[發明專利]高速鐵路軸承配合松動模擬試驗臺

在審

• 申請號: 201410223074.1
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103983457A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 曹青松;葉征春;熊國良;朱志強;周繼惠;張龍
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 南昌佳誠專利事務所 36117
• 代理人: 閔蓉

技術領域

本發明涉及一種用于對滾動軸承內圈與軸頸配合松動進行測試的實驗裝置，具體的說，涉及一種模擬高速鐵路軸承內圈與軸頸配合松動并進行測試的試驗臺。

背景技術

隨著高速鐵路的飛速發展，其安全性越來越被人們所關注，高速鐵路滾動軸承是鐵路車輛重要的行走支撐部件，其內圈與主軸軸頸配合的松動是引發熱切軸等故障的主要原因之一，由于在配合區域不能直接測量實際應力應變值，所以很難在松動發生的初期進行預警，我國在現階段只能對客車滾動軸承用紅外線探測軸溫的方法進行在線運行狀態監測，但溫升是軸承故障的晚期癥狀，溫升達到一定值后，可能在短時間內發生熱切軸現象，因此必須對該松動故障過程進行試驗分析，找出改故障的特征，為松動故障的故障機理分析和非線性動力學研究提供相關實驗數據。

現有的軸承試驗裝置大都是對軸承性能和壽命進行測試，對于軸承內圈與軸頸的配合松動沒有專門的試驗臺，因此急需設計一種能夠模擬該松動故障的試驗臺，再現配合松動時的異常發熱現象，為避免切軸及脫軌等重大事故提供技術儲備。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠模擬高速鐵路軸承內圈與軸頸配合松動并進行測試的試驗臺。

本發明的技術方案是：一種模擬高速鐵路軸承內圈與軸頸配合松動并進行測試的試驗臺，其特征在于：該試驗臺包括框架、主系統、驅動電機、徑向加載裝置和軸向加載裝置，所述的主系統安裝在固定框架的上部，主系統包括支撐軸承、主軸和被測軸承，主系統為懸臂結構，同步帶輪位于主軸的中間，支撐軸承和被測軸承安裝位各有兩個，均布于主軸的兩側，支撐軸承座設于被測軸承安裝位和同步帶輪之間，被測軸承位于主軸的末端，主軸由驅動電機通過同步帶驅動旋轉；所述的徑向加載裝置和軸向加載裝置均與被測軸承座連接，位于框架的下部。

優選的是，所述的主系統包括支撐軸承、主軸和被測軸承，兩只被測軸承內圈與主軸軸頸的配合不同，一只為過盈配合，另一只為過渡配合，兩只被測軸承座上分別設有溫度傳感器、軸承內圈轉速傳感器、加速度傳感器，主軸上設有轉速傳感器。

優選的是，所述的徑向加載裝置包括1級杠桿、2級杠桿、加載砝碼，1級杠桿與測試軸承座之間有調節機構，1級杠桿和2級杠桿之間的連桿有導向機構，兩只被測軸承的徑向加載裝置對稱分布。

優選的是，所述的軸向加載裝置包括滑輪機構、1級杠桿、2級杠桿、加載砝碼、砝碼托盤、雙滑塊機構、絲桿、步進電機，加載砝碼為兩只，滑輪機構與測試軸承座之間有鋼絲繩張緊機構，1級杠桿和2級杠桿之間的連桿有導向機構，兩只被測軸承的徑向加載裝置對稱分布，兩側的砝碼托盤、雙滑塊機構、絲桿由同一步進電機驅動。

本發明與現有技術相比的有益效果為：

本試驗臺采用砝碼-杠桿系統進行加載，成本低易于實現，軸向加載可通過其中的步進電機、絲桿、雙滑塊機構實現分級加載，對應于實際高速列車直線、彎道、岔道三種運行狀態。

主軸與兩只被測軸承的不同配合能夠模擬高速鐵路軸承內圈與軸頸配合松動并進行對比測試，可再現配合松動時的異常發熱現象，可對主軸的轉速，軸承的溫度、內圈轉速、加速度信號進行監測，為松動故障的故障機理分析和非線性動力學研究提供相關實驗數據。

附圖說明

?圖1為本發明的試驗臺整體結構示意圖；

?圖2為本發明的試驗臺主系統結構示意圖；

?圖3為本發明的試驗臺徑向加載裝置結構示意圖；

圖4為本發明的試驗臺軸向加載裝置結構示意圖；

?圖中，1-框架，2-軸向加載裝置，3-主系統，4-驅動電機，5-徑向加載裝置，6-加速度傳感器，7-溫度傳感器，8-內圈轉速傳感器，9-支撐軸承，10-同步帶輪，11-主軸，12-被測軸承，13-調節機構，14-1級杠桿，15-連桿，16-導向機構，17-2級杠桿，18-加載砝碼，19-張緊機構，20-滑輪機構，21-1級杠桿，22-連桿，23-導向機構，24-2級杠桿，25-加載砝碼，26-砝碼托盤，27-雙滑塊機構，28-絲桿，29-步進電機。

具體實施方式

?參見圖1，一種模擬高速鐵路軸承內圈與軸頸配合松動并進行測試的試驗臺，該試驗臺包括框架1、主系統3、驅動電機4、徑向加載裝置5和軸向加載裝置2組成，主系統3安裝在固定框架1的上部，驅動電機4通過同步帶驅動主軸11旋轉；徑向加載裝置5和軸向加載裝置2都與被測軸承座連接，位于框架1的下部。