[实用新型]基于风电高速轴轴承轴向加载的冲击试验台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轴承轴向加载的冲击试验台，尤其是一种基于风电高速轴轴承轴向加载的冲击试验台。

背景技术

风电齿轮箱的主要作用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。风电齿轮箱的机构采用两级行星传动加上一级平行轴传动，通常低速级和中间级的两级行星传递结构在使用过程中表现较为稳定，但是作为风电齿轮箱传动的末端，高速轴轴承受到较大的动态轴向力，且作为风电齿轮箱与发电机的中间连接端，高速轴轴承在发电开始和结束时往往需要承受较大的冲击转向载荷，出现故障的情况比较多，这种故障一般表现为轴承轴向窜动严重，滚道润滑不充分，温度异常，轴承滚子表面软化形成点蚀剥落甚至碎裂，为避免上述问题，一般需要对设计生产的风电高速轴轴承进行轴向加载条件下的冲击试验，通过对轴承使用过程中受到的冲击载荷模拟来验证其品质的可靠性。

传统的轴承试验装置通常会对轴承进行轴向、径向或者复合的加载，并在加载条件下进行疲劳寿命试验，而在轴承的实际使用过程中发现轴承很难达到实验室环境下所做的疲劳寿命，这因为常规的轴承疲劳寿命试验装置只能采用固定旋转负载模拟装置如惯性轮、刹车，某些试验装置为了节约能效采用电封闭技术实施，但是由于发电机的频响特性，电封闭装置只能模拟出变化特性较慢的负载曲线，而无法做到轴承转动过程中的冲击载荷试验，因此常规疲劳寿命试验只能做出轴承在负载变化特性不大情况下的使用寿命，此外，现有的轴承轴向加载技术一般包括液压加载、气动加载、机械加载，液压加载的功率较大，加载曲线精确，但是频响较差，实施成本高，气动加载的加载过程特性不可控且气动元件的易损，机械加载可以实现较为精确的加载且频响较好，但是加载装置的搭建需要占用一定的空间且柔性较差，对于不同的试验对象需要采用不同的工装进行方案实施。

发明内容

为了克服现有的轴承试验装置无法对轴承进行冲击载荷模拟、轴承轴向加载装置实施复杂、成本较高的不足，本实用新型提供一种有效模拟旋转冲击载荷、轴承轴向加载便捷、降低成本的基于风电高速轴轴承轴向加载的冲击试验台。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种基于风电高速轴轴承轴向加载的冲击试验台，包括基座台、驱动电机、飞轮、离合器、旋转主轴、主试轴承、轴向加载装置和磁粉制动器，所述驱动电机安装在基座台一端，所述驱动电机输出轴与所述飞轮中心轴的一端连接，所述离合器通过支架安装在基座台上，所述飞轮中心轴的另一端与离合器的输入端连接，所述离合器的输出端与所述旋转主轴的一端连接，所述磁粉制动器安装在基座台另一端，所述旋转主轴另一端与磁粉制动器的制动轴连接，所述主试轴承安装在所述旋转主轴上并固定在所述基座台上；

所述轴向加载装置包括环形磁钢、环形电磁铁、直线滑轨和直线电机，所述环形磁钢套装在所述旋转主轴的上，所述直线滑轨安装在基座台上，所述环形电磁铁可左右滑动的安装在所述直线滑轨上，所述旋转主轴同轴心穿过所述环形电磁铁的中心环，所述直线电机安装在基座台上，直线电机的输出轴与所述环形电磁铁的基座固定连接，所述直线电机的输出轴与所述环形电磁铁沿所述直线导轨方向实现联动。

进一步，所述旋转主轴中间加工有一个轴向加载台阶，所述轴向加载台阶与所述主试轴承内圈外侧贴合，通过轴向加载台阶的挤压作用向主试轴承施加轴向力，轴向加载台阶的边缘外径应大于主试轴承的内圈内径且小于内圈的外径。

更进一步，所述冲击试验台还包括陪试轴承，陪试轴承安装在所述旋转主轴的一端并固定在所述基座台上，所述陪试轴承位于所述离合器和所述主试轴承之间。该优选方案中，采用一个陪试轴承，能够提供更好的测试环境，优选的，所述陪试轴承与主试轴承的型号一致。

优选的，所述环形电磁铁采用直流供电，磁场方向为沿着旋转主轴的中心轴方向，所述环形电磁铁可以通过改变直流电流的正、负极流向来改变磁场的南、北极方向。

优选的，所述磁粉制动器尾部安装有风冷式散热器，用以对磁粉制动器进行降温，防止制动器内部的磁粉温度过高而失效，作为优选的另一种方案，当试验台进行300%的超负荷冲击试验时，所述磁粉制动器尾部需要安装水冷式散热器，通过循环水冷用以降温冷却。

本实用新型的技术构思为：通过飞轮和离合器的加载模拟轴承冲击加速过程，通过磁粉制动器可编程制动实现轴承冲击减速过程，采用环形电磁铁和环形磁钢的电磁相互作用对轴承实现轴向加载。