[发明专利]一种轴承试验台及其轴承试验方法

说明书

本发明提供了一种轴承试验台，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；主试侧装置包括主试盾体和主试驱动，并设计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；陪试侧装置包括陪试盾体和陪试驱动，并设计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；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；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；控制系统包括驱动控制系统、液压控制系统、PLC和上位机，驱动控制系统用于控制主试驱动及陪试驱动，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、液压控制系统均通过PLC与上位机连接。

技术领域

本发明涉及轴承测试技术领域，具体地，涉及一种轴承试验台及其轴承试验方法。

背景技术

轴承是一种低速重载轴承，是掘进机的关键部件。多个电机经过多级减速、齿圈啮合连接到轴承，然后驱动刀盘旋转，实施隧道挖掘作业。轴承的性能对于掘进的效率和安全性至关重要。掘进机工况的复杂多变导致轴承在运行中经常承受着剧烈变化的载荷，因此轴承若能经过等效工况载荷的测试，可提高轴承的可靠性，并为轴承设计提供数据支持。

轴承工况模拟试验台的目的是模拟掘进机在实际施工遇到的不同工况，获取不同工况下的轴承状态，评估轴承的运行稳定性和可靠性。

轴承试验平台已经存在较多种类和方案，但轴承工况模拟试验台比较少见。目前这些轴承试验平台主要存在以下不足：

1)试验台多为缩尺或减功率试验台，没有大功率、灵活可调的陪试驱动，无法提供足够的载荷，无法完全模拟实际工况。

2)只有主试侧与掘进机的轴承应用相似，配置了盾体、多级减速机和驱动电机等，只能固定一侧为主试侧，另一侧为陪试侧。不能实现一个试验台测试两个轴承。

3)没有考虑能量回馈或者使用价格高昂的四象限变频器实现能量回馈。

4)考虑到以上问题，本发明设计的掘进机工况模拟试验台通过电气控制方法可实现大功率加载载荷灵活可调、主试陪试双侧切换功能、主试陪试驱动能量回馈再利用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种轴承试验台。

为实现上述目的，本发明提供了一种轴承试验台，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。

可选的，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。