機車牽引電機軸承試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了關于機車牽引電機軸承試驗裝置包括：試驗軸系部件、床身及平臺、動力驅動系統、動態加載系統、潤滑系統、走行風模擬系統、監控系統組成；采用比例減壓閥對試驗軸承施加恒定或脈動的徑向載荷和交變的軸向載荷；采用高低溫箱對試驗軸系進行加熱或冷卻；使用大型離心風機進行超高風速模擬；通過測試采集系統進行溫度、壓力、振動、轉速、風速等試驗參數的測試和采集；試驗機微機自動控制、監測和記錄，具備自動保護功能、超溫報警、振動異常報警等功能。
【專利說明】機車牽引電機軸承試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及滾動軸承試驗臺，具體涉及機車牽引電機軸承試驗裝置。
【背景技術】
[0002]試驗是軸承設計、制造過程中一個不可缺少的重要驗證過程，能把質量風險有效地控制在生產企業內部。軸承試驗有壽命試驗、模擬試驗、性能試驗、零部件試驗、強化試驗、設計驗證試驗、材料試驗等。其中性能試驗考核軸承的某種特殊性能，如高低溫試驗、超高風速試驗等。設計驗證試驗是根據軸承試驗的數據，如溫升、振動及噪聲等提出設計改進意見。
[0003]機車軸承是機車關鍵零部件之一，軸承的安全性關系到機車的安全運行。現有的滾動軸承試驗臺僅可以對軸承某一性能參數進行試驗，不能同時對軸承的幾個性能參數進行試驗。目前國內還沒有具有國家資質認證的機車車輛牽引電機軸承試驗臺。
【發明內容】
[0004]為了克服現有的軸承試驗臺不能對牽引電機軸承進行試驗的問題，本發明提供了一種機車車輛牽引電機軸承試驗裝置。該試驗裝置不僅能做軸承熱試驗和耐久性能試驗，而且能做軸承高低溫試驗和超高風速試驗。
[0005]為達到以上目的，通過以下技術方案實現的:
[0006]機車牽引電機軸承新型試驗裝置，包括:試驗軸系部件，動力驅動系統、潤滑系統、動態加載系統、走行風模擬系統以及用于檢測實驗數據的監控系統和用于支撐上述結構的床身及平臺；
[0007]試驗軸系部件包括:試驗軸承、加載軸承和主軸；試驗軸承和加載軸承交叉安裝支承主軸，即試驗軸承按照牽引電機主軸實際支撐方式安裝在主軸上，加載軸承按照牽引電機主軸受力方式安裝在主軸相應位置；
[0008]主軸通過動力驅動系統驅動旋轉，所述動力驅動系統為電機通過傳動軸、同步帶、聯軸器驅動主軸旋轉；
[0009]動態加載系統由加載徑向力于主軸上的徑向加載裝置和加載軸向力于主軸上的軸向加載裝置組成；徑向加載裝置和軸向加載裝置，為由液壓泵輸出的壓力油經濾油器、溢流閥、單向閥分成三路分別進入三個比例減壓閥，在比例減壓閥控制器的作用下連續輸出油壓，推動徑向油缸和軸向油缸，徑向油缸連桿頂在軸承的中間位置，軸向油缸連桿頂在軸端壓蓋的中間位置，通過壓蓋傳遞到主軸上，通過主軸傳遞到軸承上；
[0010]走行風模擬系統包括:離心風機以及用于連通大型離心風機風出口與試驗軸承所在位置的風道；
[0011]潤滑系統潤滑油來源于牽引電機齒輪端齒輪箱的潤滑油，通過供油泵將油從潤滑油箱抽出，經濾油器、溢流閥、截止閥送到試驗裝置的各軸承處；回油泵將潤滑后流入殼體的潤滑油抽回油箱，形成循環，在回油路上有冷卻器，以控制系統油溫，保證試驗主體軸系有良好的工作性能；
[0012]機車牽引電機軸承新型試驗裝置還包括，用于測試采集溫度、壓力、轉速、風速并通過徑向加載裝置和軸向加載裝置控制試驗軸承軸向力和徑向力，通過離心風機控制試驗軸承處風速，通過動力驅動系統控制主軸轉速的控制操作臺；
[0013]采用上述技術方案的本發明，試驗軸承和加載軸承交叉安裝支承主軸，電機通過傳動軸、同步帶、聯軸器驅動試驗主軸旋轉，且最高轉速可達lOOOOr/min，采用液壓泵與比例減壓閥配合油路對試驗軸承施加恒定或脈動的徑向載荷和交變的軸向載荷，具體控制控制方式為由液壓泵輸出壓力油經濾油器、溢流閥、單向閥分成三路分別進入三個比例減壓閥，比例減壓閥在控制器的作用下連續輸出油壓，推動徑向油缸和軸向油缸，徑向油缸連桿頂在試驗軸承的中間位置，軸向油缸連桿頂在軸向油缸連桿頂在軸端壓蓋的中間位置，通過壓蓋傳遞到軸上，然后傳遞到軸承上；
[0014]當進行高低溫試驗時，通過在床身及平臺上裝配上用于罩至于試驗軸系部件的高低溫試驗箱，利用大功率的高低溫試驗箱對試驗軸系進行加熱或冷卻，使用時將模擬牽引電機軸承試驗軸系放置于環境模擬箱中，此時電機帶動主軸旋轉，風機停止工作；
[0015]當進行超高風速模擬時，需拆除高低溫試驗箱，使用大型離心風機進行超高風速模擬，在進行超高風速試驗時，電機帶動軸旋轉，風機風道通過試驗軸承，對試驗軸承進行吹風，風速的大小通過改變風機電機的轉速調整，且風速傳感器安裝在風機與試驗軸承箱之間；
[0016]監控系統進行溫度、壓力、振動、轉速、風速等試驗參數的測試和采集，相應的數據采集可直接通過設置相應的傳感器實現，所采集的所有試驗數據除了必須使用二次儀表顯示以外，其余均在計算機通信界面上顯示，對供油流量、主機轉速、徑向載荷拉壓力、風速等試驗過程中的重要參數可實現雙重顯示，確保了試驗過程中提取關鍵數據的可靠性和準確性；
[0017]以上試驗數據的調整可通過控制操作臺，控制徑向加載裝置和軸向加載裝置實現試驗軸承軸向力和徑向力的變化，通過控制離心風機實現試驗軸承處風速變化，通過動力驅動系統(即控制電機轉速)實現控制主軸轉速。
[0018]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]本發明共I幅附圖，其中:
[0020]圖1為本發明的機車牽引電機軸承新型試驗裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示的機車牽引電機軸承新型試驗裝置，包括:試驗軸系部件，動力驅動系統、潤滑系統、動態加載系統、走行風模擬系統以及用于檢測實驗數據的監控系統和用于支撐上述結構的床身及平臺I;
[0022]試驗軸系部件包括:試驗軸承2、加載軸承3和主軸4 ;試驗軸承2和加載軸承3交叉安裝支承主軸4，即試驗軸承2按照牽引電機主軸實際支撐方式安裝在主軸4上，加載軸承3按照牽引電機主軸受力方式安裝在主軸4相應位置；
[0023]主軸4通過動力驅動系統驅動旋轉，所述動力驅動系統為電機通過傳動軸、同步帶、聯軸器驅動主軸4旋轉；
[0024]動態加載系統由，徑向加載徑向力于主軸4上的徑向加載裝置和軸向加載軸向力于主軸4上的軸向加載裝置組成；徑向加載裝置和軸向加載裝置，為由液壓泵輸出的壓力油經濾油器、溢流閥、單向閥分成三路分別進入三個比例減壓閥，在比例減壓閥控制器的作用下連續輸出油壓，推動徑向油缸和軸向油缸，徑向油缸連桿頂在軸承的中間位置，軸向油缸連桿頂在軸端壓蓋的中間位置，通過壓蓋傳遞到主軸上，通過主軸傳遞到軸承上；
[0025]走行風模擬系統包括:離心風機以及用于連通大型離心風機風出口與試驗軸承2所在位置的風道；
[0026]潤滑系統潤滑油來源于牽引電機齒輪端齒輪箱的潤滑油，通過供油泵將油從潤滑油箱抽出，經濾油器、溢流閥、截止閥送到試驗裝置的各軸承處；回油泵將潤滑后流入殼體的潤滑油抽回油箱，形成循環，在回油路上有冷卻器，以控制系統油溫，保證試驗主體軸系有良好的工作性能；
[0027]機車牽引電機軸承新型試驗裝置還包括，用于測試采集溫度、壓力、轉速、風速并通過徑向加載裝置和軸向加載裝置控制加載軸承3的軸向力和徑向力，通過離心風機控制試驗軸承2處風速，通過動力驅動系統控制主軸4轉速的控制操作臺；
[0028]采用上述技術方案的本發明，試驗軸承2和加載軸承3 (包括兩種，一種用于模擬機車牽引電機一端齒輪哨合軸向力和徑向力，另一種用于模擬機車牽引電機另一端轉子軸向力和徑向力。)交叉安裝支承主軸4，電機通過傳動軸、同步帶、聯軸器驅動試驗主軸旋轉，且最高轉速可達lOOOOr/min，采用液壓泵與比例減壓閥配合油路對試驗軸承施加恒定或脈動的徑向載荷和交變的軸向載荷，具體控制控制方式為由液壓泵輸出壓力油經濾油器、溢流閥、單向閥分成三路分別進入三個比例減壓閥，比例減壓閥在控制器的作用下連續輸出油壓，推動徑向油缸和軸向油缸，徑向油缸連桿頂在加載軸承3的中間位置，軸向油缸連桿頂在軸端壓蓋的中間位置，通過壓蓋傳遞到主軸上，然后傳遞到軸承上；
[0029]當進行高低溫試驗時，通過在床身及平臺I上裝配上用于罩至于試驗軸系部件的高低溫試驗箱，利用大功率的高低溫試驗箱對試驗軸系進行加熱或冷卻，使用時將模擬牽引電機軸承試驗軸系放置于環境模擬箱中，此時電機帶動主軸旋轉，風機停止工作；
[0030]當進行超高風速模擬時，需拆除高低溫試驗箱，使用大型離心風機進行超高風速模擬，在進行超高風速試驗時，電機帶動軸旋轉，風機風道通過試驗軸承，對試驗軸承進行吹風，風速的大小通過改變風機電機的轉速調整，且風速傳感器安裝在風機與試驗軸承箱之間；
[0031]監控系統進行溫度、壓力、振動、轉速、風速等試驗參數的測試和采集，相應的數據采集可直接通過設置相應的傳感器實現，所采集的所有試驗數據除了必須使用二次儀表顯示以外，其余均在計算機通信界面上顯示，對供油流量、主機轉速、徑向載荷拉壓力、風速等試驗過程中的重要參數可實現雙重顯示，確保了試驗過程中提取關鍵數據的可靠性和準確性；
[0032]以上試驗數據的調整可通過控制操作臺，控制徑向加載裝置和軸向加載裝置實現加載軸承3軸向力和徑向力的變化，通過控制離心風機實現被試驗軸承處風速變化，通過動力驅動系統(即控制電機轉速)實現控制主軸4轉速；
[0033]試驗機可通過微機自動控制、監測和記錄，具備自動保護功能、超溫報警、振動異常報警等功能(可通過現有電子模塊實現)。
[0034]本牽引電機軸承試驗裝置的主要技術參數:
[0035]齒輪徑向加載力:最大載荷300kN ；
[0036]轉子徑向加載力:最大載荷IOOkN ；
[0037]軸向加載力:最大載荷70kN ；
[0038]最高轉速:IOOOOrpm;
[0039]可模擬的風速:0?180km/h ；
[0040]模擬環境溫度:_5(TC?+5OO。
[0041]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上訴揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.機車牽引電機軸承試驗裝置，其特征在于:包括，試驗軸系部件，動力驅動系統、潤滑系統、動態加載系統、走行風模擬系統以及用于檢測實驗數據的監控系統和用于支撐上述結構的床身及平臺(I); 所述試驗軸系部件包括:試驗軸承(2)、加載軸承(3)和主軸(4);所述試驗軸承(2)和加載軸承(3)交叉安裝支承主軸(4)，即試驗軸承(2)按照牽引電機主軸實際支撐方式安裝在主軸(4)上，加載軸承(3)按照牽引電機主軸受力方式安裝在主軸(4)相應位置； 所述主軸(4)通過動力驅動系統驅動旋轉； 所述動態加載系統由，徑向加載徑向力于主軸(3)上的徑向加載裝置和軸向加載軸向力于主軸(3)上的軸向加載裝置組成； 所述走行風模擬系統包括:離心風機以及用于連通大型離心風機風出口與試驗軸承(3)所在位置的風道。 所述潤滑系統潤滑油來源于牽引電機齒輪端齒輪箱的潤滑油，通過供油泵將油從潤滑油箱抽出，經濾油器、溢流閥、截止閥送到試驗裝置的各軸承處。
2.根據權利要求1所述的機車牽引電機軸承試驗裝置，其特征在于:當該試驗裝置進行高低溫試驗時，需要停止離心風機，且在床身及平臺(I)上裝配上用于罩至于試驗軸系部件的高低溫試驗箱，當進行超高風速模擬時需拆除高低溫試驗箱。
3.根據權利要求1所述的機車牽引電機軸承試驗裝置，其特征在于:所述徑向加載裝置和軸向加載裝置，為由液壓泵輸出的壓力油經濾油器、溢流閥、單向閥分成三路分別進入三個比例減壓閥，在比例減壓閥控制器的作用下連續輸出油壓，推動徑向油缸和軸向油缸，徑向油缸連桿頂在軸承的中間位置，軸向油缸連桿頂在軸端壓蓋的中間位置，通過壓蓋傳遞到主軸上，通過主軸傳遞到軸承上。
4.根據權利要求3所述的機車牽引電機軸承試驗裝置，其特征在于:還包括，用于測試采集溫度、壓力、轉速、風速并通過徑向加載裝置和軸向加載裝置控制試驗軸承(2)軸向力和徑向力，通過離心風機控制試驗軸承(2)處風速，通過動力驅動系統控制主軸(4)轉速的控制操作臺。
【文檔編號】G01M13/04GK103528822SQ201310526764
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】周晴, 張宗峰, 高衛衛, 王元珠, 申強 申請人:中國北車集團大連機車研究所有限公司