[发明专利]一种止推滚动轴承轴向承载测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种止推滚动轴承轴向承载测试装置及方法，包括止推滚动轴承，轴向弹性环，平衡盘，推力电磁轴承，监控组件。监控组件由1/4桥II型电桥、压力传感器、电流传感器、位移传感器、温度传感器和监控器组成。平衡盘将密封座分隔为两个充满压力气的密封腔室，通过两侧压力差可粗调轴向载荷；推力电磁轴承位于平衡盘两侧，通过施加电磁力可细调轴向载荷。轴向弹性环安装于止推滚动轴承的一侧或两侧，利用1/4桥II型电桥标定应变与轴向载荷之间的关系，并利用温度传感器监测润滑油温度。

技术领域

本发明涉及止推轴承承载测试技术领域，尤其是涉及一种止推滚动轴承轴向承载测试装置及方法，用于考核止推滚动轴承的轴向承载能力，也可用于标定轴向弹性环应变与轴向载荷之间的关系，达到监测作用在止推滚动轴承上转子轴向力的目的。

背景技术

随着航空航天、国防等技术的发展，发动机日益朝着大推重比、高可靠性、高耐久性、低耗油率、低成本等方向发展，作为发动机关键组件的主轴轴承的工作条件也变得越来越苛刻，而其中具有止推作用的滚动轴承不仅要承担径向载荷，还要支承轴向载荷，其滚动体打滑、疲劳、磨损等引起的滚动轴承失效经常发生，滚动轴承一旦失效会导致系统精度降低，振动急剧加大，磨损，甚至抱轴和断轴。在航空发动机设计过程中，需要对转子轴向力进行准确计算；在航空发动机使用前或使用过程中，也需要对转子轴向力进行准确监测，以便实时监控轴向力情况，评估轴承的寿命和可靠性。

航空涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机通用规范GJB241A-2010要求，发动机压力平衡系统应提供合适的单向轴向载荷，以保证在发动机工作包线内所有功率状态下，不会因轴向力过大甚至超过滚动轴承所允许的负荷而导致轴承损伤，也不会因轴向力过小甚至方向变换而引起轴承轻载打滑蹭伤或转子蹿动，使轴承能在设计使用寿命期内满意地工作，并规定在飞行前试验阶段应完成转子轴向力分析和实测验证。

滚动轴承轴向承载的测试，一方面要考核滚动轴承轴向承载的能力，另一方面要能准确监测作用在轴承上的轴向载荷，所以需要具备能满足这两方面要求的滚动轴承轴向承载测试装置及方法。

发明内容

针对现有技术的上述需求，本发明提出了一种止推滚动轴承轴向承载测试装置及方法，可考核止推滚动轴承的轴向承载能力，也可用于标定轴向弹性环应变与轴向载荷之间的关系，达到监测作用在止推滚动轴承上转子轴向力的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种止推滚动轴承轴向承载测试装置，包括止推滚动轴承、径向滚动轴承、密封座、转轴、监控组件，其中，所述止推滚动轴承、径向滚动轴承分别设置在所述转轴的两端，用以对所述转轴进行转动支撑，且所述止推滚动轴承、径向滚动轴承分别固定设置在一轴承座内，其特征在于，

所述止推滚动轴承的一侧或两侧安装有轴向弹性环，所述轴向弹性环固定设置在所述止推滚动轴承的轴承座内；

所述转轴穿过所述密封座的两相对侧壁上的通孔，且所述转轴与每一所述通孔之间均设有密封部件，使得所述密封座的内腔整体形成为一密封腔室，所述密封腔室中至少设有一平衡盘和两个推力电磁轴承，其中，所述平衡盘固定安装在所述转轴上，并将所述密封腔室分隔为两个相互独立的且相互密封的子腔室，每一所述子腔室的壁面上分别设有一与外部压力气源连通的压力接嘴，所述外部压力气源通过两所述压力接嘴向两所述子腔室内充入压力气，通过所述平衡盘两侧的两所述子腔室内的压差施加气动载荷，粗调作用在所述止推滚动轴承上的轴向载荷；所述两个推力电磁轴承固定安装在所述密封座上，并分别布置在所述平衡盘的两侧，所述两个推力电磁轴承通过向平衡盘施加电磁力实现细调作用在所述止推滚动轴承上的轴向载荷；

所述监控组件至少包括1/4桥II型电桥、压力传感器、电流传感器、位移传感器、温度传感器和监控器，其中，