一种轴承工况模拟试验台的制作方法

1.本发明涉及一种轴承工况模拟试验台，属于轴承性能测试设备的技术领域。


背景技术：

2.掘进机主中的轴承是使用在刀盘驱动系统上的低速重载轴承，在掘进过程中滚动体和内外套圈滚道表面容易产生疲劳损伤失效或磨损失效。破坏的轴承需从掘进机上方开挖竖井吊出更换，施工难度大，将给工程项目带来不可估量的损失，轴承的寿命和可靠性直接影响掘进机机械的施工安全，同时也是制约掘进机服役期限的重要因素。
3.轴承工况模拟试验台是模拟掘进机在施工作业遇到不同工况时轴承状态监测的装置平台，以完全真实的方式展现轴承内部运行状况，目前主要应用于国内掘进机、硬岩盾构机等大型工程机械装备行业。但现有技术中轴承试验台多设计为缩尺试验台，无法达到完全模拟轴承的实际工况，同时，其试验台载荷能力较弱，被测试的轴承规格较小。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种轴承工况模拟试验台，以等效于轴承实际工况载荷的形式来验证其综合性能，从而获得可指导工程设计的应用参数。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种轴承工况模拟试验台，包括主试盾体、主试驱动、陪试盾体、法兰盘、径向油缸、轴向油缸和支撑底座；所述主试盾体安装于支撑底座上，且所述主试盾体上安装有主试轴承并与主试轴承的外圈固连，主试轴承的内圈一端与主试驱动连接而另一端与法兰盘的一端连接；所述陪试盾体上安装有陪试轴承并与陪试轴承的外圈固连，陪试轴承的内圈一端与法兰盘的另一端连接；所述径向油缸设有沿水平方向设置于陪试盾体四周的多组，多组径向油缸的两端分别与陪试盾体和支撑底座固连；所述轴向油缸设有沿圆周方向设置的多组，多组轴向油缸的两端分别与主试盾体和陪试盾体固连。
6.优选的，所述主试驱动包括相互连接的驱动电机和驱动变速箱，所述驱动变速箱安装于主试盾体上而其驱动端与主试轴承的内圈另一端连接。
7.优选的，所述主试盾体包括上盾体件、第一下盾体件、第二下盾体件和主试分块连接板，所述第一下盾体件与第二下盾体件通过主试分块连接板连接形成下盾体件，所述上盾体件与下盾体件通过主试分块连接板连接形成主试盾体。
8.优选的，所述陪试盾体包括上半盾体、下半盾体和陪试分块连接板，所述上半盾体与下半盾体通过陪试分块连接板连接形成陪试盾体。
9.优选的，所述下半盾体的下端面上还设有凹槽，所述凹槽内安装有垫块，所述垫块卡装于凹槽内并通过与凹槽的配合防止陪试盾体相对于主试盾体产生转动。
10.优选的，所述垫块上还设有润滑机构，所述润滑机构包括设置于垫块上的润滑脂槽和设置于润滑脂槽内的润滑脂，所述润滑脂槽设有两组并分别设置于垫块与凹槽相接触且相互平行的两侧面上。
11.作为本发明的进一步方案：一种轴承工况模拟试验台，还包括陪试驱动，所述陪试驱动安装于陪试盾体上，且陪试驱动的驱动端与陪试轴承的内圈另一端连接。
12.优选的，所述陪试驱动包括相互连接的发电机和发电变速箱；所述发电变速箱安装于陪试盾体上而其驱动端与陪试轴承的内圈另一端连接，以将主试驱动的能量传递至发电机上；所述发电机与主驱动采用电连接。
13.优选的，所述主试盾体上还设有用于检测主试轴承状态的传感器。
14.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
15.(1)本发明采用主试盾体与陪试盾体连接，中间设有轴向油缸的结构，轴向油缸用于施加轴向载荷时，陪试盾体与主试盾体之间形成内力，本发明实现了轴承在不同工况下工作时的模拟实验，监测试验过程中轴承的实时状态，获得可指导工程设计的应用参数，提高了轴承的使用寿命。
16.(2)本发明中通过设置与陪试轴承内圈相连的陪试驱动，使该模拟试验台在试验时主试驱动所产生的机械能量通过陪试驱动上的发电机进行发电并存储、转换，最终反馈给主试驱动，实现了能量循环。
17.(3)本发明中通过将轴向油缸布置沿圆周方向均匀排列且呈对称分布，以实现轴向载荷的施加以及对轴向油缸进行分组实现轴向载荷和倾覆力矩协同加载。
18.(4)本发明中通过将主试盾体和陪试盾体设置成分块式结构，使其在安装过程中吊装方便。
19.(5)本发明中通过在陪试盾体上设置垫块，以防止陪试盾体与主试盾体之间发生转动。
20.(6)本发明中通过在垫块上设置润滑装置，以有效降低测试噪音和垫块的磨损。
21.(7)本发明中通过在陪试盾体上设置径向油缸，使其即能通过径向油缸能提供整个测试台径向载荷，又能通过径向油缸对陪试盾体进行支撑。
22.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
23.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
24.图1是本发明实用例中模拟试验台的整体结构示意图；
25.图2是图1中主试盾体的结构示意图；
26.图3是图1中陪试盾体的结构示意图。
27.其中：
28.1、主试盾体，1.1、上盾体件，1.2、第一下盾体件，1.3、第二下盾体件，1.4、主试分块连接板，2、主试驱动，3、陪试盾体，3.1、上半盾体，3.2、下半盾体，3.2.1、凹槽，3.3、陪试分块连接板，4、陪试驱动，5、法兰盘，6、轴向油缸，7、前支撑座，8、后支撑座，9、扭矩铰接座，10、径向铰接座。
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的
‘
前
’‘
中
’‘
后
’‘
左
’‘
右
’‘
上
’‘
下
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顶部
’‘
底部
’‘
中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。
30.实用例：
31.参见图1至图3所示，本发明提供的一种轴承工况模拟试验台，包括主试盾体1、主试驱动2、陪试盾体3、法兰盘5、径向油缸、轴向油缸6和支撑底座。
32.所述支撑底座包括前支撑座7和后支撑座8，所述前支撑座7优选设置为l形结构，其竖直端与主试盾体1的前端面(靠近陪试盾体的端面)固连、水平端与总支撑面(总支承面指承受整个模拟试验台重量的受力面，可以是地面、桌面或台面等，也可以是额外设计用于放置模拟试验台的底座或底板等)固连；所述后支撑座8优选设置为l形结构，其竖直端与主试盾体1的后端面(远离陪试盾体的端面)固连、水平端与总支撑面固连。
33.所述主试盾体1上安装有主试轴承(主试轴承即为被测轴承)并与主试轴承的外圈固连，主试轴承的内圈的一端与主试驱动2的驱动端连接、另一端与法兰盘5的一端固连；法兰盘5的另一端与安装于陪试盾体3上的陪试轴承的内圈固连，以使主驱动2同步带动主试轴承和陪试轴承的内圈旋转运动；
34.所述轴向油缸6优选设有沿圆周方向均匀设置的多组，且多组轴向油缸6的两端均分别通过扭矩铰接座9与主试盾体1、陪试盾体3相连，使在轴向油缸6进行轴向载荷施加时主试盾体1和陪试盾体3对拉形成内力；
35.所述径向油缸优选设有沿水平方向在陪试盾体3的四周均匀设置的多组，且多组径向油缸的一端均与前支撑座7固连、另一端通过径向铰接座10与陪试盾体3连接，以对陪试盾体3整体施加径向力、再通过法兰盘5将径向力传送至主试轴承上。
36.优选的，为实现能量的循环，所述陪试盾体3上还安装有陪试驱动4，所述陪试驱动4设置为发电机和变速箱的组合结构，且陪试驱动4的驱动端与陪试轴承的内圈固连，通过利用主试驱动2的能量带动陪试驱动4运行，从而实现发电，再通过陪试驱动4与主试驱动2的电连接，以实现能量的循环。
37.优选的，为便于主试盾体1在装卸过程中便于吊装，所述主试盾体1包括上盾体件1.1、第一下盾体件1.2和第二下盾体件1.3，第一下盾体件1.2和第二下盾体件1.3通过主试分块连接板1.4相互连接形成下盾体件，下盾体件与上盾体件1.1通过主试分块连接板1.4相互连接形成主试盾体1。
38.优选的，为便于陪试盾体3在装卸过程中便于吊装，所述陪试盾体3包括上半盾体3.1和下半盾体3.2，上半盾体3.1和下半盾体3.2通过陪试分块连接板3.3相互连接形成陪试盾体3。
39.优选的，为防止主试盾体1与陪试盾体3在测试过程中产生相对转动，所述下半盾体3.2的下端面上还设有凹槽3.2.1，所述凹槽3.2.1内安装有垫块，通过扭块与凹槽3.2.1的配合起到防扭效果。
40.优选的，因测试过程中垫块与陪试盾体3的接触面之间会产生滑动，为增加垫块与陪试盾体3之间的润滑效果，所述垫块上还设有润滑机构，所述润滑机构包括设置于垫块上的润滑脂槽和设置于润滑脂槽内的润滑脂，所述润滑脂槽设有两组并分别设置于垫块与凹槽3.2.1相接触且相互平行的两侧面上。
41.优选的，为实现对主试轴承状态的监测，所述主试盾体1上还设有用于检测主试轴承状态的传感器。
42.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。