CN112345244A - 一种轴承综合测试***、测试方法及试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承综合测试***、测试方法及试验台，涉及轴承检测的技术领域；其技术方案要点是控制***包括模拟模块，其用于向轴承提供负荷、扭矩、冷却降温、转速控制和转向控制中的至少一个；数据采集模块，其用于采集轴承箱处的测试信息；控制模块，其用于控制模拟模块施加的扭矩和负荷的大小，控制模拟模块输出的转速、转向以及冷却速率。测试方法包括：确定测试条件；测试条件施加；采集信息；试验台包括测试***并运行测试方法；本发明能够在连接在轴承的轴上施加扭矩、负荷并且改变转速和转向，根据轴承的使用环境来确定测试条件，使得检测结果能够很好的反应轴承实际使用时的性能。

Description

一种轴承综合测试***、测试方法及试验台

技术领域

本发明涉及轴承检测的技术领域，更具体的说，它涉及一种轴承综合测试***、测试方法及试验台。

背景技术

轴承是在机械传动过程中起到支撑和带动旋转的部件，是机械工业重要的基础件，轴承的性能甚至会影响到机械设备整体的性能，因此，需要对轴承进行性能的检测，进行轴承性能检测的时候，轴承箱试验台是一种常见的检测设备，现有的这种试验台，检测的时候，检测的是轴承空载以及单向运行控制时的数据。

但是轴承在实际的运行过程当中，会承受相应的负载以及扭矩，只是通过空载的方式来对轴承进行检测，导致检测结果跟实际的使用有严重的不符，使得检测结果不能够很好的反应轴承实际使用时的性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种轴承综合测试***、测试方法及试验台，其能够在连接在轴承的轴上施加扭矩、负荷并且改变转速和转向，根据轴承的使用环境来确定测试条件，使得检测结果能够很好的反应轴承实际使用时的性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种轴承综合测试***，包括模拟模块，其用于向轴承提供负荷、扭矩、冷却降温、转速控制和转向控制中的至少一个；

数据采集模块，其用于采集轴承箱处的测试信息；

控制模块，其用于控制模拟模块施加的扭矩和负荷的大小，控制模拟模块输出的转速、转向以及冷却速率。

通过采用上述技术方案，根据轴承实际使用时的使用环境，确定轴承测试时的扭矩、负载以及冷却速率，并且确定转速以及转向，然后对轴承进行测试，测试的时候是模拟轴承实际使用时的使用场景来进行测试，使得最终得到的测试结果能够很好的反应轴承实际使用时的性能。

本发明进一步设置为：所述模拟模块包括转速调节单元、转向调节单元、扭矩施加单元、负荷施加单元以及冷却单元中的至少一个；

扭矩施加单元，其用于向连接在轴承上的轴施加扭矩；

负荷施加单元，其用于向连接在轴承上的轴施加负荷；

转向调节单元，其用于控制与轴承相连的轴的转向；

转速调节单元，其用于控制与轴承相连的轴的转速；

冷却单元，其用于对轴承处进行冷却。

本发明进一步设置为：还包括数据存储模块，其用于存储配方，模拟模块的某一运行参数以及保持该参数的运行时间存储为配方；

控制模块调取数据存储模块中指定配方信息，并且根据读取的配方信息控制模拟模块动作。

本发明进一步设置为：所述数据存储模块当中的配方，包括至少一个时间段，每一个时间段中模拟模块的运行参数单独设置。

本发明进一步设置为：还包括人机交互模块，其用于控制控制模块调取数据存储模块中的信息，其可以直接将参数信息输入控制模块并且将新输入的参数信息组成的配方存储到数据存储模块中。

本发明进一步设置为：还包括对比模块，对比模块用于接收数据采集模块采集的测试信息并且将接收的测试信息传递至数据存储模块中进行存储；

数据存储模块用于对数据采集模块采集到的测试信息并进行存储，还用于存储各测试条件下的历史测试信息以及各测试条件下的标准测试信息；

对比模块用于从数据存储模块中调取本次测试条件下的历史测试信息以及本次测试条件下的标准测试信息并与对比模块接收的数据采集模块采集的测试信息进行对比。

本发明进一步设置为：还包括报警模块；数据采集模块还用于采集模拟模块的运行状态信息，数据存储模块中存储有运行状态信息的警戒值；

对比模块被配置为对数据采集模块采集到的运行状态信息以及数据存储模块中存储的运行状态信息的警戒值进行比对，并在运行状态信息超过警戒值时将报警信号传递至报警模块；

报警模块被配置为接收报警信号后进行报警。

本发明进一步设置为：还包括调节模块；数据采集模块被配置为采集模拟模块的运行参数信息；

对比模块被配置为对采集的模拟模块的运行参数信息与数据存储模块中存储的正在运行的配方中的参数信息进行比对，并且将比对信息传递至调节模块；

调节模块接收对比模块传递的对比信息并且根据对比信息调节模拟模块的运行参数信息。

本发明的另一目的在于提供一种轴承测试方法，包括以下步骤：

确定测试条件：根据轴承的工作场景，确定测试时的扭矩、负荷、转速、转向以及冷却速率，并将施加的扭矩、负荷、转速、转向以及冷却速率的参数信息输入控制模块；

测试条件施加：控制模块将输入的参数信息转换成控制信号，通过控制信号控制模拟模块向轴承提供负荷、扭矩、冷却降温、转速控制和转向控制中的一种或多种；

采集信息：数据采集模块采集轴承箱处的测试信息；

信息对比：对比模块接收数据采集模块采集的测试信息并将测试信息存储到数据存储模块，对比模块调取数据存储模块中的历史测试信息和标准测试信息与数据采集模块采集的测试信息进行比对，并输出比对信息。

本发明的另一目的在于提供一种轴承综合测试试验台，包括权利要求轴承综合测试***，并运行轴承综合测试方法。

综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：本发明根据轴承实际使用时的使用环境，确定轴承测试时扭矩以及负载的大小，并且确定动力输出模块输出的转速以及转向，然后对轴承进行测试，测试的时候是模拟轴承实际使用时的使用场景来进行测试，使得最终得到的测试结果能够很好的反应轴承实际使用时的性能。

附图说明

图1为实施例的控制***的示意图；

图2为实施例的控制***的一种具体实施方式的示意图。

图中：1、控制模块；2、模拟模块；21、转向调节单元；22、转速调节单元；23、扭矩施加单元；24、负荷施加单元；25、冷却单元；3、数据采集模块；4、数据存储模块；5、对比模块；6、报警模块；7、调节模块。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：一种轴承综合测试控制***，参见附图1和附图2，包括模拟模块2，其用于向轴承提供负荷、扭矩、冷却降温、转速控制和转向控制中的至少一个；

数据采集模块3，其用于采集轴承箱处的测试信息；

控制模块1，其用于控制模拟模块2施加的扭矩和负荷的大小，控制模拟模块2输出的转速、转向以及冷却速率。

负荷是指施加在与轴承连接的轴上的径向作用力；在轴承的使用中，经常采用冷却设备对轴承进行冷却，为了更加贴近轴承实际使用时的工作状态，冷却单元25根据轴承的使用场景对轴承进行冷却；测试信息根据需要测试的轴承的性能来确定，可以包括温度、形变量、扭矩、转速等。测试的时候，根据轴承工作时的使用场景，确定轴承需要测试的性能，然后根据轴承需要测试的性能确定轴承测试时需要检测的测试信息；然后根据轴承的使用场景，设定轴承需要承受的扭矩、负载、轴承上轴的转动速度和转动方向以及轴承处的冷却速率，然后再通过数据采集模块3进行测试信息的采集。

模拟模块2包括转速调节单元22、转向调节单元21、扭矩施加单元23、负荷施加单元24以及冷却单元25中的至少一个；

数据采集模块3，其用于采集轴承箱处测试信息；

扭矩施加单元23，其用于向连接在轴承上的轴施加扭矩；

负荷施加单元24，其用于向连接在轴承上的轴施加负荷；

转向调节单元21，其用于控制与轴承相连的轴的转向；

转速调节单元22，其用于控制与轴承相连的轴的转速；

冷却单元25，其用于对轴承处进行冷却。

优选的，本实施例中，模拟模块2包括转速调节单元22、转向调节单元21、扭矩施加单元23、负荷施加单元24以及冷却单元25。

优选的，本实施例中，扭矩施加单元23为涡流制动器和控制涡流制动器工作的控制器，在某些实施例中，扭矩施加单元23也可以为旋转液压缸、电机等，控制器接收控制模块1的控制信号并且根据控制信号控制涡流制动器动作。

优选的，本实施例中，负荷施加单元24为与连接在轴承上的转轴相互贴合的转动轴、推动转动轴对连接在轴承上的转轴施加负载的动力件以及用于控制动力件的控制器；具体的，转动轴的轴线与连接在轴承上的转轴相互平行，动力件可以为液压缸、气缸、电机等，本实施例中，动力件负荷电机和丝杠，负荷电机驱动丝杠中的丝杆转动，转动轴转动连接在丝杠的螺母上，优选的负荷电机为伺服电机。优选的，本实施例中，丝杆转动时推动转动轴抵紧在转轴一端；控制器接收控制模块1的控制信号并且根据控制信号控负荷电机工作。

优选的，本实施例中，通过采用动力电机以及对动力电机进行控制的控制器来同时实现转速调节单元22和转向调节单元21的功能，动力电机为伺服电机，控制器根据接收到控制模块1的控制信号来控制动力电机动作，以输出转速和转向。

本实施例中，冷却单元25采用空气冷却或冷却液冷却，优选的，本实施例中，冷却单元25采用冷却液冷却，冷却单元25包括循环冷却管、比例阀、水泵以及控制器；水泵带动冷却水循环，实现对轴承箱处的冷却，比例阀控制进入到轴承箱内对轴承进行冷却的液体的流量，从而控制轴承箱处轴承的冷却速率，控制器接收控制模块1的控制信号并控制水泵以及比例阀的动作。

优选的，本实施例中，还包括数据存储模块4，数据存储模块4被配置为存储配方，模拟模块2当中各单元的某一运行参数以及保持该运行参数的运行时间组成配方；运行参数指得是冷却单元25提供的冷却速率，转速调节单元22提供的转速，转向调节单元21提供的转向，负荷施加单元24施加的负荷以及扭矩施加单元23施加的扭矩；控制模块1读取数据存储模块4当中的某一单元记载的信息，并且将配方当中的运行参数信息转换成控制信号，通过控制信号控制模拟模块2当中个单元进行动作；优选的，每一个配方包括至少一个时间段，每一个时间段当中都对模拟模块2当中各单元的参数信息进行单独设置；控制模块1读取配方信息之后，在不同的时间段内，通过该时间段中配方记载的参数信息控制模拟模块2中各单元动作。

优选的，本实施例中，还包括人机交互模块，人机交互模块将选定的配方的识别信息传递至控制模块1，控制模块1根据选定的配方的识别信息将对应的配方从数据存储模块4中调取，控制器识别调取的配方中的参数信息，并且将参数信息转换成控制信号来控制模拟模块2；人机交互模块还被配置为通过控制器调取数据存储模块4当中的配方信息，人机交互模块将修改信息传递至控制器，控制器根据修改信息对调取的配方信息进行修改并且将修改后的配方信息存储至数据存储模块4，人机交互模块在输出修改信息的时候可同时输出工作信息，控制器接收工作信息后，直接将修改后的配方信息转换成控制信号控制模拟模块2动作；人机交互模块还被配置为将新的配方信息直接输入到控制模块1当中，控制模块1可直接根据输入配方信息直接控制模拟模块2中的各单元动作，人机交互界面在输入新配方的时候可同时输出工作信息，控制模块1在收到工作信息后，直接将新输入的配方信息转换成控制信号控制模拟模块2动作。具体的，此处的人机交互模块为工控机，本实施例中，工控机带有显示屏和输入装置。

优选的，本实施例中，还包括对比模块5，对比模块5被配置为接收数据采集模块3采集的测试信息，并且将数据采集模块3采集的测试信息存储至数据存储模块4当中；数据存储模块4还被配置为接收对比模块5传输的测试信息，并且将该测试条件下的测试信息进行存储，作为后续同测试条件下测试时的历史测试信息；数据存储模块4还被配置为存储同测试条件下各时间点的标准测试信息，标准测试信息是指符合质量标准的轴承在该测试条件下所得到的测试信息；具体的，此处的测试条件相同，指的是测试时选取的配方信息相同。

优选的，本实施例中，对比模块5接收到数据采集模块3采集的测试信息的时候，调取数据存储模块4中同测试条件下的历史测试信息以及同测试条件下的标准测试信息，然后与接收到的本次测试信息进行对比，将对比后的结果传输到人机交互模块当中进行显示；具体的，对比的时候对每一个时间点的信息进行对比。

优选的，本实施例中，进行对比的时候，将对比的结果通过数据曲线图的方式进行体现，将本次测试的测试信息、同测试条件下的历史测试信息以及同测试条件下的标准测试信息在同一数据曲线图当中通过不同的曲线进行体现。

优选的，本实施例中，通过配方的命名信息来对不同的配方进行识别，操作人员通过人机交互模块输入新的配方的时候，同时将新配方的命名信息输入，输入后的配方信息以及命名信息一起进入控制器，控制器将配方信息和命名信息一起存储至存储模块；进行测试的时候，操作人员将选定的配方的命名信息输入人机交互模块，人机交互模块将命名信息传递至控制模块1，控制模块1对命名信息进行识别并根据识别的结果调取数据存储模块4当中命名信息与识别结果一直的配方。

优选的，本实施例中，还包括报警模块6，数据采集模块3还用于采集模拟模块2的运行状态信息，数据存储模块4中存储有运行状态信息的警戒值；数据采集模块3将采集到的运行状态信息输送至对比模块5，对比模块5从数据存储模块4调取运行状态信息的警戒值并与接收到的数据采集模块3采集到的运行状态信息进行对比，运行状态信息超过警戒值时将报警信号传递至报警模块6，报警模块6被配置为接收报警信号后进行报警。

运行状态信息为能够显示负荷施加单元24、转速调节单元22、转向调节单元21、扭矩施加单元23以及冷却单元25是否安全运行的信息，运行状态信息的警戒值为运行状态信息超过该警戒值后，负荷施加单元24、转速调节单元22、转向调节单元21、扭矩施加单元23以及冷却单元25的运行容易出现事故。

对于负荷施加单元24，运行状态信息为负荷施加单元24中负荷电机的温度，对于转速调节单元22和转向调节单元21，运行状态信息为动力电机处的温度，对于扭矩施加单元23，运行状态信息为涡流制动器的缸体内的液体压力，对于冷却单元25，运行状态信息为循环冷却管内的液体压力。

优选的，本实施例中，还包括调节模块7，数据采集模块3被配置为采集模拟模块2的运行参数信息，采集到的运行参数信息被传输至对比模块5，对比模块5从数据存储模块4，中调取控制器选用的配方中此时刻的运行参数信息，对比模块5对信息进行比对并且产生比对信息，对比模块5将比对信息传递至调节模块7，调节模块7对比对信息进行处理，根据比对信息产生校对信号，对比模块5将校对信号传递至模拟模块2中的各控制器中，通过控制器对模拟模块2中负荷电机、动力电机、涡流制动器以及循环冷却管的运行信息进行调整，使得调整之后，模拟模块2中各单元输出的运行参数与选取的配方中的此时刻的运行参数更加一致。

本实施例中，数据采集模块3包括若干传感器，传感器检测到的信息传递至对比模块5中；传感器设置多个，传感器包括温度传感器、速度传感器、扭矩传感器、位移传感器、压力传感器等；根据需要采集的测试信息设置适应的传感器，采集测试信息的传感器设置在轴承箱处；采集运行参数信息以及运行状态信息的传感器设置在模拟模块2的各单元处。

本实施例中，数据存储模块4包括存储器。

本实施例中，通过PLC伺服控制器实现控制模块1、对比模块5以及调节模块7的功能，本实施例中，采用贝加莱X20CP1585作为伺服控制器。

实施例二：一种轴承综合测试控制方法，包括以下步骤：

确定测试条件：根据轴承的工作场景，确定测试时的扭矩、负荷、转速、转向以及冷却速率，并将施加的扭矩、负荷、转速、转向以及冷却速率的参数信息输入控制模块1；

测试条件施加：控制模块1将输入的参数信息转换成控制信号，通过控制信号控制模拟模块2向轴承提供负荷、扭矩、冷却降温、转速控制和转向控制中的一种或多种；

采集信息：数据采集模块3采集轴承箱处的测试信息；

信息对比：对比模块5接收数据采集模块采集的测试信息并将测试信息存储到数据存储模块4，对比模块5调取数据存储模块4中的历史测试信息和标准测试信息与数据采集模块3采集的测试信息进行比对，并输出比对信息。

优选的，本实施例中，模拟模块2向轴承提供的负荷、扭矩、冷却降温、转速控制和转向控制，与轴承实际工作场景中所承受的载荷、扭矩冷却降温、转速控制和转向控制相同。

扭矩、负荷、转速、转向以及冷却速率的参数信息为运行参数，模拟模块2当中各单元的某一运行参数以及保持该运行参数的运行时间组成配方，每一个配方包括至少一个时间段，每一个时间段当中都对模拟模块2当中各单元的参数信息进行单独设置，每一个配方都有独立的编号。

在某些实施例中，输入运行参数的时候，人机交互模块将选定的配方的识别信息传递至控制模块1，控制模块1根据选定的配方的识别信息将对应的配方从数据存储模块4中调取，控制模块1识别配方中的参数信息以实现信息的获取。

在某些实施例中，人机交互模块将调取信号和配方的识别信息传递至控制模块1，控制模块1根据配方的识别信息调取配方中的参数信息，人机交互模块将修改信息传递至控制模块1，控制模块1根据修改信息对调取的配方进行修改，并且从修改后的配方中获取参数信息。

在某些实施例中，人机交互模块将新的配方的参数信息传递至控制模块1，控制模块1直接通过人机交互模块获取参数信息。

本实施例中，进行信息对比的时候，比对信息通过数据曲线图的方式进行体现，本次测试的测试信息、历史测试信息和标准测试信息在同一曲线图当中通过不同的曲线进行体现，对比模块5将生成的曲线图输出至人机交互界面进行显示。

本实施例中，采集信息时同时进行两个步骤，分别是测试信息采集和运行参数信息采集；测试信息采集：数据采集模块3采集轴承箱处的测试信息；测试信息采集运行进行信息存储步骤。

运行参数信息采集：采集模拟模块2中各单元的运行参数；运行参数信息采集之后，依次进行信息比对、运行校对。

信息比对：对比模块5接收数据采集模块3采集的运行参数信息，对比模块5从数据存储模块4当中调取选定的配方中此时刻模拟模块2的运行参数与此时数据采集模块3采集的模拟模块2的运行参数进行对比产生比对信息。

运行校对：对比模块5将比对信息传递至调节模块7，调节模块7将比对信息进行处理，根据比对信息产生校对信号并且将校对信号传递至模拟模块2进行校对；校对之后再次进行运行参数信息采集步骤。

实施例三：一种轴承综合测试试验台，包括实施例一所述的轴承综合测试控制***。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轴承综合测试***，其特征在于：包括模拟模块(2)，其用于向轴承提供负荷、扭矩、冷却降温、转速控制和转向控制中的至少一个；

数据采集模块(3)，其用于采集轴承箱处的测试信息；

控制模块(1)，其用于控制模拟模块(2)施加的扭矩和负荷的大小，控制模拟模块(2)输出的转速、转向以及冷却速率。

2.根据权利要求1所述的一种轴承综合测试***，其特征在于：所述模拟模块(2)包括转速调节单元(22)、转向调节单元(21)、扭矩施加单元(23)、负荷施加单元(24)以及冷却单元(25)中的至少一个；

扭矩施加单元(23)，其用于向连接在轴承上的轴施加扭矩；

负荷施加单元(24)，其用于向连接在轴承上的轴施加负荷；

转向调节单元(21)，其用于控制与轴承相连的轴的转向；

转速调节单元(22)，其用于控制与轴承相连的轴的转速；

冷却单元(25)，其用于对轴承处进行冷却。

3.根据权利要求1所述的一种轴承综合测试***，其特征在于：还包括数据存储模块(4)，其用于存储配方，模拟模块(2)的某一运行参数以及保持该参数的运行时间存储为配方；

控制模块(1)调取数据存储模块(4)中指定配方信息，并且根据读取的配方信息控制模拟模块(2)动作。

4.根据权利要求3所述的一种轴承综合测试***，其特征在于：所述数据存储模块(4)当中的配方，包括至少一个时间段，每一个时间段中模拟模块(2)的运行参数单独设置。

5.根据权利要求3所述的一种轴承综合测试***，其特征在于：还包括人机交互模块，其用于控制控制模块(1)调取数据存储模块(4)中的信息，其可以直接将参数信息输入控制模块(1)，控制模块(1)通过新输入的参数信息控制模拟模块(2)动作并且将新输入的参数信息组成的配方存储到数据存储模块(4)中。

6.根据权利要求3所述的一种轴承综合测试***，其特征在于：还包括对比模块(5)，对比模块(5)用于接收数据采集模块(3)采集的测试信息并且将接收的测试信息传递至数据存储模块(4)中进行存储；

数据存储模块(4)用于对数据采集模块(3)采集到的测试信息并进行存储，还用于存储各测试条件下的历史测试信息以及各测试条件下的标准测试信息；

对比模块(5)用于从数据存储模块(4)中调取本次测试条件下的历史测试信息以及本次测试条件下的标准测试信息并与对比模块(5)接收的数据采集模块(3)采集的测试信息进行对比。

7.根据权利要求6所述的一种轴承综合测试***，其特征在于：还包括报警模块(6)；数据采集模块(3)还用于采集模拟模块(2)的运行状态信息，数据存储模块(4)中存储有运行状态信息的警戒值；

对比模块(5)被配置为对数据采集模块(3)采集到的运行状态信息以及数据存储模块(4)中存储的运行状态信息的警戒值进行比对，并在运行状态信息超过警戒值时将报警信号传递至报警模块(6)；

报警模块(6)被配置为接收报警信号后进行报警。

8.根据权利要求3所述的一种轴承综合测试***，其特征在于：还包括调节模块(7)；数据采集模块(3)被配置为采集模拟模块(2)的运行参数信息；

对比模块(5)被配置为对采集的模拟模块(2)的运行参数信息与数据存储模块(4)中存储的正在运行的配方中的参数信息进行比对，并且将比对信息传递至调节模块(7)；

调节模块(7)接收对比模块(5)传递的对比信息并且根据对比信息调节模拟模块(2)的运行参数信息。

9.一种轴承综合测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

确定测试条件：根据轴承的工作场景，确定测试时的扭矩、负荷、转速、转向以及冷却速率，并将施加的扭矩、负荷、转速、转向以及冷却速率的参数信息输入控制模块(1)；

测试条件施加：控制模块(1)将输入的参数信息转换成控制信号，通过控制信号控制模拟模块(2)向轴承提供负荷、扭矩、冷却降温、转速控制和转向控制中的一种或多种；

采集信息：数据采集模块(3)采集轴承箱处的测试信息；

信息对比：对比模块(5)接收数据采集模块(3)采集的测试信息并将测试信息存储到数据存储模块(4)，对比模块(5)调取数据存储模块(4)中的历史测试信息和标准测试信息与数据采集模块(3)采集的测试信息进行比对，并输出比对信息。

10.一种轴承综合测试试验台，其特征在于：包括权利要求1-8任一权利要求所述的轴承综合测试***，并运行权利要求9所述的轴承综合测试方法。

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