一种轴承故障预测试验系统

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	一种轴承故障预测试验系统
	剡昌锋; 李志新; 吴黎晓; 易程
	2017-08-01
专利权人	兰州理工大学
公开日期	2017-08-01
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	本发明公开了一种轴承故障预测试验系统，属于机械设备产品中主要应用于轴承故障预测试验的设备或系统的产品结构的技术领域。包括有安装在底座上的主轴伺服电机、主传动系统和载荷加载与测试装置；主轴伺服电机与主传动系统通过连接键连接；主传动系统和载荷加载与测试装置通过梅花型弹性联轴器相连，三者分别有着独立的润滑系统。本发明针对现有轴承故障预测试验台技术存在的不足，提供了一种可通过更换不同内径的加载套和加载轴，实现对不同轴承型号或类型的轴承进行故障预测试验；同时具有模拟轴承故障发生的全过程，实现轴承的寿命预测的效果。
申请日期	2015-02-12
优先权日	2015-02-12
预估到期日	2035-02-12
语种	中文
专利状态	未缴年费
申请号	CN201510075160.7
公开（公告）号	CN104697795B
IPC 分类号	G01M13/04
专利代理人	段君峰
代理机构	北京市邦道律师事务所
权利要求	1.一种轴承故障预测试验系统，其特征在于包括有底座(5)、主轴伺服电机(1)、主传动系统(2)、梅花型弹性联轴器(4)和载荷加载与测试装置(3)；所述的主轴伺服电机(1)与主传动系统(2)固定安装在底座(5)上；该主轴伺服电机(1)通过伺服驱动器驱动，该主轴伺服电机(1)与主传动系统(2)通过连接键连接；所述的主传动系统(2)和载荷加载与测试装置(3)通过该梅花型弹性联轴器(4)相连，该主传动系统(2)，该载荷加载与测试装置(3)和该梅花型弹性联轴器(4)分别有着独立的润滑系统；该主传动系统(2)包括主传动轴(2-1)、主轴轴承(2-2)、配油套(2-3)、主轴内隔套(2-4)、主轴套筒(2-5)、主轴套(2-6)、主轴支座(2-7)、内隔套(2-8)、主轴轴承端盖(2-9)、压块螺母组件(2-10)、压配式压注油杯(2-11)、管接头(2-12)和O型密封圈(2-13)；所述的主轴伺服电机(1)固定安装在该主轴支座(2-7)上，所述的主轴支座(2-7)通过螺栓固定安装在底座(5)上；该主轴伺服电机(1)与该主传动轴(2-1)通过连接键连接；所述的主轴支座(2-7)整体为内圆外方的管结构；该主传动轴(2-1)一体同轴穿入该主轴支座(2-7)内孔中；该主轴支座(2-7)的顶部沿轴向设置有一对连接该管接头(2-12)的通孔；该主轴支座(2-7)上相对于该管接头(2-12)的外侧，设置有安装该压配式压注油杯(2-11)的通孔；所述的主传动轴(2-1)外圆为阶梯状结构；从穿入端始依次为第一阶梯，第二阶梯，第三阶梯和第四阶梯；该第一阶梯和第二阶梯之间的主传动轴的外圆表面同轴环套有该主轴套筒(2-5)，第一轴承组和第二轴承组；该第一轴承组和第二轴承组位于该主轴套筒(2-5)的两端；所述的第一轴承组和第二轴承组分别由结构相同的一对主轴轴承(2-2)组合而成；每对主轴轴承(2-2)相互平行设置且两者之间由该主轴内隔套(2-4)分隔；该主轴内隔套(2-4)外环环套有该配油套(2-3)，该配油套(2-3)沿外环设置有与其内环导通的油孔或油槽；所述的主轴套(2-6)一端的端头处设置有环形凸起，另一端同轴嵌套安装在主轴支座(2-7)内；该环形凸起内侧面顶抵该主轴支座(2-7)的端面，该环形凸起沿外环表面设置有安装该压配式压注油杯(2-11)的沉孔；该主轴套(2-6)外环表面上加工有螺纹糟，该螺纹槽的两端头部分别与该主轴支座(2-7)上两处连接该管接头(2-12)处的通孔相对应导通；该主轴套(2-6)外表面的两端分别设置有环形凹槽；该环形凹槽位于所述的螺纹槽的两侧；该环形凹槽内分别装有O型密封圈(2-13)；该O型密封圈(2-13)与该主轴支座(2-7)的内壁呈顶抵状态；所述的主轴套(2-6)同轴环套在该第一轴承组和第二轴承组的外环；该主轴套(2-6)中部沿内表面凸设置有一与该主轴套筒(2-5)等长且对应位置设置的环形凸部；该第一轴承组的一端顶抵住该第一阶梯，另一端顶抵该主轴套筒(2-5)和该环形凸部的一端；该第二轴承组的一端顶抵该主轴套筒(2-5)和该环形凸部的另一端；所述的主轴套(2-6)壁内两端处分别设置有彼此独立的管状导油管，一侧的导油管分别与该第一轴承组上配油套(2-3)的油孔或油槽及该主轴支座(2-7)上的压配式压注油杯(2-11)的通孔密封导通；另一侧的导油管分别与该第二轴承组上配油套(2-3)的油孔或油槽及该主轴套(2-6)环形凸起沿外环表面设置的安装该压配式压注油杯(2-11)的沉孔密封导通；所述的管接头(2-12)分别连接油冷机的冷却油的进口和出口；所述的主传动轴(2-1)第二阶梯和第三阶梯之间的外环表面依次同轴环套有内隔套(2-8)和压块螺母组件(2-10)；该压块螺母组件(2-10)将该内隔套(2-8)锁固在该主传动轴(2-1)第二阶梯和第三阶梯之间；该内隔套(2-8)内端顶抵该第二轴承组的另一端；该内隔套(2-8)沿外表面一体设置有一环形凸部；所述的主轴套(2-6)的两端分别对应设置有结构对应相同的主轴轴承端盖(2-9)；该主轴轴承端盖(2-9)为管结构，一端一体设置有一环形凸起，另一端分别顶抵住该第一轴承组和该第二轴承组；该主轴轴承端盖(2-9)沿内表面设置有一环形凸起；一侧的该主轴轴承端盖(2-9)的环形凸起内环顶抵该主传动轴(2-1)外环，另一侧的该主轴轴承端盖(2-9)的环形凸起内环顶抵该内隔套(2-8)的外环；该内隔套(2-8)外表面凸设置的环形凸部顶抵与之对应的该主轴轴承端盖(2-9)的内环；该载荷加载与测试装置(3)包括加载油缸(3-1)、加载支架(3-2)、转换接头(3-3)、力传感器(3-4)、铰链(3-5)、销轴(3-6)、上加载支座(3-7)、上加载套(3-8)、小法兰盘(3-9)、法兰盘(3-10)、紧固圆螺母(3-11)、唇形密封圈A(3-12)、加载轴(3-13)、编码器(3-14)、下加载支座(3-15)、编码器支架(3-16)、室温传感器(3-17)、调整垫(3-18)、下加载套(3-19)、测试轴承(3-20)、隔垫(3-21)、唇形密封圈B(3-22)、温度传感器(3-23)、声发射传感器(3-24)和三向加速度传感器(3-25)；所述的上加载支座(3-7)为下侧中部设置有一半圆柱形凹部的瓦型结构，所述的下加载支座(3-15)为上侧中部设置有一半圆柱形凹部的瓦型结构；该上加载支座(3-7)和该下加载支座(3-15)两半圆柱对接形成相同轴线的内孔；该上加载套(3-8)为半圆型且同轴位于该上加载支座(3-7)内环并与其配套使用；该下加载套(3-19)为半圆型且同轴位于该下加载支座(3-15)内环并与其配套使用；所述的上加载套(3-8)和下加载套(3-19)同轴对接成的管结构为内外表面分别设置有内定位轴肩和外定位轴肩的管结构，该管结构内表面加工有导油槽；所述的加载支架(3-2)由支板(3-2-3)、复数个侧板(3-2-2)和底板(3-2-1)组成框架结构；所述的加载油缸(3-1)通过螺栓固定在该加载支架(3-2)的支板(3-2-3)上；该加载支架(3-2)的底板(3-2-1)通过复数个侧板(3-2-2)与该支板(3-2-3)固定连接；所述的下加载支座(3-15)的座底通过螺钉与底板(3-2-1)紧固连接；该调整垫(3-18)位于该下加载支座(3-15)的座底和该底板(3-2-1)上表面之间；该底板(3-2-1)位于该底座(5)上并与其紧固连接固定；所述的底板(3-2-1)上表面加工有环形槽，该底板(3-2-1)的侧面设置有与该环形槽相连的出油孔；所述的力传感器(3-4)位于加载油缸(3-1)和上加载支座(3-7)之间；该力传感器(3-4)的上部通过转换接头(3-3)与该加载油缸(3-1)机械连接，下部通过铰链(3-5)和销轴(3-6)与该上加载支座(3-7)的顶部机械连接；所述的加载轴(3-13)一体同轴水平穿入该上加载支座(3-7)及上加载套(3-8)和该下加载支座(3-15)及下加载套(3-19)形成的内孔中；一对相同结构的测试轴承(3-20)位于该加载轴(3-13)中部；两测试轴承(3-20)之间设置形状呈管形的隔垫(3-21)；该对测试轴承(3-20)的外环与所述的上加载套(3-8)和下加载套(3-19)对接组成的管结构的内表面嵌套配合；该对测试轴承(3-20)的左侧外圈顶抵该管结构的内定位轴肩；该对测试轴承(3-20)的右侧内圈通过同时起轴向定位作用的该紧固圆螺母(3-11)锁固在该加载轴(3-13)上，其右侧外圈与该小法兰盘(3-9)内环左侧延伸设置的环形凸环顶抵；该小法兰盘(3-9)通过呈均匀分布的复数个螺栓固定在所述管结构的端面；该法兰盘(3-10)位于该小法兰盘(3-9)的右侧或外侧，通过呈均匀分布的复数个螺栓固定在所述上加载支座(3-7)和下加载支座(3-15)一侧的端面；该法兰盘(3-10)沿一侧端面同轴设置一环形凸起，该环形凸起顶抵该小法兰盘(3-9)的端面或外端面；所述管结构的内定位轴肩内环表面处设置有安装该唇形密封圈B(3-22)的环形凹槽，该唇形密封圈B(3-22)与该加载轴(3-13)外表面呈顶抵状态；所述的法兰盘(3-10)内环表面处设置有安装唇形密封圈A(3-12)的环形凹槽，该唇形密封圈A(3-12)与该加载轴(3-13)外表面呈顶抵状态；所述的编码器(3-14)位于该法兰盘(3-10)外并沿轴线安装在该加载轴(3-13)上，该编码器(3-14)通过编码器支架(3-16)固定于底座(5)上；该室温传感器(3-17)通过螺栓固定安装于底座(5)上表面；所述的温度传感器(3-23)位于该上加载支座(3-7)上侧肩部的外表面且与外表面固定安装；该温度传感器(3-23)穿过该上加载支座(3-7)和该上加载套(3-8)；所述的声发射传感器(3-24)通过螺栓固定安装在该上加载支座(3-7)的侧面；所述的三向加速度传感器(3-25)通过螺栓固定安装在该下加载支座(3-15)的侧面。 2.如权利要求1所述的轴承故障预测试验系统，其特征在于该主传动轴(2-1)沿轴心线设置有通孔，通孔的一端设置有带键槽的沉孔；该主传动轴(2-1)外圆为沿沉孔端起呈递减的阶梯状结构，该第一阶梯位于靠近沉孔一端的外圆表面。 3.如权利要求1所述的轴承故障预测试验系统，其特征在于该第一轴承组和该第二轴承组外圈轴向定位由安装在主轴套(2-6)两端的该主轴轴承端盖(2-9)和该主轴套(2-6)内壁起定位轴肩作用的设置于中部的该环形凸部完成；该第一轴承组和该第二轴承组内圈轴向定位由该主传动轴(2-1)上起定位轴肩作用的第一阶梯、该主轴套筒(2-5)和该内隔套(2-8)完成。 4.如权利要求1所述的轴承故障预测试验系统，其特征在于该配油套(2-3)和该主轴内隔套(2-4)需配磨。 5.如权利要求1所述的轴承故障预测试验系统，其特征在于该上加载支座(3-7)与该上加载套(3-8)之间的间隙为1.5毫米-2毫米；该下加载支座(3-15)与该下加载套(3-19)之间的间隙为1.5毫米-2毫米。 6.如权利要求1所述的轴承故障预测试验系统，其特征在于位于该上加载支座(3-7)上侧肩部外表面的温度传感器(3-23)为两个，沿轴向设置，穿入的位置与两个测试轴承(3-20)分别对应设置。 7.如权利要求1所述的轴承故障预测试验系统，其特征在于该小法兰盘(3-9)为上下半圆型结构；该法兰盘(3-10)为上下半圆型结构；该小法兰盘(3-9)和该法兰盘(3-10)的上半圆型结构与该上加载套(3-8)和该上加载支座(3-7)配套使用；该小法兰盘(3-9)和该法兰盘(3-10)的下半圆型结构与该下加载套(3-19)和该下加载支座(3-15)配套使用。 8.如权利要求1所述的轴承故障预测试验系统，其特征在于该力传感器(3-4)、编码器(3-14)、室温传感器(3-17)、温度传感器(3-23)、声发射传感器(3-24)和三向加速度传感器(3-25)分别与信号采集系统相连。
引用专利	CN103604606A;CN103616180A;CN203502221U;CN203798563U;DE102008048131A1
被引用专利数量	0
简单法律状态	失效
文献类型	专利
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/109394
专题	机电工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	剡昌锋,李志新,吴黎晓,等. 一种轴承故障预测试验系统[P]. 2017-08-01.