大軸重鐵路軸承試驗機的製作方法

2023-05-12 11:58:56 1

專利名稱：大軸重鐵路軸承試驗機的製作方法
技術領域：
本發明涉及檢測試驗技術領域，具體地說是涉及大軸重鐵路軸承試驗機。
背景技術：
鐵路貨車提速、重載是未來發展的方向。根據鐵道部運輸局文件《鐵路車輛「十一五」工作目標》精神，大力推進貨車重載、快捷，實現貨車裝備現代化。鐵道部開展了 30噸軸重技術研究，以增加通用貨車軸重技術儲備，適時發展大噸位長大貨車。因此，對軸承產品的品質要求就越加嚴格。儘早脫離依賴進口軸承，堅持 自主研發，生產出高品質的鐵路貨車軸承迫在眉睫。鐵路軸承要求可靠性高、壽命長，因此對鐵路軸承進行性能壽命試驗非常必要。 現有的鐵路軸承試驗機軸向加壓採用兩個油缸，採用鉸軸和搖杆原理對軸承進行加壓，其缺點是1)力的作用線不在軸承所在的軸線上，有一段力臂，因此會對軸承產生一個彎矩作用，對主軸及試驗軸承極其不利。2)主軸支承軸承受力大，所以主軸支座結構較大，結構設計複雜。3)控制系統、人機界面及傳動系統採用的技術落後，帶來整個設備龐大，人機對話不便。發明內容為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的旨在研發一種大軸重鐵路軸承試驗機，主要滿足30噸軸重353132X2-RS和27噸軸重353130X3-2RS-ZC等規格鐵路軸承的性能及壽命試驗。本發明依據試驗規範對鐵路軸承之旋轉性能、載荷作用下軸承工作狀態、磨損疲勞壽命等進行試驗，為軸承失效分析、壽命計算等提供依據。形成完整的生產、檢測試驗保證體系，不斷完善和指導產品的生產過程。為了解決上述技術問題，本發明的技術解決方案是本發明試驗機既可兩套軸承同時試驗，也可單套軸承獨立試驗。本發明試驗機軸向加壓採用一個液壓缸，通過雙導杆實現兩個被試軸承左右兩個方向的加壓要求。液壓缸前腔進油時，被試軸承受拉，液壓缸後腔進油時，被試軸承受壓。軸的兩端兩個被試軸承所受的拉力或壓力同時作用在軸上，大小相等，方向相反。因此，工作軸承、機架理論上不承受軸向力。這樣有利於機架的設計和延緩基座軸承的使用壽命。徑向加壓由四個液壓缸分別兩兩加壓主軸兩端的被試軸承，在規定時間內保持加壓恆定，無需改變。每組液壓缸都連接有一個壓力傳感器，以輸出力值。主軸旋轉通過變頻調速電機驅動和控制，用以滿足速度譜的變換要求。本發明應用21英寸彩色顯示器，軸向載荷和徑向載荷以及主軸轉速全部採用閉環控制技術。本發明試驗機內部設有潤滑油箱，主要收集來自對工作軸承進行潤滑的油液，也同時起過濾冷卻作用。試驗機工作軸承理論最高轉速2000rpm，此時相當車速325KM/小時。軸向缸最大加載能力 188. 8KN(20MPa)，徑向缸最大加載能力251. 3KN(20MPa)，兩缸總計502. 6KN。本發明可模擬機車車輛軸承實際工作狀態，自動施加線路載荷譜、速度譜及環境風速譜，施加如正弦波、三角波、矩形波及梯形波等各種波形的載荷。對機車車輛軸承實現動態模擬試驗。測量和控制部分由工控機統一完成。測量部分包括溫度、振動、壓力、載荷、 風速等信號的採集和實時顯示，所有測量的數據存入資料庫統一管理。控制部分包括軸向載荷和徑向載荷的閉環控制，主軸轉速的閉環控制，以及其它輔助功能的控制。當兩套軸承同時試驗時，兩個導杆上的漲緊套處於鬆弛狀態，此時導杆起傳遞力的作用，左右兩試驗軸承同時被加載，受力，大小相等、方向相反。當單套軸承獨立試驗時，兩個導杆上的漲緊套處於漲緊狀態，且其端面必須靠到兩導杆支座的相應端面上，此時導杆不起傳遞力的作用，這時，無缸側一端要選著一個軸向遊隙較小無需試驗的相同型號軸承、並且把T型塊軸向兩端面的間隙用墊片消除，用以抵抗來自對面施加的軸向負荷，避免主軸支承座受力。主軸支承座內裝有一個雙列圓錐滾子軸承和一個深溝球軸承，採用自動潤滑系統，潤滑油泵流量為6L/min，壓力可調範圍為0. 5 2ΜΡ 流量通過一個球閥調節。潤滑油箱設在機體內部，初次加油量100L。主軸上的工作軸承採用漲套鎖緊螺母實施軸向預緊，先用液壓拆裝機把漲套鎖緊螺母內環緊緊壓靠在軸承端面上，然後用工裝套筒通過漲套鎖緊螺母內環固定，再用漲套鎖緊螺母鎖緊。導杆採用銅套導向，為滑動摩擦，因此要定時往其摩擦部位加油，減輕摩擦，降低阻力，提高運動的靈敏性和使用壽命。當試驗一個周期以後，需要拆換時，可用升降車把兩個導杆兩端上的左連接扳、右連接板卸下，然後鬆開加壓座裡蓋上的螺釘，把加壓座卸下，用壓裝機把試驗軸承卸下，再進行以後的操作。組裝兩個導杆兩端上的右連接扳時，由於導杆可能竄位會造成組裝後位置和原位不符，影響正常工作，所以，組裝後要檢查油缸後出杆的位置，當油缸後出杆的稜邊距缸筒後端面為45mm時，這時活塞的位置處於缸筒的正中位置，工作可靠。當發現油缸後出杆的稜邊距缸筒後端面位置不對時，可以通過調整無缸側的連接板內螺母、連接板外螺母，藉助點動開關，通過油缸調整；當油缸後出杆長於45mm時，將無缸右連接扳上的連接板內螺母鬆開，鬆開距離等於油缸後出杆伸出距離的實測值減去45mm的差值，然後讓油缸後腔進油，這時右連接扳的裡側端面就靠到了連接板內螺母上，再將連接板內螺母、連接板外螺母鎖緊；當油缸後出杆短於45mm時，將無缸右連接扳上的連接板外螺母鬆開，鬆開距離等於 45mm減去油缸後出杆伸出距離的實測值的差值，然後讓油缸前腔進油，這時右連接扳的外側端面就靠到了連接板外螺母上，再將連接板內螺母、連接板外螺母鎖緊。試驗機在試驗過程中，徑向載荷在整個試驗過程中是恆載，大小取決試驗大綱。軸向載荷根據試驗大綱要求施加的是變載，按照規定的加載曲線加載。試驗轉速在整個試驗過程中可按要求變速變向。試驗機運轉時，應經常檢查潤滑油的狀況，不定期查看左連接扳、右連接板上的連接板內螺母、連接板外螺母，導杆螺母及主軸漲緊套上的漲套鎖緊螺母是否鬆動，及時處理。否則，會導致試驗機工作不可靠或帶來危害。本發明的創新點是大軸重鐵路軸承試驗機軸向加壓採用一個液壓缸，通過雙導杆實現兩個被試軸承左右兩個方向的加壓要求。利用作用力與反作用力原理，液壓缸前腔進油時，通過雙導杆，兩個被試軸承同時受拉，液壓缸後腔進油時，通過雙導杆，兩個被試軸承同時受壓。軸的兩端兩個被試軸承所受的拉力或壓力同時作用在軸上，大小相等，方向相反。因此，工作軸承、機架理論上不承受軸向力。這樣有利於機架的設計和延緩基座軸承的使用壽命，使結構很輕巧。軸向載荷和徑向載荷以及主軸轉速全部採用閉環控制技術。可模擬機車車輛軸承實際工作狀態，自動施加線路載荷譜、速度譜，並可做到對檢測信號自動採集和波形的實時顯示和輸出列印，對機車車輛軸承實現動態模擬試驗。本發明具有的有益效果是本發明簡化了設計，結構輕巧簡單，延長了基座軸承的使用壽命。本發明工作軸承、機架理論上不承受軸向力。本發明顯示界面設置清晰明了，反映信息充分，既可實時查詢，也可追溯歷史數據；操作方便、快捷，控制準確、靈活。


圖1為本發明結構示意圖。圖1中所示的附圖標記如下1、徑向加壓油缸，2、潤滑油箱，3、機體，4、驅動電機， 5、徑向拉壓傳感器，6、導杆，7、軸向加壓缸，8、導杆螺母，9、左連接板，10、軸向拉壓傳感器， 11、漲緊套，12、T形塊，13、加壓座，14、漲套鎖緊螺母，15、主軸支承座，16、導杆支座，17、三角帶輪，18、右連接板，19、連接板內螺母，20、連接板外螺母，21、試驗軸承，22、加壓座裡蓋。
具體實施例方式結合附圖1對本發明進行描述
本發明的結構特徵是機體3是試驗機主體，徑向加壓油缸1通過螺栓固定在機體3 上，潤滑油箱2裝在機體3主體內，驅動電機4通過螺栓固定在機體3上，徑向拉壓傳感器 5 一側與驅動電機4連接，一端與加壓座13連接，兩個導杆6兩端設有左連接板9、右連接板18，加壓座13、加壓座裡蓋22通過螺栓固定在左連接板9、右連接板18上。軸向加壓缸 7通過導杆螺母8連接在左連接板9上，軸向拉壓傳感器10安裝在漲緊套11上，T形塊12、 加壓座13固定在導杆6上。漲套鎖緊螺母14在主軸支承座15 —側，主軸支承座15通過螺栓固定在機體3上，導杆支座16固定在機體3上，三角帶輪17與機體3連接，右連接板 18與導杆6連接，左連接板9、右連接板18分別通過連接板內螺母19、連接板外螺母20固定。試驗軸承21固定在導杆6上，加壓座裡蓋22固定在試驗軸承21內側。本發明試驗機既可兩套軸承同時試驗，也可單套軸承獨立試驗。當兩套軸承同時試驗時，兩個導杆6上的漲緊套11處於鬆弛狀態，此時導杆6起傳遞力的作用，左右兩試驗軸承21同時被加載，受力，大小相等、方向相反。當單套軸承獨立試驗時，兩個導杆6上的漲緊套11處於漲緊狀態，且其端面必須靠到兩導杆支座16的相應端面上，這時，無缸側一端要選著一個軸向遊隙較小無需試驗的相同型號軸承、並且把T型塊12軸向兩端面的間隙用墊片消除。主軸支承座15內裝有一個雙列圓錐滾子軸承和一個深溝球軸承，採用自動潤滑系統，潤滑油泵流量為6L/min，壓力可調範圍為0. 5 2MPa，流量通過一個球閥調節。潤滑油箱2設在機體3內部，初次加油量100L。主軸上的工作軸承採用漲套鎖緊螺母14實施軸向預緊，先用液壓拆裝機把漲套鎖緊螺母14內環緊緊壓靠在軸承端面上，然後用工裝套筒通過漲套鎖緊螺母14內環固定， 再用漲套鎖緊螺母14鎖緊。導杆6採用銅套導向，為滑動摩擦，要定時往其摩擦部位加油。當試驗一個周期以後，需要拆換時，可用升降車把兩個導杆6兩端上的左連接扳 9、右連接板18卸下，然後鬆開加壓座裡蓋22上的螺釘，把加壓座13卸下，用壓裝機把試驗軸承21卸下，再進行以後的操作。組裝兩個導杆6兩端上的右連接扳18時，組裝後要檢查油缸後出杆的位置，當油缸後出杆的稜邊距缸筒後端面為45mm時，這時活塞的位置處於缸筒的正中位置，工作可靠。當發現油缸後出杆的稜邊距缸筒後端面位置不對時，可以通過調整無缸側的連接板內螺母19、連接板外螺母20，藉助點動開關，通過油缸調整；當油缸後出杆長於45mm時，將無缸右連接扳18上的連接板內螺母19鬆開，鬆開距離等於油缸後出杆伸出距離的實測值減去45mm的差值，然後讓油缸後腔進油，這時右連接扳18的裡側端面就靠到了連接板內螺母19上，再將連接板內螺母19、連接板外螺母20鎖緊；當油缸後出杆短於45mm時，將無缸右連接扳18上的連接板外螺母20鬆開，鬆開距離等於45mm減去油缸後出杆伸出距離的實測值的差值，然後讓油缸前腔進油，這時右連接扳18的外側端面就靠到了連接板外螺母20 上，再將連接板內螺母19、連接板外螺母20鎖緊。試驗機在試驗過程中，徑向載荷在整個試驗過程中是恆載，大小取決試驗大綱。軸向載荷根據試驗大綱要求施加的是變載，按照規定的加載曲線加載。試驗轉速在整個試驗過程中可按要求變速變向。試驗機運轉時，應經常檢查潤滑油的狀況，不定期查看左連接扳9、右連接板18上的連接板內螺母19、連接板外螺母20，導杆螺母8及主軸漲緊套上的漲套鎖緊螺母14是否鬆動，及時處理。
權利要求
1.大軸重鐵路軸承試驗機，試驗機的結構特徵是本發明的結構特徵是機體是試驗機主體，徑向加壓油缸通過螺栓固定在機體上，潤滑油箱裝在機體主體內，驅動電機通過螺栓固定在機體上，徑向拉壓傳感器一側與驅動電機連接，一端與加壓座連接，兩個導杆兩端設有左連接板、右連接板，加壓座、加壓座裡蓋通過螺栓固定在左連接板、右連接板上；軸向加壓缸通過導杆螺母連接在左連接板上，軸向拉壓傳感器安裝在漲緊套上，T形塊、加壓座固定在導杆上；漲套鎖緊螺母在主軸支承座一側，主軸支承座通過螺栓固定在機體上，導杆支座固定在機體上，三角帶輪與機體連接，右連接板與導杆連接，左連接板、右連接板分別通過連接板內螺母、連接板外螺母固定；試驗軸承固定在導杆上，加壓座裡蓋固定在試驗軸承內側。
2.根據權利要求1所述的大軸重鐵路軸承試驗機，試驗機其特徵是主軸支承座內裝有一個雙列圓錐滾子軸承和一個深溝球軸承，採用自動潤滑系統，潤滑油泵流量為6L/min， 壓力可調範圍為0. 5 2MPa，流量通過一個球閥調節；潤滑油箱初次加油量100L。
3.根據權利要求1所述的大軸重鐵路軸承試驗機，試驗機其特徵是導杆採用銅套導向，為滑動摩擦，要定時往其摩擦部位加油。
4.根據權利要求1所述的大軸重鐵路軸承試驗機，試驗機其特徵是組裝兩個導杆兩端上的右連接扳時，組裝後要檢查油缸後出杆的位置，當油缸後出杆的稜邊距缸筒後端面為45mm時，這時活塞的位置處於缸筒的正中位置，工作可靠；當發現油缸後出杆的稜邊距缸筒後端面位置不對時，可以通過調整無缸側的連接板內螺母、連接板外螺母，藉助點動開關，通過油缸調整；當油缸後出杆長於45mm時，將無缸右連接扳上的連接板內螺母鬆開，鬆開距離等於油缸後出杆伸出距離的實測值減去45mm的差值，然後讓油缸後腔進油，這時右連接扳的裡側端面就靠到了連接板內螺母上，再將連接板內螺母、連接板外螺母鎖緊；當油缸後出杆短於45mm時，將無缸右連接扳上的連接板外螺母鬆開，鬆開距離等於45mm減去油缸後出杆伸出距離的實測值的差值，然後讓油缸前腔進油，這時右連接扳的外側端面就靠到了連接板外螺母上，再將連接板內螺母、連接板外螺母鎖緊。
5.大軸重鐵路軸承試驗機，試驗檢測方法其特徵是試驗機既可兩套軸承同時試驗， 也可單套軸承獨立試驗；第一種具體實施方式
兩套軸承同時試驗時，兩個導杆上的漲緊套處於鬆弛狀態，左右兩試驗軸承同時被加載，受力，大小相等、方向相反。
6.根據權利要求5所述的大軸重鐵路軸承試驗機，試驗檢測方法第二種具體實施方式
其特徵是當單套軸承獨立試驗時，兩個導杆上的漲緊套處於漲緊狀態，且其端面必須靠到兩導杆支座的相應端面上，無缸側一端要選著一個軸向遊隙較小無需試驗的相同型號軸承、並且把T型塊軸向兩端面的間隙用墊片消除。
7.根據權利要求5所述的大軸重鐵路軸承試驗機，大軸重鐵路軸承試驗機其特徵是 主軸上的工作軸承採用漲套鎖緊螺母實施軸向預緊，先用液壓拆裝機把漲套鎖緊螺母內環緊緊壓靠在軸承端面上，然後用工裝套筒通過漲套鎖緊螺母內環固定，再用漲套鎖緊螺母鎖緊。
8.根據權利要求5所述的大軸重鐵路軸承試驗機，大軸重鐵路軸承試驗機其特徵是 試驗機運轉時，應經常檢查潤滑油的狀況，不定期查看左連接扳、右連接板上的連接板內螺母、連接板外螺母，導杆螺母及主軸漲緊套上的漲套鎖緊螺母是否鬆動，及時處理。
9.根據權利要求5所述的大軸重鐵路軸承試驗機，檢測方法其特徵是當試驗一個周期以後，需要拆換時，可用升降車把兩個導杆兩端上的左連接扳、右連接板卸下，然後鬆開加壓座裡蓋上的螺釘，把加壓座卸下，用壓裝機把試驗軸承卸下，再進行以後的操作。
10.根據權利要求5所述的大軸重鐵路軸承試驗機，檢測方法其特徵是試驗機在試驗過程中，徑向載荷在整個試驗過程中是恆載，大小取決試驗大綱；軸向載荷根據試驗大綱要求施加的是變載，按照規定的加載曲線加載；試驗轉速在整個試驗過程中可按要求變速變向。
全文摘要
大軸重鐵路軸承試驗機，本發明涉及檢測試驗技術領域，試驗機軸向加壓採用一個液壓缸，通過雙導杆實現兩個被試軸承左右兩個方向的加壓要求。液壓缸前腔進油時，通過雙導杆，兩個被試軸承同時受拉，液壓缸後腔進油時，通過雙導杆，兩個被試軸承同時受壓。軸的兩端兩個被試軸承所受的拉力或壓力同時作用在軸上；徑向加壓油缸通過螺栓固定在機體上，徑向拉壓傳感器一側與驅動電機連接，加壓座、加壓座裡蓋通過螺栓固定在左連接板、右連接板上；軸向加壓缸通過導杆螺母連接在左連接板上，軸向拉壓傳感器安裝在漲緊套上，漲套鎖緊螺母在主軸支承座一側。本發明工作軸承、機架理論上不承受軸向力，延緩了基座軸承的使用壽命。
文檔編號G01M13/04GK102445344SQ20111044011
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者劉華軍, 姚成良, 李信誠, 楊小華, 梁春和, 梁洪洋, 王海文, 胡棟, 賈盟邦, 隋加翔, 馬文 申請人:瓦房店軸承集團有限責任公司