润滑科技信息平台

专利摘要

本发明公开了一种盾构主轴承温度场测试系统及方法，包括待测主轴承、主轴承固定座、加载系统、驱动系统、基座、加载盘、润滑系统和控制柜，待测主轴承转动安装于主轴承固定座的主轴承安装腔中；驱动系统、加载系统、润滑系统分别与控制柜电连接，驱动系统用于驱动待测主轴承转动，加载系统包括轴向加载装置、径向加载装置和倾覆力矩加载系统，润滑系统包括注油泵和注油管，主轴承固定座的轴向槽中安装有温度传感器，密封后盖板的圆筒上安装有润滑油喷嘴。本发明可以研究在单作用载荷或多种载荷耦合作用下主轴承温度场的分布特性，也可以研究在不同转速、良好润滑、润滑失效、无润滑状态下主轴承温度场的分布特性。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201911021122.8
申请日期:
2019-10-25
专利申请人:
中铁工程服务有限公司 ; 西南交通大学
分类号:
G01K13/08 ; G01M13/04 ; G05D27/02
发明/设计人:
段文军，莫继良，章龙管，李恒，曹伟，范志勇，杨鹏，冯赟杰，张成帆，王好平，周仲荣
权利要求: 1.一种盾构主轴承温度场测试系统，包括待测主轴承(1)，所述待测主轴承(1)内部具有内齿圈，所述内齿圈上呈圆周连续分布有内齿，其特征在于：还包括主轴承固定座(2)、加载系统、驱动系统(4)、基座(5)、加载盘(6)、润滑系统(7)和控制柜(8)，所述主轴承固定座(2)、驱动系统(4)、加载系统、润滑系统(7)安装于基座(5)上，所述主轴承固定座(2)中心贯穿开有通孔(21)，所述主轴承固定座(2)具有与通孔(21)相连通的主轴承安装腔(22)，所述待测主轴承(1)转动安装于主轴承固定座(2)的主轴承安装腔(22)中；所述驱动系统(4)、加载系统、润滑系统(7)分别与控制柜(8)电连接，所述驱动系统(4)用于驱动待测主轴承(1)转动，所述加载系统包括轴向加载装置(3)、径向加载装置(11)和倾覆力矩加载系统，所述待测主轴承(1)上平行对应设有加载盘(6)，所述加载盘(6)中心与待测主轴承(1)中心对应，所述轴向加载装置(3)用于轴向作用于加载盘(6)以实现对待测主轴承(1)的轴向加载，所述径向加载装置(11)用于径向作用于加载盘(6)以实现对待测主轴承(1)的径向加载，所述倾覆力矩加载系统由两个倾覆力矩加载装置(12)组成，两个倾覆力矩加载装置(12)对应设于加载盘(6)两侧，所述倾覆力矩加载系统的两个倾覆力矩加载装置(12)分别对称作用于加载盘(6)两侧以实现对待测主轴承(1)的倾覆力矩加载；所述润滑系统(7)包括注油泵和与注油泵相连接的注油管，所述主轴承固定座(2)的主轴承安装腔(22)呈圆周均匀分布设有轴向槽(23)，所述轴向槽(23)中安装有温度传感器，所有温度传感器均与控制柜(8)电连接，所述待测主轴承(1)两侧分别安装有密封前盖板(9)和密封后盖板(10)，所述密封后盖板(10)具有伸入待测主轴承(1)的内齿圈中的圆筒(101)，所述圆筒(101)上安装有与注油管相连通的润滑油喷嘴(102)。2.按照权利要求1所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述驱动系统(4)包括驱动支承座(47)、电机(41)和减速机(42)，所述电机(41)与控制柜(8)电连接，所述驱动支承座(47)固定安装于基座(5)上，所述电机(41)、减速机(42)固定安装于驱动支承座(47)顶部，所述电机(41)与减速机(42)对应动力连接，所述减速机(42)的动力轴通过联轴器(43)动力连接有驱动轴(44)，所述驱动支承座(47)顶部固定有轴承座(45)，所述驱动轴(44)转动安装于轴承座(45)上，所述驱动轴(44)穿过圆筒(101)，所述圆筒(101)内部设有与驱动轴(44)相配合的轴承，所述驱动轴(44)端部固定有驱动齿轮(46)，所述驱动齿轮(46)与待测主轴承(1)的内齿圈的内齿齿轮啮合。3.按照权利要求1或2所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述润滑油喷嘴(102)的数量为四个，四个润滑油喷嘴(102)均匀安装于圆筒(101)上，所述润滑油喷嘴(102)与待测主轴承(1)的内齿圈的内齿齿轮相对应。4.按照权利要求1所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述轴向加载装置(3)包括油缸支承架A(310)、轴向加载油缸(31)、压力传感器A(34)、对中加载装置(37)和球状加载头(36)，所述油缸支承架A(310)固定于基座(5)上，所述轴向加载油缸(31)固定安装于油缸支承架A(310)顶部，所述轴向加载油缸(31)与控制柜(8)电连接，所述轴向加载油缸(31)具有轴向加载杆，所述轴向加载油缸(31)的轴向加载杆上安装有安装法兰A(33)，所述安装法兰A(33)上安装有压力传感器A(34)，所述压力传感器A(34)与控制柜(8)电连接，所述球状加载头(36)对应安装于压力传感器A(34)上；所述加载盘(6)中心安装有轴承固定座(38)，所述轴承固定座(38)内部中心安装有圆锥滚子轴承(311)，所述对中加载装置(37)与轴承固定座(38)对应安装，所述对中加载装置(37)与圆锥滚子轴承(311)内圈相配合，所述对中加载装置(37)具有与球状加载头(36)相配合的半球孔。5.按照权利要求1所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述径向加载装置(11)包括油缸支架(117)、径向加载油缸(111)、压力传感器B(114)和径向加载头(116)，所述油缸支架(117)固定于基座(5)上，所述径向加载油缸(111)固定安装于油缸支架(117)上，所述径向加载油缸(111)与控制柜(8)电连接，所述径向加载油缸(111)具有径向加载杆，所述径向加载油缸(111)的径向加载杆上安装有安装法兰B(113)，所述安装法兰B(113)上安装有压力传感器B(114)，所述压力传感器B(114)与控制柜(8)电连接，所述径向加载头(116)对应安装于压力传感器B(114)上；所述加载盘(6)外边缘沿圆周设有径向加载滚道，所述径向加载头(116)上设有与径向加载滚道相配合的径向加载滚子。6.按照权利要求1所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述倾覆力矩加载装置(12)包括油缸支承架B(122)、倾覆力矩加载油缸(121)、压力传感器C(125)和倾覆力矩加载头(127)，所述油缸支承架B(122)固定于基座(5)上，所述倾覆力矩加载油缸(121)固定安装于油缸支承架B(122)顶部，所述倾覆力矩加载油缸(121)与控制柜(8)电连接，所述倾覆力矩加载油缸(121)具有力矩加载杆，所述倾覆力矩加载油缸(121)的力矩加载杆上安装有安装法兰C(124)，所述安装法兰C(124)上安装有压力传感器C(125)，所述压力传感器C(125)与控制柜(8)电连接，所述倾覆力矩加载头(127)对应安装于压力传感器C(125)上；所述加载盘(6)靠近外边缘呈圆周设有力矩加载滚道，所述倾覆力矩加载头(127)上设有与力矩加载滚道相配合的力矩加载滚子。7.按照权利要求4所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述安装法兰A(33)螺纹安装于轴向加载油缸(31)的轴向加载杆上并通过锁紧螺母A(32)锁紧；所述球状加载头(36)螺纹安装于压力传感器A(34)上并通过锁紧螺母B(35)锁紧；所述对中加载装置(37)末端通过放松脱螺母(39)连接固定于轴承固定座(38)上。8.按照权利要求5所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述安装法兰B(113)螺纹安装于径向加载油缸(111)的径向加载杆上并通过锁紧螺母C(112)锁紧；所述径向加载头(116)螺纹连接于压力传感器B(114)上并通过锁紧螺母D(115)锁紧。9.按照权利要求6所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述安装法兰C(124)螺纹安装于倾覆力矩加载油缸(121)的力矩加载杆上并通过锁紧螺母E(123)锁紧；所述倾覆力矩加载头(127)螺纹连接于压力传感器C(125)上并通过锁紧螺母F(126)锁紧。10.一种盾构主轴承温度场测试方法，其特征在于：其方法如下：A、通过控制柜(8)启动驱动系统(4)，让驱动系统(4)驱动待测主轴承(1)转动；通过控制柜(8)控制润滑系统(7)的注油泵工作，注油泵经过注油管、润滑油喷嘴(102)向待测主轴承(1)的内齿圈喷出润滑油；A1、待测主轴承(1)的横向加载单独进行：通过轴向加载装置(3)对待测主轴承(1)施加横向加载，控制柜(8)记录压力传感器A(34)反馈的横向加载反作用力；同时主轴承固定座(2)的主轴承安装腔(22)的所有温度传感器分别监测待测主轴承(1)的温度值并及时反馈至控制柜(8)，此时即可得到待测主轴承(1)在仅横向加载情况下的温度场数据；调节轴向加载装置(3)的推力并加至最大值，模拟待测主轴承(1)所承受推进的最大压力值，同时得到该情况下的温度场数据；A2、待测主轴承(1)的径向加载单独进行：通过径向加载装置(11)对待测主轴承(1)施加径向加载，控制柜(8)记录压力传感器B(114)反馈的径向加载反作用力；同时主轴承固定座(2)的主轴承安装腔(22)的所有温度传感器分别监测待测主轴承(1)的温度值并及时反馈至控制柜(8)，此时即可得到待测主轴承(1)在仅径向加载情况下的温度场数据；调节径向加载装置(11)的推力并加至最大值，模拟待测主轴承(1)所承受径向的最大压力值，同时得到该情况下的温度场数据；A3、待测主轴承(1)的倾覆力矩加载单独进行：通过倾覆力矩加载装置(12)对待测主轴承(1)施加倾覆力矩加载，控制柜(8)记录压力传感器C(125)反馈的倾覆力矩加载反作用力；同时主轴承固定座(2)的主轴承安装腔(22)的所有温度传感器分别监测待测主轴承(1)的温度值并及时反馈至控制柜(8)，此时即可得到待测主轴承(1)在仅倾覆力矩加载情况下的温度场数据；调节倾覆力矩加载装置(12)的推力并加至最大值，模拟待测主轴承(1)所承受的最大倾覆力矩值，同时得到该情况下的温度场数据；A4、待测主轴承(1)的横向加载、径向加载、倾覆力矩加载同步组合进行：通过轴向加载装置(3)对待测主轴承(1)施加横向加载，控制柜(8)记录压力传感器A(34)反馈的横向加载反作用力；通过径向加载装置(11)对待测主轴承(1)施加径向加载，控制柜(8)记录压力传感器B(114)反馈的径向加载反作用力；通过倾覆力矩加载装置(12)对待测主轴承(1)施加倾覆力矩加载，控制柜(8)记录压力传感器C(125)反馈的倾覆力矩加载反作用力；同时主轴承固定座(2)的主轴承安装腔(22)的所有温度传感器分别监测待测主轴承(1)的温度值并及时反馈至控制柜(8)，此时即可得到待测主轴承(1)在横向加载、径向加载、倾覆力矩加载共同作用下的温度场数据。