用向心关节轴承型号较多，对不同工况试验轴承进行模拟试验，若支撑轴承具有通用性，不仅能降低试验成本，还可简化试验过程中各部件的组装和拆卸。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有技术不足，本实用新型公开了一种向心关节轴承试验台架。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种向心关节轴承试验台架，包括机身、加载驱动机构、升降工作台、试验单元和摆动驱动机构；所述机身上固定有加载驱动机构和摆动驱动机构；所述升降工作台与加载驱动机构连接；所述试验单元的一端与升降工作台固定，另一端与机身顶部接触；所述摆动驱动机构的另一端与试验单元连接；所述试验单元包括试验单元底板、支撑轴承底座、试验轴承底座、试验主轴、轴承锥套、支撑轴承和试验轴承；所述试验单元通过试验单元底板与升降工作台连接；所述试验单元底板通过定位孔与升降工作台固定；所述支撑轴承底座共有两个，同轴心地固定于试验单元底板上，支撑轴承底座座孔内安装有支撑轴承，通过轴承锥套与试验主轴相连；所述试验轴承底座同轴心地安装于两个支撑轴承底座间，并通过试验轴承与试验主轴相连；所述试验主轴的两端与摆动驱动机构连接；所述支撑轴承为滚动轴承，优选内圈为圆锥孔的滚动轴承。
7.进一步地，所述机身优选为框体式结构；所述加载驱动机构包括加载油缸和液压加载系统；所述加载油缸固定在机身上与升降工作台连接；所述液压加载系统与加载油缸相连。
8.进一步地，所述升降工作台表面开有定位槽，所述试验单元固定于定位槽，所述定位槽优选为t形结构。
9.进一步地，所述试验轴承底座安装有沿着试验轴承周向分布的电加热管和热电偶温度传感器，所述电加热管与试验轴承最小直线距离≤100mm，所述热电偶温度传感器位于电加热管与试验轴承之间。
10.进一步地，所述电加热管规格优选为φ≤30mm，所述电加热管和热电偶温度传感器的数量优选为4～10只。
11.进一步地，所述试验轴承底座与支撑轴承底座沿试验主轴的轴向间距≤20mm，试
验轴承底座加工有槽孔，方便电加热管和热电偶温度传感器连接线的布局。
12.进一步地，支撑轴承的摩擦系数≤0.1，轴承内圈内径为100mm～400mm，优选120mm～350mm。
13.进一步地，轴承锥套外径面为圆锥面，并与支撑轴承内圈圆锥孔配合，轴承锥套内径与试验主轴配合，轴承锥套外径尺寸为200mm～400mm，轴承锥套内径尺寸为100mm～200mm。
14.进一步地，所述试验主轴为阶梯轴，试验轴承固定于试验主轴中部，试验主轴沿轴向加工有键槽，所述试验轴承与试验轴承采用键、过盈至少一种连接方式。
15.进一步地，所述摆动驱动机构包括摆臂和摆动油缸；所述摆臂优选为叉形架结构，所述摆臂的一端与试验主轴的两端相连，所述摆臂的另一端与摆动油缸连接。
16.本实用新型的有益效果为：本实用新型公开的向心关节轴承试验台架以滚动轴承作为支撑轴承，试验轴承的摩擦系数数据确定更加合理；支撑轴承具有通用性，可对不同工况下设计轴承完成模拟试验，无需更换支撑轴承，使用方便，降低试验成本；摆动驱动机构由一个摆动油缸驱动，结构更简单。
附图说明
17.图1本实用新型提供的试验台架结构示意图；
18.图2本实用新型提供的升降工作台示意图；
19.图3本实用新型提供的试验单元结构示意图；
20.图4本实用新型提供的试验轴承底座安装电加热管、热电偶、连接线槽孔分布示意图；
21.图5本实用新型提供的轴承锥套示意图；
22.图6本实用新型提供的摆臂机构示意图；
23.图中，1、机身；2、加载驱动机构；3、升降工作台；4、试验单元；5、摆动驱动机构；401、试验单元底板；402、支撑轴承底座；403、试验轴承底座；404、试验主轴；405、轴承锥套；406、支撑轴承；407、试验轴承；501、摆臂。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图和实施例作进一步说明，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1所示，本实用新型公开了一种向心关节轴承试验台架包括机身1、加载驱动机构2、升降工作台3、试验单元4和摆动驱动机构5；所述机身1优选为框体式结构，机身1上固定有加载驱动机构2和摆动驱动机构5；所述升降工作台3与加载驱动机构2连接；所述试验单元4的一端与升降工作台3固定，另一端与机身1内侧顶部自由接触；所述摆动驱动机构5的另一端与试验单元4连接。
26.所述加载驱动机构2包括加载油缸和液压加载系统；所述加载油缸作为导向机构固定在机身1上，与升降工作台3连接；所述液压加载系统与加载油缸相连。
27.所述升降工作台3表面开有定位槽，所述定位槽的结构优选为t形槽，所述试验单元4固定于定位槽。
28.所述试验单元4包括试验单元底板401、支撑轴承底座402、试验轴承底座403、试验主轴404、轴承锥套405、支撑轴承406和试验轴承407；所述试验单元4通过试验单元底板401与升降工作台3连接；所述试验单元底板401通过定位孔与升降工作台3固定；所述支撑轴承底座402共有两个，同轴心地固定于试验单元底板401上，通过轴承锥套405与试验主轴404相连，并安装有支撑轴承406，所述轴承锥套405外径面为圆锥面，并与支撑轴承406内圈圆锥孔配合，轴承锥套405内径与试验主轴404配合，轴承锥套外径尺寸为200mm～400mm，轴承锥套内径尺寸为100mm～200mm；所述试验轴承底座403同轴心地安装于两个支撑轴承底座402间，所述试验轴承底座403与支撑轴承底座402沿试验主轴404的轴向间距≤20mm，所述试验轴承407与试验主轴404通过键或过盈配合进行连接；所述试验主轴404优选为阶梯轴，试验轴承407固定于试验主轴404中部，试验主轴404沿轴向加工有键槽，所述试验主轴404与试验轴承407采用键、过盈至少一种连接方式；所述试验主轴404的两端与摆动驱动机构5连接；所述支撑轴承406优选为滚动轴承，更优选为内圈带锥度的滚动轴承，所述支撑轴承406的摩擦系数≤0.1，轴承内圈内径为100mm～400mm，优选120mm～350mm；所述试验轴承底座403沿着试验轴承407周向可按均匀分布或不均匀分布安装有电加热管和热电偶温度传感器，所述电加热管与试验轴承407最小直线距离≤100mm，所述热电偶温度传感器位于电加热管与试验轴承407之间，所述试验轴承底座403加工有槽孔，方便电加热管和热电偶温度传感器连接线的布局，所述电加热管规格优选为φ≤30mm，所述电加热管和热电偶温度传感器的数量优选为4～10只，可完成特定温度模拟试验。
29.所述摆动驱动机构5包括摆臂和摆动油缸；所述摆臂501优选为叉形架结构，所述摆臂501的一端与试验主轴404的两端相连，所述摆臂501的另一端与摆动油缸连接；所述摆动油缸通过电磁换向阀和位移传感器控制位摆动角度和摆动速度。
30.上述连接可以是槽、键、螺栓、卡槽、销、过盈配合、间隙配合中至少一种连接方式。
31.本实用新型提供的向心关节轴承试验台架的工作过程为：首先组装试验单元，在试验单元4上安装试验轴承407、试验主轴404等，并试验轴承底座403上装有热电偶温度传感器和加热装置；然后，设置加载驱动机构2的加载油缸对试验单元4的施加力的大小；然后，摆动驱动机构5中的摆动油缸工作，带动摆臂501，再带动试验主轴404运动，收集试验数据并分析，完成试验。改变加载驱动机构2的加载油缸的施加力的大小和加热温度，可以模拟试验轴承407在不同工况下的工作状态。
32.综上，本实用新型公开的向心关节轴承试验台架以滚动轴承作为支撑轴承，试验轴承的摩擦系数数据可以确定更加合理；本实用新型装置结构简洁、使用方便，支撑轴承具有通用性，可对不同工况下设计轴承完成模拟试验，无需更换支撑轴承，摆动驱动机构由一个摆动油缸驱动，结构更简单。