單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置，包括變頻電機、實驗主軸、兩軸承座、加載支架、雙排滾動軸承、軸向加載裝置和徑向加載裝置；兩軸承座和變頻電機安裝在實驗臺底座上，實驗主軸支撐在兩軸承座上，與變頻電機連接；軸向加載裝置和徑向加載裝置位于兩軸承座之間；實驗主軸上安裝有雙排滾動軸承，雙排滾動軸承安裝于軸承襯套內，軸承襯套安裝在實驗臺底座上；軸承襯套上安裝有溫度傳感器和加速度振動傳感器，本發明專利技術通過軸向加載裝置和徑向加載裝置對雙排滾動軸承軸向加載和徑向加載，能夠同時對被測的雙排滾動軸承精確地施加軸向、徑向載荷；本發明專利技術能夠用于模擬高溫、高DN值復雜工況下發動機主軸軸承的綜合性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種實驗設備，尤其是涉及一種單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置。
技術介紹
軸承作為旋轉機械中關鍵零部件之一，其性能直接影響著旋轉機械的性能與壽命。特別是在航空航天領域，以航空發動機主軸軸承為例，壓氣機和渦輪主軸均使用滾動軸承支承。通常在壓氣機端使用球軸承以確定主軸位置，渦輪端使用圓柱滾子軸承便于吸收受熱后主軸軸向的熱膨脹位移。航空發動機采用滾動軸承的基本原因是最大限度地減輕重量，減小摩擦和功率損失，減少滑油量和冷卻需求量，并且能夠經受大的短時過載。在結構設計上航空發動機支撐結構都會經過卸荷設計，對于卸荷設計后發動機轉子上的軸向力仍然較大，則一般在一個支撐點上采用兩個滾動軸承并列，成為雙排滾動軸承支撐結構，其方式主要有一個支點兩個滾珠軸承并用或者一個支點上滾珠與滾柱并用。目前，航空滾動軸承正朝著大推重比、高可靠性、高耐久性、低耗油率、低成本等方向的發展。通過對近年來眾多航空發動機主軸軸承的失效統計可以發現：隨著軸承材料的發展，軸承鋼和更好的W或Mo系工具鋼的性能的不斷改進，主軸軸承的疲勞壽命已得到大大的提高，在高速主軸軸承的各類失效中疲勞已不是主要問題，而由于軸承的高DN值所帶來的軸承磨損加速、溫升過高、沖擊頻繁、潤滑不良以及振動等原因導致的軸承失效已經取代軸承的疲勞破壞成為軸承的主要破壞因素，嚴重的甚至會帶來抱軸和斷軸這樣的災難性破壞。并且現有的研究技術大都針對單個滾動軸承進行研究，對于單支點兩個滾珠軸承并用或者單支點上滾珠與滾柱并用情況研究較少，特別是在高DN運轉下軸承的旋轉運動接觸摩擦產生的摩擦熱以及高速旋轉時潤滑油攪拌形成的攪拌熱。因此，開展單支點雙排滾動軸承軸承在高DN高溫復雜工況下的振動穩定性及軸承的動態特性研究，對提高航空發動機主軸軸承的可靠性具有非常重要的意義。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種針對單支點雙排滾動軸承式支撐式轉子，能夠在同時承受軸向、徑向聯合重載荷及變轉速工況下，精確地測量雙排滾動軸承的溫升、振動特性的單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置。本專利技術采用的技術方案是：包括實驗臺底座、變頻電機、實驗主軸、兩軸承座、加載支架、雙排滾動軸承、軸向加載裝置和徑向加載裝置；所述的兩軸承座和變頻電機安裝在實驗臺底座上，所述的實驗主軸支撐在兩軸承座上，與變頻電機連接；軸向加載裝置和徑向加載裝置位于兩軸承座之間；實驗主軸上安裝有雙排滾動軸承，雙排滾動軸承安裝于軸承襯套內，軸承襯套通過螺栓安裝在實驗臺底座上；軸承襯套上安裝有溫度傳感器和加速度振動傳感器，溫度傳感器的探頭靠近雙排滾動軸承設置；所述的軸向加載裝置包括U型塊、壓力傳感器及徑向螺旋加載器；徑向螺旋加載器安裝在加載支架頂部的螺孔內；徑向螺旋加載器與U型塊的頂部連接，U型塊的兩底腳安裝在軸承襯套頂部的通孔內，與雙排滾動軸承的外圈接觸；壓力傳感器安裝在螺旋加載器和U型塊之間；軸向加載裝置包括壓力傳感器、軸向螺旋加載器及軸承端蓋；所述的軸承端蓋安裝在軸承襯套的端口處；軸向螺旋加載器沿軸向安裝在加載支架靠近軸承端蓋側的螺旋加載口內，軸向螺旋加載器一端與軸承端蓋連接；壓力傳感器安裝在軸承端蓋和軸向螺旋加載器之間。上述的單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置中，所述的軸向加載裝置在軸承端蓋和雙排滾動軸承的外圈之間設有擋圈。上述的單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置中，所述的加載支架上設有噴油口，噴油口與潤滑油加熱自動噴油器連接，噴油口朝向雙排滾動軸承的滾珠，軸承襯套的底部設有回油孔。上述的單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置中，雙排滾動軸承有兩個角接觸球軸承背對背或面對面安裝組成，兩個角接觸球軸承的內圈之間設有軸承套環。上述的單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置中，包括四個軸向螺旋加載器，四個軸向螺旋加載器在加載支架上對稱分布，四個軸向螺旋加載器分別與軸承端蓋連接，軸向螺旋加載器和軸承端蓋之間設有壓力傳感器。上述的單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置中，還包括負載電機，負載電機與實驗主軸背向變頻電機的一端連接；變頻電機和負載電機通過電機支座安裝在實驗臺底座上。上述的單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置中，還包括防護罩，防護罩固定安裝在實驗臺底座上，防護罩位于實驗主軸、兩軸承座及負載電機的外側。與現有技術先比，本專利技術的有益效果是：1.本專利技術能夠模擬發動機主軸雙排滾動軸承在承受軸向、徑向聯合重載荷、變轉速、高溫、高DN復雜工況下軸承溫升、振動特性、軸承疲勞壽命。徑向力通過徑向螺旋加載器、U型塊將力施加在雙排滾動軸承的外圈上，軸向力通過四個對稱分布的軸向螺旋加載器施加在軸承端蓋的端面上對被測雙排軸承實現穩定加載；加載方式不僅結構簡單、易操作，而且準確可靠。2.本專利技術設有加速度針對傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器；加速度振動傳感器用于測量被測軸承振動情況；溫度傳感器用于測量軸承溫度變化；潤滑裝置能夠確保被測軸承潤滑充分；壓力傳感器用于精確測量被測軸承所承受軸向力和徑向力；本專利技術能夠用于模擬高溫、高DN值復雜工況下發動機主軸軸承的綜合性能，為我國航空航天領域高端軸承的開發提供科學技術依據和實驗平臺支撐。附圖說明圖1為本專利技術的主視圖。圖2為本專利技術的軸向、徑向加載局部放大視圖。圖3為本專利技術的加載支架結構圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明。如圖1-3所示，所述本專利技術包括變頻電機1、負載電機24、實驗主軸18、兩軸承座22、實驗臺底座20、加載支架15、雙排滾動軸承21、軸向加載裝置、徑向加載裝置和防護罩14，變頻電機1、負載電機24分別通過電機支座13安裝在實驗臺底座20上。所述的兩軸承座22固定安裝在實驗臺底座20上，實驗主軸18通過軸承3支撐在兩軸承座22上，實驗主軸18的兩端通過聯軸器2分別與變頻電機1和負載電機24連接。所述的實驗主軸18上兩軸承座22之間安裝有雙排滾動軸承；所述的雙排滾動軸承由兩個角接觸球軸承面對面安裝組成，也可以由兩個角接觸球軸承背對背安裝組成，兩個角接觸球軸承的內圈之間設有軸承套環6。雙排滾動軸承安裝在軸承襯套17內，軸承襯套17固定安裝在實驗臺底座20上。防護罩14安裝在實驗臺底座20上，罩在兩軸承座22、實驗主軸18和負載電機24的外側。所述的加載支架15對應于軸承襯套17設置，位于軸承襯套17外側。加載支架15上設有噴口固定孔25，噴口固定孔25內設有噴油口4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置，其特征在于：包括實驗臺底座、變頻電機、實驗主軸、兩軸承座、加載支架、雙排滾動軸承、軸向加載裝置和徑向加載裝置；所述的兩軸承座和變頻電機安裝在實驗臺底座上，所述的實驗主軸支撐在兩軸承座上，與變頻電機連接；軸向加載裝置和徑向加載裝置位于兩軸承座之間；實驗主軸上安裝有雙排滾動軸承，雙排滾動軸承安裝于軸承襯套內，軸承襯套通過螺栓安裝在實驗臺底座上；軸承襯套上安裝有溫度傳感器和加速度振動傳感器，溫度傳感器的探頭靠近雙排滾動軸承設置；所述的軸向加載裝置包括U型塊、壓力傳感器及徑向螺旋加載器；徑向螺旋加載器安裝在加載支架頂部的螺孔內；徑向螺旋加載器與U型塊的頂部連接，U型塊的兩底腳安裝在軸承襯套頂部的通孔內，與雙排滾動軸承的外圈接觸；壓力傳感器安裝在螺旋加載器和U型塊之間；軸向加載裝置包括壓力傳感器、軸向螺旋加載器及軸承端蓋；所述的軸承端蓋安裝在軸承襯套的端口處；軸向螺旋加載器沿軸向安裝在加載支架靠近軸承端蓋側的螺旋加載口內，軸向螺旋加載器一端與軸承端蓋連接；壓力傳感器安裝在軸承端蓋和軸向螺旋加載器之間。

【技術特征摘要】
1.一種單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置，其特征在于：包括實驗臺
底座、變頻電機、實驗主軸、兩軸承座、加載支架、雙排滾動軸承、軸向加載裝置和徑向加載
裝置；所述的兩軸承座和變頻電機安裝在實驗臺底座上，所述的實驗主軸支撐在兩軸承座
上，與變頻電機連接；軸向加載裝置和徑向加載裝置位于兩軸承座之間；實驗主軸上安裝有
雙排滾動軸承，雙排滾動軸承安裝于軸承襯套內，軸承襯套通過螺栓安裝在實驗臺底座上；
軸承襯套上安裝有溫度傳感器和加速度振動傳感器，溫度傳感器的探頭靠近雙排滾動軸承
設置；
所述的軸向加載裝置包括U型塊、壓力傳感器及徑向螺旋加載器；徑向螺旋加載器安裝
在加載支架頂部的螺孔內；徑向螺旋加載器與U型塊的頂部連接，U型塊的兩底腳安裝在軸
承襯套頂部的通孔內，與雙排滾動軸承的外圈接觸；壓力傳感器安裝在螺旋加載器和U型塊
之間；
軸向加載裝置包括壓力傳感器、軸向螺旋加載器及軸承端蓋；所述的軸承端蓋安裝在
軸承襯套的端口處；軸向螺旋加載器沿軸向安裝在加載支架靠近軸承端蓋側的螺旋加載口
內，軸向螺旋加載器一端與軸承端蓋連接；壓力傳感器安裝在軸承端蓋和軸向螺旋加載器
之間。
2.根據權利要求1所述的單支點雙排滾動軸承支撐式轉子綜合性能實驗裝置，其特征
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王廣斌，鄧文輝，韓清凱，李學軍，何寬芳，沈意平，賓光富，伍濟鋼，蔣玲莉，
申請(專利權)人：湖南科技大學，
類型：發明
國別省市：湖南;43