單支點(diǎn)雙排滾動軸承支撐式轉(zhuǎn)子綜合性能實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤其是涉及一種單支點(diǎn)雙排滾動軸承支撐式轉(zhuǎn)子綜合性能實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]軸承作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械中關(guān)鍵零部件之一，其性能直接影響著旋轉(zhuǎn)機(jī)械的性能與壽命。特別是在航空航天領(lǐng)域，以航空發(fā)動機(jī)主軸軸承為例，壓氣機(jī)和渦輪主軸均使用滾動軸承支承。通常在壓氣機(jī)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(fā)動機(jī)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(jīng)受大的短時過載。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上航空發(fā)動機(jī)支撐結(jié)構(gòu)都會經(jīng)過卸荷設(shè)計(jì)，對于卸荷設(shè)計(jì)后發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子上的軸向力仍然較大，則一般在一個支撐點(diǎn)上采用兩個滾動軸承并列，成為雙排滾動軸承支撐結(jié)構(gòu)，其方式主要有一個支點(diǎn)兩個滾珠軸承并用或者一個支點(diǎn)上滾珠與滾柱并用。
[0003]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(fā)展。通過對近年來眾多航空發(fā)動機(jī)主軸軸承的失效統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn):隨著軸承材料的發(fā)展，軸承鋼和更好的W或Mo系工具鋼的性能的不斷改進(jìn)，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?qū)е碌妮S承失效已經(jīng)取代軸承的疲勞破壞成為軸承的主要破壞因素，嚴(yán)重的甚至?xí)肀лS和斷軸這樣的災(zāi)難性破壞。并且現(xiàn)有的研究技術(shù)大都針對單個滾動軸承進(jìn)行研究，對于單支點(diǎn)兩個滾珠軸承并用或者單支點(diǎn)上滾珠與滾柱并用情況研究較少，特別是在高DN運(yùn)轉(zhuǎn)下軸承的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動接觸摩擦產(chǎn)生的摩擦熱以及高速旋轉(zhuǎn)時潤滑油攪拌形成的攪拌熱。因此，開展單支點(diǎn)雙排滾動軸承軸承在高DN高溫復(fù)雜工況下的振動穩(wěn)定性及軸承的動態(tài)特性研究，對提高航空發(fā)動機(jī)主軸軸承的可靠性具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種針對單支點(diǎn)雙排滾動軸承式支撐式轉(zhuǎn)子，能夠在同時承受軸向、徑向聯(lián)合重載荷及變轉(zhuǎn)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(diǎn)雙排滾動軸承支撐式轉(zhuǎn)子綜合性能實(shí)驗(yàn)裝置。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:包括實(shí)驗(yàn)臺底座、變頻電機(jī)、實(shí)驗(yàn)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(jī)安裝在實(shí)驗(yàn)臺底座上，所述的實(shí)驗(yàn)主軸支撐在兩軸承座上，與變頻電機(jī)連接;軸向加載裝置和徑向加載裝置位于兩軸承座之間；實(shí)驗(yàn)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(nèi)，軸承襯套通過螺栓安裝在實(shí)驗(yàn)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(shè)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(nèi)；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(nèi)，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(cè)的螺旋加載口內(nèi)，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。
[0005]上述的單支點(diǎn)雙排滾動軸承支撐式轉(zhuǎn)子綜合性能實(shí)驗(yàn)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(shè)有擋圈。
[0006]上述的單支點(diǎn)雙排滾動軸承支撐式轉(zhuǎn)子綜合性能實(shí)驗(yàn)裝置中，所述的加載支架上設(shè)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(shè)有回油孔。
[0007]上述的單支點(diǎn)雙排滾動軸承支撐式轉(zhuǎn)子綜合性能實(shí)驗(yàn)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(nèi)圈之間設(shè)有軸承套環(huán)。
[0008]上述的單支點(diǎn)雙排滾動軸承支撐式轉(zhuǎn)子綜合性能實(shí)驗(yàn)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(shè)有壓力傳感器。
[0009]上述的單支點(diǎn)雙排滾動軸承支撐式轉(zhuǎn)子綜合性能實(shí)驗(yàn)裝置中，還包括負(fù)載電機(jī)，負(fù)載電機(jī)與實(shí)驗(yàn)主軸背向變頻電機(jī)的一端連接;變頻電機(jī)和負(fù)載電機(jī)通過電機(jī)支座安裝在實(shí)驗(yàn)臺底座上。
[0010]上述的單支點(diǎn)雙排滾動軸承支撐式轉(zhuǎn)子綜合性能實(shí)驗(yàn)裝置中，還包括防護(hù)罩，防護(hù)罩固定安裝在實(shí)驗(yàn)臺底座上，防護(hù)罩位于實(shí)驗(yàn)主軸、兩軸承座及負(fù)載電機(jī)的外側(cè)。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)先比，本發(fā)明的有益效果是:
1.本發(fā)明能夠模擬發(fā)動機(jī)主軸雙排滾動軸承在承受軸向、徑向聯(lián)合重載荷、變轉(zhuǎn)速、高溫、高DN復(fù)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(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加載;加載方式不僅結(jié)構(gòu)簡單、易操作，而且準(zhǔn)確可靠。
[0012]2.本發(fā)明設(shè)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;本發(fā)明能夠用于模擬高溫、高DN值復(fù)雜工況下發(fā)動機(jī)主軸軸承的綜合性能，為我國航空航天領(lǐng)域高端軸承的開發(fā)提供科學(xué)技術(shù)依據(jù)和實(shí)驗(yàn)平臺支撐。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的主視圖。
[0014]圖2為本發(fā)明的軸向、徑向加載局部放大視圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的加載支架結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0017]如圖1-3所示，所述本發(fā)明包括變頻電機(jī)1、負(fù)載電機(jī)24、實(shí)驗(yàn)主軸18、兩軸承座22、實(shí)驗(yàn)臺底座20、加載支架1