[发明专利]内外圈旋转下的中介轴承润滑结构的润滑性能观测试验装置及方法

权利要求书

1.一种内外圈旋转下的中介轴承润滑结构的润滑性能观测试验装置，其特征在于，内外圈旋转下的中介轴承润滑结构的润滑性能观测试验装置包括内圈驱动系统(1)、外圈驱动系统(2)、中介轴承系统(3)、喷油系统(4)、回油系统(5)、测温系统(6)、中介轴承套筒支撑系统(7)、观测系统(8)、箱体(9)和试验台底座(10)；内圈驱动系统(1)、箱体(9)和观测系统(8)依次安装于试验台底座(10)上；

箱体(9)包括箱体左端盖(91)、壳体(92)和箱体右玻璃端盖(93)；壳体(92)为上下分体式结构，安装于试验台底座(10)上，其两端分别连接箱体左端盖(91)和箱体右玻璃端盖(93)；中介轴承系统(3)、回油系统(5)、测温系统(6)、中介轴承套筒支撑系统(7)均安装于箱体(9)内部；壳体(92)顶端设有缺口用于固定外圈驱动系统(2)；箱体左端盖(91)上部钻有通孔用于连接喷油系统(4)，运输润滑油；箱体右玻璃端盖(93)用于观察壳体(92)被测轴承各接触面间的运动状态；

内圈驱动系统(1)主要由电机底座(11)、伺服电机a(12)、联轴器a(13)、支撑轴承座系统(14)和阶梯主轴(15)组成；阶梯主轴(15)一端通过联轴器a(13)与伺服电机a(12)连接，另一端连接中介轴承(32)的内圈；阶梯主轴(15)上安装支撑轴承座系统(14)，支撑轴承座系统(14)通过T型工作台固定在试验台底座(10)上；伺服电机a(12)通过电机底座(11)固定于试验台底座(10)上；伺服电机a(12)通过联轴器a(13)传递扭矩至阶梯主轴(15)从而带动中介轴承(32)的内圈旋转；支撑轴承座系统(14)包括深沟球轴承a(141)、轴承座a(142)、压盖a(143)和套筒(144)；轴承座a(142)套于阶梯主轴(15)上，二者存在间隙；轴承座a(142)两端固定压盖a(143)；轴承座a(142)与阶梯主轴(15)的间隙内安装两深沟球轴承(141)用于定位支撑阶梯主轴(15)，限制阶梯主轴(15)的轴向窜动并且承受阶梯主轴(15)的主要载荷，防止其发生大挠度变形；阶梯主轴(15)上的两深沟球轴承a(141)间安装套筒(144)，用于轴向固定深沟球轴承a(141)；

外圈驱动系统(2)主要由伺服电机b(21)、联轴器b(22)、电机支架(23)、法兰盘(24)、齿轮轴(25)、主动锥齿轮(26)、深沟球轴承b(27)、轴承套筒(28)、轴承座b(29)和压盖b(30)组成；伺服电机(21)的输出轴依次与联轴器b(22)、齿轮轴(25)和一对主动锥齿轮(26)连接；主动锥齿轮(26)与焊接于中介轴承套筒(524)上的从动锥齿轮(523)啮合，中介轴承套筒(524)位于中介轴承(32)的外圈外侧，且与其过渡配合；齿轮轴(25)上套有轴承座b(29)，二者间存在间隙；轴承座b(29)与压盖b(30)形成封闭空间；封闭空间内自外向内依次套装轴承套筒(28)和两个深沟球轴承b(27)；轴承座b(29)端部穿过壳体(92)的缺口，且其侧面通过法兰盘(24)固定于壳体(92)上；伺服电机(21)通过电机支架(23)固定于壳体(92)上；伺服电机(21)通过联轴器(22)将扭矩传递至齿轮轴(25)，齿轮轴(25)带动主动锥齿轮(26)旋转，进而使中介轴承套筒(524)旋转，最终带动中介轴承(32)的外圈旋转；

中介轴承系统(3)主要由偏心盘(31)、中介轴承(32)和液压盖(33)组成；中介轴承(32)的内侧与液压盖(33)固定连接，液压盖(33)压紧中介轴承(32)的内圈防止其发生脱落和窜动；中介轴承(32)的外侧安装偏心盘(31)，偏心盘(31)卡接于中介轴承套筒(524)上设置的凹槽里，随着中介轴承套筒(524)的旋转为中介轴承(32)传递离心载荷以此模拟中介轴承(32)的工作环境；

喷油系统(4)主要由环下侧喷管道(41)、管道盖(42)、环下收油环(43)和锁紧螺母(44)组成；环下侧喷管道(41)焊接于箱体左端盖(91)，其与箱体左端盖(91)的通孔连通；环下侧喷管道(41)包括环下管道和侧喷管道，两管道一端设置带有管道盖(42)的润滑喷嘴；环下收油环(43)通过锁紧螺母(44)固定于阶梯主轴(15)外侧，环下管道的润滑喷嘴位于环下收油环(43)上方，环下收油环(43)的油槽过阶梯主轴(15)连通中介轴承(32)底部的进油孔；侧喷管道的润滑喷嘴位于中介轴承(32)的转动体一侧；

回油系统(5)主要由左侧回油系统(51)、右侧回油系统(52)、油屑传感器(53)和流量传感器(54)组成；左侧回油系统(51)位于中介轴承(32)一侧，其左侧漏油管道内嵌于箱体(9)底部后由箱体左端盖(91)伸出，用于收集从中介轴承(32)一侧反弹甩出的润滑油；右侧回油系统(52)位于中介轴承(32)另一侧，用于收集从中介轴承(32)另一侧喷射出的润滑油；右侧回油系统(52)包括温度传感器管道(521)、挡油环(522)、从动锥齿轮(523)、中介轴承套筒(524)、过孔式气电滑环(525)、回油管(526)和螺旋U槽(527)；螺旋U槽(527)内嵌于中介轴承套筒(524)中，其一端承接从中介轴承(32)另一侧喷射出的润滑油，另一端依次连接回油管(526)和过孔式气电滑环(525)的旋转端，过孔式气电滑环(525)固定在中介轴承套筒(524)外侧，且与从动锥齿轮(523)存在间距，保证从动锥齿轮(523)的正常运转；过孔式气电滑环(525)的静止端与右侧漏油管道连接；右侧漏油管道内嵌于箱体(9)底部后由箱体右玻璃端盖(93)伸出；挡油环(522)固定于中介轴承套筒(524)内侧，其位于回油管(526)一侧，阻挡从中介轴承(32)另一侧喷射出的润滑油，令润滑油集中到下方的回油管(526)中；漏油管道上依次布置流量传感器(54)和油屑传感器(53)，用于测量中介轴承(32)两侧的润滑油流量与磨损情况；温度传感器管道(521)布置于中介轴承套筒(524)的筒壁中，其包括竖直通孔和水平孔；

测温系统(6)包括左侧温度传感器(61)和右侧温度传感器(62)；左侧温度传感器(61)一端连接中介轴承(32)外圈一侧，另一端过温度传感器管道(521)的水平孔连接至过孔式气电滑环(525)的旋转端；右侧温度传感器(62)一端连接中介轴承(32)外圈另一侧，另一端过温度传感器管道(521)的竖直通孔连接至过孔式气电滑环(525)的旋转端；左侧温度传感器(61)和右侧温度传感器(62)分别采集中介轴承(32)外圈两侧的温度对比数据；过孔式气电滑环(525)的静止端连接外数据线，输出温度；

被测轴承套筒支撑系统(7)包括深沟球支撑轴承(71)、支撑轴承座(72)和液压盖(73)；深沟球支撑轴承(71)与中介轴承套筒(524)采用基孔制方式过盈配合；支撑轴承座(72)套于深沟球支撑轴承(71)外，与箱体(9)固定连接；支撑轴承座(72)和深沟球支撑轴承(71)间固定液压盖(73)，液压盖(73)内部压紧中介轴承套筒(524)，进而放置中介轴承(32)的外圈发生脱落和窜动；

观测系统(8)包括同轴光源(81)、CCD高速摄像机(82)和观测底座(83)；观测底座(83)通过“几”型工作台与试验台底座(10)连接；同轴光源(81)与CCD高速摄像机(82)依次固定于观测底座(83)上；同轴光源(81)将发散的光线聚拢，CCD高速摄像机(82)实现对工作过程中被测轴承润滑情况的图像采集。