[发明专利]一种轴承试验台及其轴承试验方法

权利要求书

1.一种轴承试验台，其特征在于，包括主试侧装置、陪试侧装置、轴向加载装置、径向加载装置和控制系统；

所述主试侧装置包括主试盾体和主试驱动，所述主试盾体上设有主试轴承安装接口，主试轴承的外圈与主试盾体固连而其内圈与主试驱动固连；

所述陪试侧装置包括陪试盾体和陪试驱动，所述陪试盾体上设有陪试轴承安装接口，陪试轴承的外圈与陪试盾体固连而其内圈与陪试驱动固连，且陪试轴承的内圈通过连接法兰与主试轴承的内圈固连；

所述轴向加载装置用于对主试轴承和陪试轴承进行轴向力加载；

所述径向加载装置用于对主试轴承和陪试轴承进行径向力加载；

所述控制系统包括驱动控制系统和液压控制系统、PLC和上位机，所述驱动控制系统用于控制主试驱动及陪试驱动，所述液压控制系统用于控制轴向加载装置和径向加载装置，且驱动控制系统和液压控制系统均与PLC连接，PLC与上位机连接。

2.根据权利要求1所述的轴承试验台，其特征在于，所述驱动控制系统包括主试变频器和陪试变频器，所述主试变频器用于控制主试驱动，并与PLC之间进行信号的相互传输；所述陪试变频器用于控制陪试驱动，并与PLC之间进行信号的相互传输；

所述主试变频器包括主试逆变单元，所述主试逆变单元用于控制主试驱动；

所述陪试变频器包括陪试逆变单元，所述陪试逆变单元用于控制陪试驱动；

所述主试逆变单元与陪试逆变单元采用共直流母线与整流单元连接，并通过整流单元与电网相连；所述整流单元用于将电网的定频交流电转换成直流电。

3.根据权利要求2所述的轴承试验台，其特征在于，所述主试变频器和陪试变频器均设置为二象限变频器。

4.根据权利要求3所述的轴承试验台，其特征在于，所述主试驱动包括主试电机和主试电机编码器，所述主试电机、主试电机编码器采用信号与主试变频器连接，上位机通过PLC控制主试电机运行，主试电机编码器将主试电机的运行情况反馈至主试逆变单元，主试逆变单元自动调整电机参数，以形成主试闭环控制系统。

5.根据权利要求3所述的轴承试验台，其特征在于，所述陪试驱动包括陪试电机和陪试电机编码器，所述陪试电机、陪试电机编码器采用信号与陪试变频器连接，上位机通过PLC控制陪试电机运行，陪试电机编码器将陪试电机的运行情况反馈至陪试逆变单元，陪试逆变单元自动调整电机参数，以形成陪试闭环控制系统。

6.根据权利要求1所述的轴承试验台，其特征在于，所述轴向加载装置包括多个沿圆周方向分布的轴向油缸，多个轴向轴油的一端均与主试盾体铰接而另一端均与陪试盾体铰接；

所述径向加载装置包括多个沿水平方向分布的径向油缸，多个径向油缸的一端均与陪试盾体铰接。

7.根据权利要求6所述的轴承试验台，其特征在于，所述液压控制系统包括与轴向油缸采用一一对应设置的多个第一比例减压阀和第一压力传感器、以及与径向油缸采用一一对应设置的多个第二比例减压阀和第二压力传感器，所述第一压力传感器用于对轴向油缸的内压进行检测，所述第一比例减压阀用于根据第一压力传感器所检测到的数据控制轴向油缸内的油压；所述第二压力传感器用于对径向油缸的内压进行检测，所述第二比例减压阀用于根据第二压力传感器所检测到的数据控制径向油缸内的油压。

8.一种轴承试验的方法，其特征在于，应用权利要求1-8任意一项所述的轴承试验台对大直径重载轴承进行工况模拟型式试验的具体步骤如下：

步骤1、确定型式试验总时间:根据轴承设计载荷谱每种工况的时间占比，计算每种工况的运行时间；

步骤2、根据试验台结构，计算每种工况下轴向和径向油缸的加载力；

步骤3、调节轴向径向油缸达到工况一要求值，启动主试侧驱动系统，轴承转速缓慢增加至工况一要求值，通过陪试侧电机施加反扭矩，达到工况一要求值，然后连续运行达到工况一要求运行时间；

步骤4、按步骤3依次完成所有工况的运行，运行过程中关注控制系统信号是否有异常；

步骤5、拆解主试轴承，检查滚动体、滚道等部位是否有异常，以此来验证轴承性能是否满足设计要求。

9.一种轴承试验的方法，其特征在于，应用权利要求1-8任意一项所述的轴承试验台对大直径重载轴承进行工况模拟加速疲劳寿命试验的具体步骤如下：

步骤1、根据轴承设计载荷谱和设计寿命，计算轴承加速工况的轴向力、径向力、倾覆力矩、扭矩、转速以及等效加速时间，并通过工程计算以及仿真分析验证加速试验工况载荷的合理性，即加速载荷条件下不改变轴承的失效模式；

步骤2、计算加速工况下轴向和径向油缸的加载力；

步骤3、调节轴向径向油缸达到加速工况要求值，启动主试侧驱动系统，轴承转速缓慢增加至加速工况要求值，通过陪试侧电机施加反扭矩，达到加速工况要求值，然后连续运行达到等效加速时间；

步骤4、试验台运行过程中关注控制系统信号是否有异常；

步骤5、加速疲劳试验完成后，拆解主试轴承，检查轴承的疲劳失效情况，判断轴承是否达到设计寿命要求以及评估轴承的实际使用寿命。