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专利号: 2020107560141
申请人: 沈阳建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于低温真空环境的陶瓷滚子轴承的加载及测试系统,其特征在于:包括外壳、主轴驱动控制装置、加载装置、低温真空冷却系统、数据监测系统、主控机、真空机、变频器、驱动电机,外壳上开有真空抽气孔,真空机、变频器、驱动电机与主控机电连接,主控机内置可编辑控制器,所述主轴驱动控制装置包括测试主轴,测试主轴水平设置在外壳内部的低温真空腔内,测试主轴一端连接有锥形连接轴,锥形连接轴穿过外壳与驱动电机主轴连接,所述锥形连接轴和外壳间设置有密封圈,将外壳内部密封为一个密封结构;测试主轴另一端设置有加载轴承;测试主轴外部套设有轴模块,测试轴承套设在轴模块外部,测试轴承外部套设有固定锥夹;所述测试轴承一端面与测试主轴的轴肩间设置有套筒,测试轴承另一端面与锥形连接轴端面间设置有轴承挡圈;

所述加载装置包括工作台、横向加载机构和纵向加载机构,外壳放置在工作台上,横向加载机构包括轴向加载液压缸,设置在外壳外部,轴向加载液压缸的活塞杆的径向端面与外壳侧面接触,其活塞杆与测试主轴同轴;纵向加载机构包括纵向加载液压缸,设置在外壳外部,纵向加载液压缸的径向端面与外壳底面接触,其活塞杆与测试主轴垂直,与固定锥夹位置相对应,能够自下向上对测试轴承施加载荷;轴向加载液压缸顶住外壳左侧,加载时低温真空腔推动测试主轴向左移动,测试轴承与加载轴承之间通过轴套将力传递给测试轴承,从而实现轴向力的加载;径向加载液压缸在加载时顶住固定锥夹,通过固定锥夹将径向力传递给测试轴承;

所述低温真空冷却系统包括内嵌在外壳上的液氮通道、真空腔温度传感器和真空度传感器,低温真空腔右下方预留有测试孔,真空腔温度传感器封装在测试孔内,与主控机的可编程控制器电连接;真空度传感器安装在低温真空腔内部,与主控机的可编程控制器电连接;

所述数据监测系统包括与主控机的可编辑控制器电连接的测试轴承温度传感器、速度传感器、振动传感器、噪声传感器,轴承温度传感器使用非接触式温度传感器,封装在预留在低温真空腔右下方的测试孔内,速度传感器与变频器和主控机电连接,采用激光非接触式速度传感器;振动传感器安装于真空腔的外部,噪声传感器封装在预留在低温真空腔右下方的测试孔内;

所述轴模块包括内套和轴承配合内套,内套外表面和轴承配合内套内表面通过齿和凹槽的啮合实现配合连接;

所述液氮通道是内嵌入低温空腔外部的液氮循环沟道,低温真空腔内的温度最低可达‑130℃。

2.根据权利要求1所述的一种用于低温真空环境的陶瓷滚子轴承的加载及测试系统,其特征在于:所述工作台上设置有支撑架,支撑架设置在驱动电机主轴外部,支撑架和驱动电机主轴间设置有支撑轴承。

3.一种低温真空环境的陶瓷滚子轴承的加载及测试方法,采用权利要求1 2任一项所~

述的一种用于低温真空环境的陶瓷滚子轴承的加载及测试系统进行,其特征在于:具体包括以下步骤:

步骤一:使驱动电机主轴旋转,在运行过程中,将轴模块、测试轴承、固定锥夹放入低温真空腔内后密封,采用真空机真空,保证测试轴承的真空测试环境;

步骤二:将液氮通入液氮通道进行降温,保证测试轴承的低温测试环境;

步骤三:通过轴向加载液压缸和/或径向加在液压缸对测试轴承施加载荷,真空腔温度传感器、轴承温度传感器、真空度传感器、噪声传感器、振动传感器、速度传感器将采集的信号传递给可编辑控制器,可编辑控制器传递给主控机,根据实验条件主控机对反馈的数据进行分析并处理,实现对测试轴承应力应变、振动、噪声、转速的数据采集与测量。