[发明专利]一种卡盘夹紧的顶轴式多规格滚动轴承故障模拟实验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种滚动轴承实验台，尤其涉及一种卡盘夹紧的顶轴式多规格滚动轴承故障模拟实验台。

背景技术

滚动轴承是现代机械设备中一种非常重要的标准零件，其支撑着机械设备中的旋转轴，并起着降低旋转运动摩擦系数和保证回转精度的作用。在很多情况下，滚动轴承运行环境为高温、高转速或者变转速、重载荷或者变载荷工况，如高速列车、风力发电机、矿山机械与汽车等；此外，滚动轴承还可能会运行于润滑不良、异物侵入等恶劣工况下。这些因素使得滚动轴承容易出现点蚀、裂纹、磨损或者剥落等损伤，而滚动轴承损伤最终又会引发机械设备故障，其后果轻则使得设备停机，造成经济损失，重则导致安全事故。因此，有必要研究或者探索行之有效的滚动轴承状态监测与故障预测、诊断方法，以提高机械设备的运行效率与生产效益。而为达到研究或者探索的目的，则通常需要构建一套合适的滚动轴承故障模拟实验台。

滚动轴承安装基本上都是外圈固定、内圈可旋转，但滚动轴承一旦安装之后，安装机构就很难改变。由于滚动轴承的规格非常多，宽度与内、外圈直径不尽相同，设计加工出的一个特定安装机构通常只适用于某一规格的滚动轴承。这使得目前大多数的滚动轴承故障模拟实验台通常只能对某一规格的滚动轴承进行实验。而若要在这些实验台上对其它规格的滚动轴承进行实验，则需对滚动轴承的安装机构进行大幅度改动，时间与经济成本较高。

发明内容

针对现有的滚动轴承故障模拟实验台难以对多规格滚动轴承进行实验的局限性，本发明的目的在于提供一种卡盘夹紧的顶轴式多规格滚动轴承故障模拟实验台，本发明利用两个可更换的顶轴和三爪卡盘的组合来对多规格的滚动轴承进行安装，从而对滚动轴承进行故障模拟实验，其结构简单、拆装方便。

本发明采用的技术方案是：

一种卡盘夹紧的顶轴式多规格滚动轴承故障模拟实验台，其特征在于：包括基座台、驱动电机、第一套轴、第一顶轴、实验滚动轴承、三爪卡盘、第二顶轴、第二套轴、转矩转速仪和磁粉制动器；第一顶轴的花键轴与第一套轴一端的花键孔配合，第二顶轴的花键轴与第二套轴一端的花键孔配合，第一顶轴、第二顶轴的阶梯轴顶住实验滚动轴承内圈；第一套轴的另一端贯穿第一带座轴承，通过第一弹性联轴器与驱动电机伸出轴相连；第二套轴的另一端贯穿第二带座轴承，通过第二弹性联轴器与转矩转速仪一端伸出轴相连，矩转速仪另一端伸出轴通过第三弹性联轴器与磁粉制动器伸出轴相连；三爪卡盘安装在卡盘架上，三爪卡盘的卡爪夹紧实验滚动轴承的外圈；驱动电机和第一带座轴承安装在驱动端底座上，第二带座轴承、转矩转速仪和磁粉制动器安装在加载端底座上，驱动端底座、卡盘架和加载端底座安装在基座台上。

进一步地，所述基座台上加工有T形槽。

进一步地，所述驱动电机内部安装有光电编码器。

进一步地，所述第一顶轴与所述第二顶轴阶梯轴的直径与所述实验滚动轴承的内径相同，阶梯轴的长度之和小于所述实验滚动轴承的宽度；所述第一顶轴与所述第二顶轴可以更换为花键轴尺寸相同但阶梯轴尺寸不同的顶轴。

优选地，所述实验台还包括电气控制系统，所述电气控制系统包括整流模块、变频器、控制单元、可编程逻辑控制器、第一工控机和张力控制器；整流模块与变频器连接，所述驱动电机连接到变频器上，变频器连接到控制单元上，控制单元与可编程逻辑控制器连接，可编程逻辑控制器与第一工控机连接；张力控制器与所述磁粉制动器连接。

优选地，所述实验台还包括测试系统，所述测试系统包括振动传感器、光电隔离器、模拟量输入模块、数字量I/O模块、机箱和第二工控机；振动传感器安装在所述三爪卡盘的卡爪上，并与模拟量输入模块连接，所述转矩转速仪经由光电隔离器与数字量I/O模块连接，模拟量输入模块、数字量I/O模块安装在机箱上，机箱与第二工控机连接。

本发明具有的有益效果是：

1、两个顶轴结构简单，加工与拆装方便，通过更换不同尺寸的顶轴，可以安装不同内径规格的滚动轴承，三爪卡盘则可以夹持不同外径规格的滚动轴承，因而实验台能够对多规格的滚动轴承进行实验。

2、驱动端底座、卡盘架和加载端底座均可以在基座台上沿着T形槽移动，因此能够方便地安装与拆卸实验滚动轴承。

3、为滚动轴承状态监测与故障预测、诊断方法的研究与探索提供了一个良好的实验平台。

附图说明

图1是本发明的等轴侧视图；

图2是本发明的正视图；

图3是本发明的实验滚动轴承内圈安装的爆炸图；