CN106525431A - 一种多油缸轴向加载*** - Google Patents

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Abstract

一种多油缸轴向加载***，由依次设置的液压***、加载装置、力传导及测量装置和测控***组成；加载装置由并列设置的加载油缸盖板和缸体组成，在缸体上呈环状均匀且交替开设若干个通孔和若干个盲孔，在盲孔中设置有弹簧，在通孔中设置有油缸；力传导及测量装置包括承压环，承压环的受力端贴近弹簧和油缸设置，承压环的非受力端还呈环状均匀设置有若干个力传感器；液压***包括依次连通的油箱、供油泵机组、溢流阀和比例减压阀，比例减压阀的流出端与油缸相连通；力传感器通过力信号变送器与测控***的信号输入端相连接，测控***的信号输出端与比例减压阀相连接。本发明能够提供弹簧预加载和液压随动加载的双重加载力，加载力平稳，可调范围大。

Description

一种多油缸轴向加载***
技术领域
本发明涉及轴承试验技术领域，具体的说是一种多油缸轴向加载***。
背景技术
轴承是各类装备制造中的关键基础零部件，其质量的优劣直接决定着装备的性能、可靠性及寿命；由于轴承的工作环境恶劣、承受的载荷工况复杂、要有足够长甚至是装备全寿命周期免维护等等，在设计、开发研制和生产制造过程中必须在试验机上对轴承做相应模拟工况的验证，为研究、设计、制造和使用提供可靠的试验数据，为轴承的设计、制造和使用提供依据。
在轴承的试验中，需要对轴承的实际工况进行模拟，这就要在轴承工作时施加一定的加载力。中国专利“201510919515.6”公开了一种旋转件轴向加载装置，通过调整弹簧来调整加载力。但该专利仅仅采用弹簧施加加载力，由于弹簧的施力特点，不能够实现加载力的自动化调整，同时加载力的调整范围也非常有限。公知的，轴承的轴向加载可以采用液压的方式，具有响应快、控制精度高等优点，但是仍然存在一些不足，特别是死区问题会对轴承试验造成较大的影响。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种多油缸轴向加载***，可以输出弹簧加载力和液压组合加载力，满足试验件对加载力要求范围大的要求，可以自动调节输出力，并且保证了轴承试验中对最小预负荷的要求。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
一种多油缸轴向加载***，由依次设置的液压***、加载装置、力传导及测量装置和测控***组成，测控***还与液压***反馈连接；所述加载装置由并列设置的加载油缸盖板和缸体组成，在缸体上呈环状均匀且交替开设若干个通孔和若干个盲孔，其中盲孔的开口背向加载油缸盖板，在盲孔中设置有弹簧，在通孔中设置有油缸柱塞，通孔与油缸柱塞共同构成油缸；
所述力传导及测量装置包括承压环，承压环的受力端贴近弹簧和油缸设置，承压环的非受力端还呈环状均匀设置有若干个力传感器；所述液压***包括依次连通的油箱、供油泵机组、溢流阀和比例减压阀，比例减压阀的流出端与油缸相连通；所述力传感器通过力信号变送器与所述测控***的信号输入端相连接，测控***的信号输出端与比例减压阀相连接。
所述加载油缸盖板贴近缸体的一端挖设有环形油道，加载油缸盖板远离缸体的一端开设有进油孔，进油孔通过开设在加载油缸盖板内部的进油道与环形油道连通，所述比例减压阀的流出端通过注油管与进油孔连通；所述环形油道的断面为矩形。
所述进油孔还设置有排气螺钉。
所述加载油缸盖板和缸体均为圆筒状结构。
所述缸体和油缸之间安装有衬套，油缸的柱塞通过Y型密封圈和O型密封圈实现密封。
所述比例减压阀和油缸之间还设置有压力传感器。
所述油箱和供油泵机组之间还设置有油滤。
所述液压***还包括对工作中的液压油进行冷却的风冷机。
所述油缸还通过回油管路与油箱相连通，在回油管路上还设置有油滤。
有益效果：
1、本发明可以输出弹簧和液压组合加载力，能够提供大范围的加载力，满足不同试验件的需求；
2、弹簧加载力提供了试验对象所需的最小预加载力，液压加载力通过电液比例控制实现加载力的平稳输出，这种结构形式，既能满足试验对象在试验过程中的最小预负荷需求，同时避免了液压加载***的死区，满足试验机构对大负荷加载的要求；
3、多油缸轴向加载***由于安装有力传感器，因此实现了闭环控制，通过检测力传感器的信号，能够实时有效的监测弹簧加载力和液压加载力的输出，并实时响应故障报警，该***避免了试验中因液压加载***故障没有力输出时，无法保证最小预负荷而导致试验件瞬间损坏的情况。
附图说明
图1是整体结构示意图；
图2是加载装置结构示意图；
图3是液压***原理图；
图4是加载力输出曲线示意图。
附图标记：1、加载油缸盖板，2、缸体，3、油缸，4、衬套，5、Y型密封圈，6、O型密封圈，7、弹簧，8、承压环，9、力传感器，10、油箱，11、供油泵机组，12、溢流阀，13、比例减压阀，14、压力传感器，15、风冷机，16、油滤。
具体实施方式
下面根据附图具体说明本发明的实施方式。
如图1至3所示，一种多油缸轴向加载***，由依次设置的液压***、加载装置、力传导及测量装置和测控***组成，测控***还与液压***反馈连接，实现闭环控制。液压***用于向加载装置提供驱动力，由加载装置转化为加载力施加到力传导及测量装置上，力传导及测量装置将加载力传递给试验件的同时将加载力量传递给测控***，再由测控***分析处理后将控制信号反馈给液压***，实现实时调整加载力的目的。
所述加载装置由并列设置的加载油缸盖板1和缸体2组成，且加载油缸盖板1和缸体2通过若干个呈环状均匀分布的螺钉固定连接。在缸体2上呈环状均匀且交替开设若干个通孔和若干个盲孔，其中盲孔的开口背向加载油缸盖板1，在盲孔中设置有弹簧7，在通孔中设置有油缸柱塞，通孔与油缸柱塞共同构成油缸3。所述力传导及测量装置包括承压环8，承压环8的受力端贴近弹簧7和油缸3设置，承压环8的非受力端还呈环状均匀设置有若干个力传感器9，优选为3个。所述液压***包括依次连通的油箱10、供油泵机组11、溢流阀12和比例减压阀13，比例减压阀13的流出端与油缸3相连通。所述力传感器9通过力信号变送器与所述测控***的信号输入端相连接，测控***的信号输出端与比例减压阀相连接。
所述加载油缸盖板1贴近缸体2的一侧挖设有环形油道，加载油缸盖板1远离缸体2的一侧开设有进油孔，进油孔通过开设在加载油缸盖板1内部的进油道与环形油道连通，所述比例减压阀13的流出端通过注油管与进油孔连通。所述环形油道的断面为矩形，在环形油道的内外两侧还分别设置有密封圈，密封圈嵌设在加载油缸盖板1贴近油缸2的一侧。所述进油孔还设置有排气螺钉。
作为一种优选方案，所述加载油缸盖板1和缸体2均为圆筒状结构，在使用时套设在轴承试验机的转轴上但不与转轴相接触，而是固定在轴承试验机的机体上。同时在转轴上增加一个用于承受轴向载荷并将轴向载荷传递给试验轴承的轴向加载轴承，轴向加载轴承的内圈与转轴固定连接，外圈固定连接一个轴承座，所述承压环8和力传感器9均设置在轴承座中。所述油缸3和弹簧7的轴向加载力即可将通过承压还8和轴承座施加在加载轴承上，进而通过其他结构将轴向加载力传递给试验轴承。
所述缸体2和油缸3之间安装有衬套4，油缸3的柱塞通过Y型密封圈5和O型密封圈6实现密封。采用多重密封结构，能够有效防止液压加载方式中常出现的液压油泄漏的情况。
所述比例减压阀13和油缸3之间还设置有压力传感器14，用于实时监测输出至油缸3的油压。所述油箱10和供油泵机组11之间还设置有油滤16，用于对循环的液压油进行过滤，滤除杂质，延长装置使用寿命。
所述比例减压阀13优选为三通式比例减压阀。所述油缸3还通过回油管路与油箱10相连通，在回油管路上还设置有油滤16。所述液压***还包括对工作中的液压油进行冷却的风冷机15。
本发明的工作过程为：
弹簧7始终向承压环8施加弹簧加载力。油箱10中的液压油在供油泵机组11的作用下流入溢流阀12中进行稳压，然后输送到比例减压阀13中；经由比例减压阀13调整油压后依次经过注油管、进油孔、进油道和环形油道送入油缸3中，中间还通过压力传感器14实时监测油压；油缸3的柱塞输出液压加载力到承压环8上，承压环8通过轴承座将弹簧加载力和液压加载力都传递给轴向加载轴承，进而轴向加载轴承通过其他结构（例如试验轴的轴肩）将加载力施加到试验轴承上；力传感器9感应承压环8承受的加载力（也是传递的加载力），并通过力信号变送器转化为标准电流信号输送测控***，测控***采集到标准电流信号后将其转化为数字信号，经过预先设定的调节算法处理后作为反馈信息再传输给比例减压阀13，比例减压阀13在反馈信息的作用下及时对输出油压进行调整，以满足试验在不同时间段对轴向加载力的需求。
加载过程的具体操作步骤为：
步骤一、在加载初始阶段，由于弹簧7加载力的存在使得加载***始终输出有预负荷加载力，这样可以给试验件（例如角接触球轴承）提供预紧力。
步骤二、在试验件开始旋转后，随着转速的提升，液压加载力逐渐升高至，此时的加载力根据试验的要求通过比例减压阀13自动调节。
步骤三、当试验结束后，液压加载力逐渐降低，最终加载***重新恢复至仅有弹簧加载力。
加载力的输出如图4所示。在试验预备阶段，从0至t1时刻，试验件始终受到预负荷力N1。当试验开始从t1至t2时刻，液压***开始工作，加载力逐渐升至试验所需的加载力N2，当试验结束时从t3至t4时刻，液压加载力从N2逐渐降低至0，此时加载***任然保持有预负荷输出N1。
在整个试验过程中，试验件始终施加着不小于弹簧加载力的作用力。本发明满足了试验对象的最小预负荷需求，避免了液压加载***工作死区，同时也避免了因液压***故障停机没有力输出而导致的试验件损坏的情况。
在本发明的其他实施方式中，如试验轴比较短，难以将加载装置套设在试验轴的情况下，所述加载油缸盖板1和缸体2可以设置为圆盘结构，设置在试验轴端部，然后通过加载套或者加载连杆等方式将加载力施加到加载轴承上，进而传递给试验轴承。

Claims (10)

1.一种多油缸轴向加载***，其特征在于：由依次设置的液压***、加载装置、力传导及测量装置和测控***组成，测控***还与液压***反馈连接；
所述加载装置由并列设置的加载油缸盖板（1）和缸体（2）组成，在缸体（2）上呈环状均匀且交替开设若干个通孔和若干个盲孔，其中盲孔的开口背向加载油缸盖板（1），在盲孔中设置有弹簧（7），在通孔中设置有油缸柱塞，通孔与油缸柱塞共同构成油缸（3）；
所述力传导及测量装置、包括承压环（8），承压环（8）的受力端贴近弹簧（7）和油缸（3）设置，承压环（8）的非受力端还呈环状均匀设置有若干个力传感器（9）；
所述液压***包括依次连通的油箱（10）、供油泵机组（11）、溢流阀（12）和比例减压阀（13），比例减压阀（13）的流出端与油缸（3）相连通；
所述力传感器（9）通过力信号变送器与所述测控***的信号输入端相连接，测控***的信号输出端与比例减压阀相连接。
2.如权利要求1所述的一种多油缸轴向加载***，其特征在于：所述加载油缸盖板（1）贴近缸体（2）的一端挖设有环形油道，加载油缸盖板（1）远离缸体（2）的一端开设有进油孔，进油孔通过开设在加载油缸盖板（1）内部的进油道与环形油道连通，所述比例减压阀（13）的流出端通过油管与进油孔连通；所述环形油道的断面为矩形。
3.如权利要求2所述的一种多油缸轴向加载***，其特征在于：所述进油孔还设置有排气螺钉。
4.如权利要求1所述的一种多油缸轴向加载***，其特征在于：所述加载油缸盖板（1）和缸体（2）均为圆筒状结构。
5.如权利要求1所述的一种多油缸轴向加载***，其特征在于：所述缸体（2）和油缸（3）之间安装有衬套（4），油缸（3）的柱塞通过Y型密封圈（5）和O型密封圈（6）实现密封。
6.如权利要求1所述的一种多油缸轴向加载***，其特征在于：所述比例减压阀（13）和油缸（3）之间还设置有压力传感器（14）。
7.如权利要求1所述的一种多油缸轴向加载***，其特征在于：所述油箱（10）和供油泵机组（11）之间还设置有油滤（16）。
8.如权利要求1所述的一种多油缸轴向加载***，其特征在于：所述液压***还包括对工作中的液压油进行冷却的风冷机（15）。
9.如权利要求1所述的一种多油缸轴向加载***，其特征在于：所述油缸（3）还通过回油管路与油箱（10）相连通，在回油管路上还设置有油滤（16）。
10.如权利要求1所述的一种多油缸轴向加载***，其特征在于：所述力传感器（9）共有三个。
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