[发明专利]高速铁路轴承配合松动模拟试验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对滚动轴承内圈与轴颈配合松动进行测试的实验装置，具体的说，涉及一种模拟高速铁路轴承内圈与轴颈配合松动并进行测试的试验台。

背景技术

随着高速铁路的飞速发展，其安全性越来越被人们所关注，高速铁路滚动轴承是铁路车辆重要的行走支撑部件，其内圈与主轴轴颈配合的松动是引发热切轴等故障的主要原因之一，由于在配合区域不能直接测量实际应力应变值，所以很难在松动发生的初期进行预警，我国在现阶段只能对客车滚动轴承用红外线探测轴温的方法进行在线运行状态监测，但温升是轴承故障的晚期症状，温升达到一定值后，可能在短时间内发生热切轴现象，因此必须对该松动故障过程进行试验分析，找出改故障的特征，为松动故障的故障机理分析和非线性动力学研究提供相关实验数据。

现有的轴承试验装置大都是对轴承性能和寿命进行测试，对于轴承内圈与轴颈的配合松动没有专门的试验台，因此急需设计一种能够模拟该松动故障的试验台，再现配合松动时的异常发热现象，为避免切轴及脱轨等重大事故提供技术储备。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够模拟高速铁路轴承内圈与轴颈配合松动并进行测试的试验台。

本发明的技术方案是：一种模拟高速铁路轴承内圈与轴颈配合松动并进行测试的试验台，其特征在于：该试验台包括框架、主系统、驱动电机、径向加载装置和轴向加载装置，所述的主系统安装在固定框架的上部，主系统包括支撑轴承、主轴和被测轴承，主系统为悬臂结构，同步带轮位于主轴的中间，支撑轴承和被测轴承安装位各有两个，均布于主轴的两侧，支撑轴承座设于被测轴承安装位和同步带轮之间，被测轴承位于主轴的末端，主轴由驱动电机通过同步带驱动旋转；所述的径向加载装置和轴向加载装置均与被测轴承座连接，位于框架的下部。

优选的是，所述的主系统包括支撑轴承、主轴和被测轴承，两只被测轴承内圈与主轴轴颈的配合不同，一只为过盈配合，另一只为过渡配合，两只被测轴承座上分别设有温度传感器、轴承内圈转速传感器、加速度传感器，主轴上设有转速传感器。

优选的是，所述的径向加载装置包括1级杠杆、2级杠杆、加载砝码，1级杠杆与测试轴承座之间有调节机构，1级杠杆和2级杠杆之间的连杆有导向机构，两只被测轴承的径向加载装置对称分布。

优选的是，所述的轴向加载装置包括滑轮机构、1级杠杆、2级杠杆、加载砝码、砝码托盘、双滑块机构、丝杆、步进电机，加载砝码为两只，滑轮机构与测试轴承座之间有钢丝绳张紧机构，1级杠杆和2级杠杆之间的连杆有导向机构，两只被测轴承的径向加载装置对称分布，两侧的砝码托盘、双滑块机构、丝杆由同一步进电机驱动。

本发明与现有技术相比的有益效果为：

本试验台采用砝码-杠杆系统进行加载，成本低易于实现，轴向加载可通过其中的步进电机、丝杆、双滑块机构实现分级加载，对应于实际高速列车直线、弯道、岔道三种运行状态。

主轴与两只被测轴承的不同配合能够模拟高速铁路轴承内圈与轴颈配合松动并进行对比测试，可再现配合松动时的异常发热现象，可对主轴的转速，轴承的温度、内圈转速、加速度信号进行监测，为松动故障的故障机理分析和非线性动力学研究提供相关实验数据。

附图说明

 图1为本发明的试验台整体结构示意图；

 图2为本发明的试验台主系统结构示意图；

 图3为本发明的试验台径向加载装置结构示意图；

图4为本发明的试验台轴向加载装置结构示意图；

 图中，1-框架，2-轴向加载装置，3-主系统，4-驱动电机，5-径向加载装置，6-加速度传感器，7-温度传感器，8-内圈转速传感器，9-支撑轴承，10-同步带轮，11-主轴，12-被测轴承，13-调节机构，14-1级杠杆，15-连杆，16-导向机构，17-2级杠杆，18-加载砝码，19-张紧机构，20-滑轮机构，21-1级杠杆，22-连杆，23-导向机构，24-2级杠杆，25-加载砝码，26-砝码托盘，27-双滑块机构，28-丝杆，29-步进电机。

具体实施方式

 参见图1，一种模拟高速铁路轴承内圈与轴颈配合松动并进行测试的试验台，该试验台包括框架1、主系统3、驱动电机4、径向加载装置5和轴向加载装置2组成，主系统3安装在固定框架1的上部，驱动电机4通过同步带驱动主轴11旋转；径向加载装置5和轴向加载装置2都与被测轴承座连接，位于框架1的下部。