ES2894908T3 - Máquina para probar rodamientos - Google Patents

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ES2894908T3 ES19179671T ES19179671T ES2894908T3 ES 2894908 T3 ES2894908 T3 ES 2894908T3 ES 19179671 T ES19179671 T ES 19179671T ES 19179671 T ES19179671 T ES 19179671T ES 2894908 T3 ES2894908 T3 ES 2894908T3
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Takeshi Teramoto
Sigeru Matsumoto
Kazuhiro Murauchi
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Kokusai Keisokuki KK
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Abstract

Una máquina de prueba de rodamientos (1), la máquina de prueba de rodamientos que comprende: un eje de la máquina de pruebas (300) al que se une un rodamiento de eje (Tl, T2) que es una pieza de prueba, siendo el eje de la máquina de pruebas (300) un eje de rotación que se extiende en una dirección del eje Y que es una dirección horizontal; una unidad de accionamiento rotativo (600) configurada para hacer girar el eje de la máquina de pruebas (300); caracterizado por una unidad de sujeción de la pieza de la prueba (500L, 500R) configurada para sujetar elásticamente la pieza de la prueba (Tl, T2): y una unidad de accionamiento del eje derecho (100) que tiene una unidad de rodamiento (150) configurada para soportar rotatoriamente el eje de la máquina de pruebas (300); donde la unidad de rodamiento (150) comprende: un rodamiento de la máquina de pruebas (151) que soporta rotatoriamente el eje de la máquina de pruebas (300); y un mecanismo de la bisagra (152) que apoya el rodamiento de la máquina de pruebas (151) para ser basculante alrededor de una dirección del eje de X que sea una dirección horizontal ortogonal a la dirección del eje de Y; donde la unidad de conducción del eje derecho (100) comprende: una mesa de conducción (114); una unidad de accionamiento del eje Z (110) configurada para accionar la mesa de accionamiento (114) en una dirección vertical del eje Z; un mecanismo de deslizamiento del eje XY (113) que acopla la mesa motriz (114) con la unidad motriz del eje Z (110) para ser deslizable en la dirección del eje Y y en la dirección del eje X que es una dirección horizontal ortogonal a la dirección del eje Y; una unidad de accionamiento del eje X (130) configurada para accionar la mesa de accionamiento (114) en la dirección del eje X; un mecanismo de deslizamiento del eje YZ (133) que acopla la mesa motriz (114) con la unidad motriz del eje X (130) para ser deslizable en la dirección vertical del eje Z y en la dirección del eje Y; y un mecanismo de rotación del eje Z (115) que acopla la unidad de rodamiento (150) con la mesa motriz (114) para ser oscilante en la dirección del eje Z vertical; y una unidad de accionamiento del eje izquierdo (200) que tiene una unidad de rodamiento (250) configurada para soportar rotatoriamente el eje de la máquina de pruebas (300); donde la unidad de rodamiento (150) comprende además: un rodamiento de la máquina de pruebas (251) que soporta rotatoriamente el eje de la máquina de pruebas (300); y un mecanismo de la bisagra (252) que soporta el rodamiento de la máquina de la prueba (251) para ser basculante alrededor de la dirección del eje de X; donde la unidad de conducción del eje izquierdo (200) comprende: una mesa de conducción; una unidad de accionamiento del eje Z (210) configurada para accionar la mesa de accionamiento en la dirección vertical del eje Z; un mecanismo de deslizamiento del eje XY (213) que acopla la mesa motriz con la unidad motriz del eje Z (210) para ser deslizable en la dirección del eje Y y en la dirección del eje X; una unidad motriz del eje X (230) configurada para accionar la mesa motriz en la dirección del eje X; un mecanismo de deslizamiento del eje YZ (233) que acopla la mesa motriz con la unidad motriz del eje X (230) para ser deslizable en la dirección del eje Z vertical y en la dirección del eje Y; y un mecanismo de rotación del eje Z (215) que acopla la unidad de rodamiento (250) con la mesa motriz para ser oscilante alrededor de la dirección del eje Z vertical.

Description

DESCRIPCIÓN
Máquina para probar rodamientos
ÁMBITO TÉCNICO
[0001] La presente invención se refiere a una máquina de pruebas de rodamientos para someter a ensayo la durabilidad de un rodamiento y, concretamente, a una máquina de pruebas de rodamientos para someter a ensayo un rodamiento de eje que soporta un eje de un remolque o un bogie de vehículo de transporte ferroviario.
ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA
[0002] Un eje de un vehículo ferroviario, un remolque o similar se apoya en el bastidor del vehículo a través de una pluralidad de rodamientos de eje (por ejemplo, un par de rodamientos de eje). Durante la marcha de un vehículo se aplican varios tipos de cargas, como la radial o una la axial, a un rodamiento de eje.
[0003] La Publicación Provisional de Patente Japonesa No. JP2008-82720A describe una máquina de pruebas de rodamientos en la que un eje para pruebas (en lo sucesivo, denominado "eje de la máquina de pruebas") está unido a un rodamiento de eje que es el objetivo de las pruebas, y el eje de la máquina de pruebas se gira mientras se aplica una carga radial y una carga de momento axial al rodamiento de eje para que se pueda evaluar de forma simulada el rendimiento del rodamiento de eje utilizado en un vehículo real. Se conocen otras máquinas de pruebas de rodamientos en DEI02008048131 Al, CN103323247 A, US2014/049122 Al y DE1032946 B3.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
[0004] Durante el desplazamiento de un vehículo, un eje y un bastidor del vehículo realizan varios tipos de movimientos, como la guiñada (oscilación de un eje alrededor del eje Z cuando una dirección hacia arriba y hacia abajo se define como dirección del eje Z), el balanceo (oscilación de un eje alrededor del eje X cuando una dirección delantera y trasera de un vehículo se define como dirección del eje X) y el cabeceo (oscilación alrededor del eje Y paralelo al eje). Por lo tanto, una carga radial, una carga axial y una carga de momento (alrededor del eje Z y del eje X) se aplican dinámicamente al rodamiento del eje durante el desplazamiento de un vehículo.
[0005] Sin embargo, la máquina de pruebas descrita en el documento JP2008-82720A no es capaz de realizar pruebas mientras se simula con precisión una condición de desplazamiento normal en la que se aplica una carga dinámica al rodamiento del eje, aunque sí es capaz de realizar pruebas mientras se simula una condición de desplazamiento estática (que no implica guiñada, balanceo y cabeceo).
[0006] La presente invención se hace en vista de las circunstancias anteriormente descritas, y el objeto de la invención es proporcionar una máquina de pruebas de rodamiento capaz de realizar el ensayo mientras que simula exactamente una situación normal del uso, aplicando vibraciones a un eje de la máquina de pruebas a la que una pieza de pruebas se une mientras que también aplica los movimientos, tales como la guiñada y balanceo, al eje de la máquina de pruebas.
[0007] En la reivindicación 1 se define una máquina de pruebas de rodamientos según la invención 1.
[0012] En la máquina de pruebas de rodamientos, la unidad de accionamiento del eje puede comprender: una unidad de accionamiento del eje Y configurada para accionar la mesa de accionamiento en la dirección del eje Y; y un mecanismo de deslizamiento del eje ZX que acopla la mesa de accionamiento con la unidad de accionamiento del eje Y para ser deslizable en la dirección vertical y en la dirección del eje X.
[0013] En la máquina de pruebas de rodamientos, la unidad de sujeción de la pieza de pruebas puede comprender: una caja de eje que sostiene la pieza de pruebas; y un miembro elástico que aplica una carga que actúa en la dirección vertical a la caja del eje.
[0016] En la máquina de pruebas de rodamientos, la pieza de pruebas puede comprender una primera pieza de pruebas y una segunda pieza de pruebas que están unidas a un extremo y al otro extremo del eje de la máquina de pruebas, respectivamente. La caja del eje puede comprender: una primera caja del eje que sostiene la primera pieza de prueba; y una segunda caja del eje que sostiene la segunda pieza de prueba. El miembro elástico puede comprender: un primer miembro elástico que aplica una carga que actúa en la dirección vertical a la primera caja del eje; y un segundo miembro elástico que aplica una carga que actúa en la dirección vertical a la segunda caja del eje. La unidad de conducción del eje puede comprender: una primera unidad de conducción del eje configurada para conducir el eje de la máquina de prueba en un primer lado de la caja del eje; y una segunda unidad de conducción del eje configurada para conducir el eje de la máquina de prueba en un segundo lado de la caja del eje.
[0017] La máquina de pruebas de rodamientos puede comprender una parte de bastidor que soporta un extremo del miembro elástico, y el otro extremo del miembro elástico puede estar fijado a la caja del eje.
[0018] En la máquina de pruebas de rodamientos, el miembro elástico puede ser un muelle helicoidal.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
[0019] [Fig. 1] La Fig. 1 es una vista en planta que ilustra generalmente una máquina de pruebas de rodamientos según una realización de la invención.
[Fig. 2] La Fig. 2 es una vista frontal que ilustra generalmente la máquina de prueba de rodamientos según la realización de la invención.
[Fig. 3] La Fig. 3 es una vista en planta de la máquina de prueba de rodamientos, que ilustra generalmente un caso en el que la prueba de durabilidad se realiza simulando un estado en el que un eje está inclinado alrededor del eje Z con respecto a un vehículo.
[Fig. 4] Fig. 4 es una vista del planta de la máquina de pruebas del rodamiento, ilustrando generalmente un caso donde la prueba de la durabilidad se realiza mientras que simula un estado donde un eje se inclina alrededor del eje de X con respecto a un vehículo.
REALIZACIONES PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN
[0020] A continuación, se describe una realización de la invención con referencia a los dibujos adjuntos.
[0021] La Fig. 1 es una vista en planta que ilustra de forma general una máquina de pruebas de rodamientos 1 según la realización de la invención. La Fig. 2 es una vista frontal que ilustra de forma general la máquina de pruebas de rodamientos 1. En la siguiente explicación, una dirección hacia arriba y hacia abajo en la Fig. 1 se define como una dirección del eje X (una dirección superior es una dirección positiva del eje X), una dirección hacia la izquierda y hacia la derecha en la Fig. 1 se define como una dirección del eje Y (una dirección hacia la izquierda es una dirección positiva del eje Y), y una dirección perpendicular a la cara del papel de la Fig. 1 se define como una dirección del eje Z (una dirección que apunta desde el lado posterior al lado frontal de la Fig. 1 es una dirección positiva del eje Z). El eje X y el eje Y son ejes horizontales que se cruzan perpendicularmente entre sí. El eje Z es un eje vertical.
[0022] La máquina de pruebas de rodamientos 1 según la realización es una máquina de pruebas para evaluar la durabilidad de un rodamiento (un rodamiento de eje) para soportar rotatoriamente un eje de un remolque o un bogie de vehículo ferroviario. En la prueba realizada por la máquina de prueba de rodamientos 1, como en el caso de una condición de uso real, un par de piezas de prueba T1 y T2 que son rodamientos de eje se fijan a un eje de máquina de pruebas 300 de la máquina de pruebas de rodamientos 1. Luego, una carga de momento M (una carga dinámica o una carga estática) es aplicada a las piezas de prueba T1 y T2 (y el eje de la máquina de prueba 300), y el eje de la máquina de prueba 300 se gira más lejos mientras que vibra las piezas de prueba T1 y T2 en por lo menos uno de la dirección del eje X, la dirección del eje Y la dirección del eje Z. Como resultado, se hace posible evaluar con precisión la durabilidad del rodamiento del eje en una situación de uso real (es decir, una situación en la que las piezas de prueba están realmente unidas a un vehículo en movimiento). Además, es posible probar simultáneamente las dos piezas de prueba.
[0023] La máquina de pruebas de rodamientos 1 incluye una unidad de accionamiento del eje derecho 100, una unidad de accionamiento del eje izquierdo 200, el eje de la máquina de pruebas 300, un par de unidades de aplicación de peso 400 (400R, 400F), una caja del eje derecho 500R, una caja del eje izquierdo 500F, una unidad de accionamiento rotacional 600 y una unidad de control 700 (véase la Fig. 1) que controla el funcionamiento de cada unidad de la máquina de pruebas de rodamientos 1.
[0024] El eje de la máquina de pruebas 300 está dispuesto para ser paralelo al eje Y, y está soportado de forma rotativa por la unidad motriz del eje derecho 100 y la unidad motriz del eje izquierdo 200. La pieza de prueba Tl se fija a una posición cerca del extremo derecho (el extremo en el lado negativo del eje Y) del eje de la máquina de prueba 300, y la pieza de prueba T2 se fija a una posición cerca del extremo izquierdo (el extremo en el lado positivo del eje Y) del eje de la máquina de prueba 300. Las piezas de la prueba T1 y T2 se sostienen y se acomodan en la caja derecha del eje 500R y en la caja izquierda del eje 500F, respectivamente. El eje de la máquina de pruebas 300 tiene sustancialmente la misma longitud y el mismo diámetro exterior que los de un eje de un vehículo en el que se utilizan realmente los rodamiento del eje, y el intervalo de disposición entre el par de piezas de prueba T1 y T2 se establece para ser igual al intervalo de disposición real entre los rodamientos del eje cuando se utilizan. Además, el intervalo de disposición entre la unidad de accionamiento del eje derecho 100 y la unidad de accionamiento del eje izquierdo 200 (específicamente, un rodamiento de la máquina de pruebas 151 y un rodamiento de la máquina de pruebas 252) se establece para que sea igual al intervalo entre las ruedas derecha e izquierda de un vehículo en el que se utilizan los rodamientos del eje. Al ajustar estos intervalos de disposición como se ha descrito anteriormente, es posible aplicar con precisión a las piezas de pruebas T1 y T2 las cargas que realmente reciben los rodamientos de los ejes cuando se desplaza un vehículo que los monta.
[0025] La unidad de accionamiento del eje derecho 100 y la unidad de accionamiento del eje izquierdo 200 son unidades mecánicas que soportan rotatoriamente el eje de la máquina de pruebas 300, y accionan el eje de la máquina de pruebas 300 en tres direcciones ortogonales (direcciones del eje X, del eje Y del eje Z). La unidad de accionamiento del eje derecho 100 incluye una unidad de rodamiento 150 que soporta rotatoriamente el eje de la máquina de pruebas 300, y una unidad de accionamiento del eje Z 110, una unidad de accionamiento del eje Y 120 y una unidad de accionamiento del eje X 130 que accionan el eje de la máquina de pruebas 300 en la dirección del eje Z, la dirección del eje Y la dirección del eje X, respectivamente, a través de la unidad de rodamiento 150.
[0026] Como se muestra en la Fig. 2, la unidad de accionamiento del eje Z 110 incluye un actuador del eje Z 111, tres mesas móviles (una mesa móvil inferior 112, una mesa móvil intermedia 114 y una mesa móvil superior 116) dispuestas en dirección ascendente y descendente, un mecanismo de deslizamiento del eje XY 113 y un mecanismo de rotación del eje Z 115.
[0027] El actuador del eje Z 111 es un actuador lineal de tipo híbrido que tiene un actuador eléctrico y un actuador neumático (un muelle neumático o un cilindro neumático) conectados en paralelo (no mostrado). El actuador del eje Z 111 está configurado de manera que el actuador neumático soporta una carga estática aplicada al actuador del eje Z y el actuador eléctrico soporta una carga dinámica aplicada al actuador del eje Z. El actuador neumático apenas consume energía cuando mantiene una carga constante. Además, el actuador eléctrico tiene una respuesta de alta velocidad (una respuesta de alta frecuencia). Por lo tanto, al soportar la carga estática y la carga dinámica por el actuador neumático y el actuador eléctrico, respectivamente, se hace posible conducir una gran cantidad de carga a una alta frecuencia en la dirección vertical, incluso cuando el consumo de energía es pequeño. El actuador del eje Z 111 puede ajustarse de manera que el actuador eléctrico soporte una parte de la carga estática.
[0028] Además, en esta realización, un actuador lineal de un tipo en el que un mecanismo de husillo de bolas es impulsado por un servomotor (un motor de rotación) se utiliza como un actuador eléctrico incorporado proporcionado en el actuador del eje Z 111; sin embargo, también es posible utilizar otro tipo de actuador eléctrico, como un actuador de tipo electrodinámico. Se puede utilizar un actuador de presión hidráulica en lugar del actuador eléctrico.
[0029] El actuador del eje Z 111 incluye una parte fija 111a fijada a una base B, y una parte móvil 111b accionada en la dirección del eje Z con respecto a la parte fija 111a.
[0030] Una superficie inferior de la mesa móvil inferior 112 está fijada a un extremo superior de la parte móvil 111b del actuador del eje Z 111, y la mesa móvil inferior 112 es móvil integralmente con la parte móvil 111b en la dirección del eje Z. La mesa móvil intermedia 114 está conectada a la superficie superior de la mesa móvil inferior 112 para ser deslizable en las dos direcciones horizontales (dirección del eje X y dirección del eje Y) a través del mecanismo deslizante del eje XY 113. Además, una superficie inferior de la mesa móvil superior116 está conectada a la superficie superior de la mesa móvil intermedia 114 a través del mecanismo de rotación del eje Z 115 para que pueda girar (u oscilar) alrededor del eje Z. Una superficie inferior de la unidad de rodamiento 150 está unida a la superficie superior de la mesa móvil superior 116. Con esta configuración, es posible conducir el eje 300 de la máquina de pruebas apoyado por la unidad 150 del rodamiento en la dirección vertical mientras que apoya el eje 300 de la máquina de la prueba para ser deslizable en la dirección del eje de X y la dirección del eje de Y y para ser giratorio sobre el eje de Z (y sobre el eje de X según lo descrito más adelante).
[0031] La unidad de rodamiento 150 incluye el rodamiento de la máquina de pruebas 151, dos pares de un eje de bisagra 152 y una pared de soporte 153. Las dos paredes de soporte 153 están dispuestas para enfrentarse entre sí en la dirección del eje X mientras se intercala el eje de la máquina de pruebas 152 entre ellas, y los bordes inferiores de las dos paredes de soporte 153 están fijados a la superficie superior de la mesa móvil superior 116. Los agujeros circulares se forman respectivamente en las paredes de soporte 153 para penetrar a través de las paredes de soporte 153 de tal manera que los agujeros circulares de las paredes de soporte 153 son coaxiales con respecto a cada uno. Además, en las porciones del rodamiento 151 de la máquina de pruebas que se enfrentan a las paredes de soporte 153, se forman agujeros circulares (no mostrados) que penetran a través de ellas en la dirección del eje X para que sean coaxiales con los agujeros circulares de las paredes de soporte 153. Un extremo de cada uno de los ejes de bisagra 152 se inserta en el agujero circular de la correspondiente pared de soporte 153, y el otro extremo de cada uno de los ejes de bisagra 152 se inserta en un rodamiento de bisagra unido al rodamiento de la máquina de pruebas 151. Como resultado, el rodamiento de la máquina de pruebas 151 es soportado para ser giratorio (u oscilante) alrededor del eje X por un mecanismo de bisagra (es decir, dos pares de las paredes de soporte 153, los ejes de bisagra 152 y los rodamientos de bisagra).
[0032] Junto a la unidad de accionamiento del eje Z 110, en el lado negativo del eje Y, se dispone la unidad de accionamiento del eje Y 120. La unidad de accionamiento del eje Y 120 incluye un actuador del eje Y 121, dos mesas móviles 122 y 124, un mecanismo de deslizamiento del eje ZX 123 y un miembro de acoplamiento 126.
[0033] El accionador del eje Y 121 incluye un pedestal 121a fijado a la base B, una parte fija 121b colocada sobre y fijada al pedestal 121a, y una parte móvil 121c impulsada en la dirección del eje Y con respecto a la parte fija 121b. Como en el caso del actuador del eje Z 111, el actuador del eje Y 121 según la realización es un actuador eléctrico que utiliza un servomotor y un husillo de bolas. Otro tipo de actuador eléctrico, como un actuador electrodinámico, o un actuador hidráulico puede ser utilizado como actuador del eje Y 121. Dado que el actuador del eje Y 121 no necesita soportar una gran cantidad de carga, el actuador del eje Y 121 no está provisto de un actuador neumático.
[0034] Las dos mesas móviles 122 y 124 están dispuestas para enfrentarse entre sí para ser paralelas al plano ZX entre la unidad de accionamiento del eje Z 110 y el actuador del eje Y 121. Una superficie de la mesa móvil 122 en el lado del actuador 121 del eje Y está fijada a la punta de la parte móvil 121c para que la mesa móvil 122 sea movible íntegramente con la parte móvil 121c en la dirección del eje Y. Una superficie de la mesa móvil 124 está acoplada a la otra superficie de la mesa móvil 122 para ser deslizable en las dos direcciones ortogonales (la dirección del eje Z y la dirección del eje X) a través del mecanismo de deslizamiento del eje ZX 123. El miembro de acoplamiento 126 acopla la otra superficie de la mesa móvil 124 con la superficie lateral de la mesa móvil intermedia 114 de la unidad de accionamiento del eje Z 110. Con esta configuración, la mesa móvil intermedia 114 de la unidad de accionamiento del eje Z 110 puede ser accionada en la dirección del eje Y por el accionador del eje Y 121 mientras que permite que la mesa móvil intermedia 114 sea deslizable en la dirección del eje Z y en la dirección del eje X con respecto al accionador del eje Y 121.
[0035] Como se muestra en la Fig. 1, junto a la unidad de accionamiento del eje Z 110 en el lado positivo del eje X, se dispone la unidad de accionamiento del eje X 130. La unidad de accionamiento del eje X 130 incluye un actuador del eje X 131, dos mesas móviles 132 y 134, un mecanismo de deslizamiento del eje YZ 133 y un miembro de acoplamiento 136.
[0036] El actuador del eje X 131 incluye un pedestal 131a fijado a la base B, una parte fija 131b colocada sobre el pedestal 131a y fijada a él, y una parte móvil 131c impulsada en la dirección del eje X con respecto a la parte fija 131b. El actuador del eje X 131 según la realización es un actuador eléctrico que tiene la misma configuración que la del actuador del eje Y 121.
[0037] Las dos mesas móviles 132 y 134 están dispuestas para enfrentarse entre sí para ser paralelas al plano YZ entre la unidad de accionamiento del eje Z 110 y el actuador del eje X 131. Una superficie de la mesa móvil 132 en el lado del actuador del eje X 131 está fijada a la punta de la parte móvil 131c del actuador del eje X 131 de tal manera que la mesa móvil 132 es movible integralmente con la parte móvil 131c en la dirección del eje X. Una superficie de la mesa móvil 134 está acoplada a la otra superficie de la mesa móvil 132 para ser deslizable en las dos direcciones ortogonales (la dirección del eje Y y la dirección del eje Z) a través del mecanismo de deslizamiento del eje YZ 133. El miembro de acoplamiento 136 acopla la otra superficie de la mesa móvil 134 con la superficie lateral de la mesa móvil intermedia 114 de la unidad de accionamiento del eje Z 110. Con esta configuración, la mesa móvil intermedia 114 de la unidad de accionamiento del eje Z 110 puede ser accionada en la dirección del eje X por el accionador del eje X 131 mientras que permite que la mesa móvil intermedia 114 sea deslizable en la dirección del eje Y y en la dirección del eje Z con respecto al accionador del eje X 131.
[0038] En la unidad motriz del eje derecho 100, la unidad motriz del eje Z 110 y la mesa móvil intermedia 114 están acopladas entre sí a través del mecanismo de deslizamiento del eje x Y 113, la unidad motriz del eje Y 120 y la mesa móvil intermedia 114 están acopladas entre sí a través del mecanismo de deslizamiento del eje ZX 123, y la unidad motriz del eje X 130 y la mesa móvil intermedia 114 están acopladas entre sí a través del mecanismo de deslizamiento del eje YZ 133. Con esta configuración, es posible lograr el accionamiento en las tres direcciones ortogonales por la unidad de accionamiento del eje Z 110, la unidad de accionamiento del eje Y 120 y la unidad de accionamiento del eje X 130 sin causar interferencias entre las tres direcciones ortogonales (es decir, el llamado accionamiento de baja diafonía).
[0039] La unidad motriz del eje izquierdo 200 tiene sustancialmente la misma configuración que la unidad motriz del eje derecho 100; sin embargo, la unidad motriz del eje izquierdo 200 se diferencia de la unidad motriz del eje derecho 100 en que la unidad motriz del eje izquierdo 200 no tiene un componente correspondiente a la unidad motriz del eje Y 120. En concreto, la unidad motriz del eje izquierdo 200 incluye una unidad motriz del eje Z 210 y una unidad motriz del eje X 230. La unidad de accionamiento del eje Z 210 y la unidad de accionamiento del eje X 230 tienen las mismas configuraciones que las de la unidad de accionamiento del eje Z 110 y la unidad de accionamiento del eje X 130 de la unidad de accionamiento del eje derecho 100, respectivamente. Más concretamente, la unidad de accionamiento del eje Z 210 incluye un actuador del eje Z 211, un mecanismo de deslizamiento del eje XY 213, un mecanismo de rotación del eje Z 215 y una unidad de rodamiento 250 que están acoplados en la dirección del eje Z a través de tres mesas móviles. La unidad de accionamiento del eje X 230 incluye un actuador del eje X 231, un mecanismo de deslizamiento del eje YZ 233 y un miembro de acoplamiento 236 que están acoplados en la dirección del eje X a través de dos mesas móviles.
[0040] La unidad de aplicación de pesos 400R está dispuesta junto a la unidad de accionamiento del eje Z 110 (la unidad de accionamiento del eje derecho 100) en el lado derecho (el lado negativo del eje Y) de la unidad de accionamiento del eje Z 110. Además, la unidad de aplicación de peso 400L está dispuesta para adosarse a la unidad de accionamiento del eje Z 210 (la unidad de accionamiento del eje izquierdo 200) en el lado izquierdo (el lado positivo del eje Y) de la unidad de accionamiento del eje Z 210.
[0041] La unidad de aplicación de peso 400R (400L) incluye una pieza de bastidor 410 formada en forma de arco (en forma de U invertida) y un muelle helicoidal 420. Un extremo superior del muelle helicoidal 420 se fija a la parte central de la superficie inferior de una viga 411 de la parte del bastidor 410, y un extremo inferior del muelle helicoidal 420 se fija a la superficie superior de la caja de eje derecha 500R (la caja de eje izquierda 500L).
[0042] El muelle helicoidal 420 es un muelle de compresión y aplica una carga estática que apunta hacia abajo a un extremo del eje de la máquina de pruebas 300 a través de la caja de eje derecha 500R (la caja de eje izquierda 500L) y la pieza de prueba Tl (T2). La carga estática simula el peso de una carrocería aplicada a un eje montado en un vehículo real.
[0043] Como se muestra en la Fig. 2, la unidad de accionamiento rotacional 600 incluye un motor 610 fijado a un bastidor de un rodamiento de la máquina de pruebas 251, una rueda dentada motriz 620 accionada por el motor 610, y una rueda dentada motriz 630 fijada al eje de la máquina de pruebas 300. La rueda dentada motriz 630 se acopla con la rueda dentada motriz 620, y una fuerza motriz del motor 610 se transmite al eje de la máquina de pruebas 300 a través de la rueda dentada motriz 620 y la rueda dentada motriz 630 para hacer girar el eje de la máquina de pruebas 300.
[0044] A continuación, se explica una prueba de durabilidad de las piezas de ensayo T1 y T2 realizada con la máquina de pruebas de rodamientos 1. A las piezas de la pruebas T1 y T2 se les aplica la carga estática descendente que simula el peso de un vehículo. La carga estática se transmite, a través de las piezas de prueba T1 y T2, al eje de la máquina de pruebas 300 que simula un eje de un vehículo. La carga estática aplicada al eje de la máquina de pruebas 300 se transmite además a la unidad motriz del eje derecho 100 y a la unidad motriz del eje izquierdo 200 que soportan el eje de la máquina de pruebas 300. La unidad de accionamiento del eje derecho 100 y la unidad de accionamiento del eje izquierdo 200 aplican una fuerza de reacción de la carga estática y la fuerza vibratoria causada por las unidades de accionamiento del eje Z 110 y 210 en la dirección del eje Z a las piezas de prueba T1 y T2 a través del eje de la máquina de pruebas 300. Además, la unidad motriz del eje derecho 100 aplica la fuerza vibratoria causada por la unidad motriz del eje Y 120 en la dirección del eje Y a las piezas de prueba T1 y T2 a través del eje de la máquina de pruebas 300. Además, la unidad motriz del eje derecho 100 y la unidad motriz del eje izquierdo 200 aplican la fuerza vibratoria causada por las unidades motrices del eje X 130 y 230 a las piezas de prueba T1 y T2 a través del eje de la máquina de pruebas 300. Cabe señalar que las fuerzas vibratorias en las direcciones del eje Z, del eje Y y del eje X simulan las vibraciones aplicadas a un eje desde una superficie de la carretera a través de una rueda. El punto en el que se aplica la carga de la pieza de pruebas T1 (T2) al eje de la máquina de pruebas 300 y el punto en el que se aplica la carga de la unidad motriz del eje derecho 100 (la unidad motriz del eje izquierdo 300) al eje de la máquina de pruebas 300 son diferentes entre sí. Por lo tanto, como en el caso de la carga que recibe un rodamiento de eje montado en un vehículo, la carga aplicada a la pieza de prueba T1 (T2) a través del eje de la máquina de prueba 300 incluye una carga de momento sobre el eje X además de la carga en la dirección del eje Z. Por lo tanto, el eje de la máquina de pruebas 300 se gira a un número de rotación predeterminado por la unidad de conducción rotacional 600 en un estado en el que las cargas sofisticadas se aplican a las piezas de prueba T1 y T2 y al eje de la máquina de pruebas 300. Como resultado, se hace posible realizar la prueba de durabilidad bajo la carga similar a las condiciones de uso reales girando el eje de la máquina de prueba 300 al que se unen las piezas de prueba T1 y T2 mientras se aplica, a las piezas de prueba T1 y T2, la carga sustancialmente igual a una carga que un rodamiento de eje unido a un vehículo recibe durante el viaje de un vehículo.
[0045] La máquina de pruebas de rodamientos 1 está configurada además para poder realizar la prueba de durabilidad simulando un estado en el que un eje está inclinado con respecto a un vehículo alrededor del eje Z o del eje X.
[0046] La Fig. 3 es una vista en planta de la máquina de pruebas de rodamientos 1, que ilustra en general un caso en el que la prueba de durabilidad se realiza simulando un estado en el que un eje está inclinado alrededor del eje Z con respecto a un vehículo. Como se ha descrito anteriormente, la máquina de pruebas de rodamientos 1 está configurada de tal manera que el eje de la máquina de pruebas 300 y las unidades de rodamientos 150 y 250 pueden inclinarse alrededor del eje Z mediante los mecanismos de rotación del eje Z 115 y 215 (véase la Fig. 2). Concretamente, es posible hacer que el eje de la máquina de pruebas 300 se incline alrededor del eje Z sin causar que las unidades de rodamiento 150 y 250 se deformen, moviendo las unidades de rodamiento 150 y 250 por las unidades de conducción del eje X 130 y 230 en la dirección del eje X por diferentes distancias. Cuando el eje de la máquina de pruebas 300 se inclina alrededor del eje Z mediante el accionamiento de las unidades de accionamiento del eje X 130 y 230, es necesario acortar el intervalo de disposición entre las unidades de rodamiento 150 y 250 en la dirección del eje Y de acuerdo con el ángulo inclinado. En esta realización, la unidad de rodamiento 250 está configurada para ser deslizable en la dirección del eje Y con respecto a la unidad de accionamiento del eje Z 210 y la unidad de accionamiento del eje X 230 proporcionando el mecanismo de deslizamiento del eje XY 213 y el mecanismo de deslizamiento del eje YZ 233. Por lo tanto, cuando el eje de la máquina de pruebas 300 se inclina alrededor del eje Z, la unidad de rodamiento 250 se desliza en el eje Y, y el intervalo de disposición entre las unidades de rodamiento 150 y 250 en la dirección del eje Y puede ajustarse automáticamente.
[0047] Cuando el eje de la máquina de pruebas 300 se inclina alrededor del eje Z, se produce una deformación por cizallamiento en el muelle helicoidal 420 en la dirección del eje X, y se aplica una fuerza de cizallamiento que actúa en la dirección del eje X a las piezas de ensayo T1 y T2 desde el muelle helicoidal 420, como en el caso de un rodamiento de eje montado en un vehículo Por lo tanto, la máquina de prueba de rodamientos 1 es capaz de aplicar, a las piezas de prueba T1 y T2, una carga sustancialmente igual a la que recibe un rodamiento de eje cuando un eje gira alrededor del eje Z en un vehículo real.
[0048] La Fig. 4 es una vista en planta de la máquina de pruebas de rodamientos 1, que ilustra en general un caso en el que la prueba de durabilidad se realiza simulando un estado en el que un eje está inclinado alrededor del eje X con respecto a un vehículo. Como se ha descrito anteriormente, el rodamiento de la máquina de pruebas 151 (251) está configurado para ser oscilante alrededor del eje X por el eje de bisagra 152 (252). Por lo tanto, moviendo las unidades de rodamiento 150 y 250 en la dirección del eje Z por diferentes distancias por las unidades de conducción del eje Z 110 y 210, es posible causar que el eje de la máquina de pruebas 300 se incline alrededor del eje X sin causar deformación en las unidades de rodamiento 150 y 250. En este caso, mediante el mecanismo de deslizamiento XY 213 y el mecanismo de deslizamiento YZ 233 (véase la Fig. 3), la unidad de rodamiento 250 se desliza en la dirección del eje Y y, por lo tanto, el intervalo de disposición entre las unidades de rodamiento 150 y 250 en la dirección del eje Y se ajusta automáticamente para que no se produzca una tensión excesiva en el eje de la máquina de pruebas 300.
[0049] En este caso, el muelle helicoidal 420 se expande y se contrae en la dirección del eje Z, y la magnitud de la carga estática que se aplica en las piezas del ensayo T1 y T2 en la dirección del eje Z desde el muelle helicoidal 420 varía como en el caso de un rodamiento de eje montado en un vehículo. Por lo tanto, la máquina de prueba de rodamientos 1 es capaz de aplicar a las piezas de prueba T1 y T2, una carga sustancialmente igual a la que recibe un rodamiento de eje cuando un eje está inclinado alrededor del eje X en un vehículo real.
[0050] La realización descrita anteriormente es un ejemplo en el que la presente invención se aplica a la prueba de durabilidad para un rodamiento de eje de un vehículo; sin embargo, la presente invención se puede aplicar a la prueba de durabilidad para varios tipos de rodamientos rotacionales (un rodamiento de rodadura y un rodamiento de deslizamiento), además de un rodamiento de eje.
[0051] Lo anterior es la realización de la invención. Sin embargo, la presente invención no se limita a la forma de realización descrita anteriormente, sino que puede variarse de diversas maneras dentro del ámbito de la invención.
[0052] Por ejemplo, la parte del bastidor 410 puede estar provista de un medio de ajuste de la carga estática que ajusta la carga estática causada por el muelle helicoidal 420, de modo que la carga estática puede ajustarse a una magnitud deseada. Como medio de ajuste de la carga estática, puede utilizarse un cilindro hidráuli
magnitud de la carga estática, por ejemplo, cambiando la altura de la posición fija del muelle helicoidal 420. En lugar del muelle helicoidal 420, se puede utilizar otro tipo de miembro elástico, como un muelle de aire. En este caso, ajustando la presión de aire suministrada al muelle de aire, la carga estática puede ajustarse. Proporcionando así los medios de ajuste de la carga estática, las pruebas pueden realizarse suponiendo varios tipos de carrocerías de vehículos con diferentes pesos.
[0053] En la máquina de pruebas de rodamientos 1 según la realización, se proporcionan un par de unidades de accionamiento de los ejes X izquierdo y derecho 130 y 230. Sin embargo, la máquina de pruebas de rodamientos 1 puede estar configurada para tener sólo una de las unidades de conducción X izquierda y derecha 130 y 230. En tal caso, en la unidad de conducción del eje que no tiene la unidad de conducción del eje X, un mecanismo de deslizamiento del eje Y y un mecanismo de deslizamiento del eje Z pueden ser utilizados en lugar del mecanismo de deslizamiento del eje XY y el mecanismo de deslizamiento del eje ZX.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Una máquina de prueba de rodamientos (1), la máquina de prueba de rodamientos que comprende: un eje de la máquina de pruebas (300) al que se une un rodamiento de eje (Tl, T2) que es una pieza de prueba, siendo el eje de la máquina de pruebas (300) un eje de rotación que se extiende en una dirección del eje Y que es una dirección horizontal;
una unidad de accionamiento rotativo (600) configurada para hacer girar el eje de la máquina de pruebas (300); caracterizado por
una unidad de sujeción de la pieza de la prueba (500L, 500R) configurada para sujetar elásticamente la pieza de la prueba (Tl, T2):
y
una unidad de accionamiento del eje derecho (100) que tiene una unidad de rodamiento (150) configurada para soportar rotatoriamente el eje de la máquina de pruebas (300);
donde la unidad de rodamiento (150) comprende:
un rodamiento de la máquina de pruebas (151) que soporta rotatoriamente el eje de la máquina de pruebas (300); y un mecanismo de la bisagra (152) que apoya el rodamiento de la máquina de pruebas (151) para ser basculante alrededor de una dirección del eje de X que sea una dirección horizontal ortogonal a la dirección del eje de Y; donde la unidad de conducción del eje derecho (100) comprende:
una mesa de conducción (114);
una unidad de accionamiento del eje Z (110) configurada para accionar la mesa de accionamiento (114) en una dirección vertical del eje Z;
un mecanismo de deslizamiento del eje XY (113) que acopla la mesa motriz (114) con la unidad motriz del eje Z (110) para ser deslizable en la dirección del eje Y y en la dirección del eje X que es una dirección horizontal ortogonal a la dirección del eje Y;
una unidad de accionamiento del eje X (130) configurada para accionar la mesa de accionamiento (114) en la dirección del eje X;
un mecanismo de deslizamiento del eje YZ (133) que acopla la mesa motriz (114) con la unidad motriz del eje X (130) para ser deslizable en la dirección vertical del eje Z y en la dirección del eje Y;
y un mecanismo de rotación del eje Z (115) que acopla la unidad de rodamiento (150) con la mesa motriz (114) para ser oscilante en la dirección del eje Z vertical;
y una unidad de accionamiento del eje izquierdo (200) que tiene una unidad de rodamiento (250) configurada para soportar rotatoriamente el eje de la máquina de pruebas (300);
donde la unidad de rodamiento (150) comprende además:
un rodamiento de la máquina de pruebas (251) que soporta rotatoriamente el eje de la máquina de pruebas (300); y un mecanismo de la bisagra (252) que soporta el rodamiento de la máquina de la prueba (251) para ser basculante alrededor de la dirección del eje de X;
donde la unidad de conducción del eje izquierdo (200) comprende:
una mesa de conducción;
una unidad de accionamiento del eje Z (210) configurada para accionar la mesa de accionamiento en la dirección vertical del eje Z;
un mecanismo de deslizamiento del eje XY (213) que acopla la mesa motriz con la unidad motriz del eje Z (210) para ser deslizable en la dirección del eje Y y en la dirección del eje X; una unidad motriz del eje X (230) configurada para accionar la mesa motriz en la dirección del eje X;
un mecanismo de deslizamiento del eje YZ (233) que acopla la mesa motriz con la unidad motriz del eje X (230) para ser deslizable en la dirección del eje Z vertical y en la dirección del eje Y;
y un mecanismo de rotación del eje Z (215) que acopla la unidad de rodamiento (250) con la mesa motriz para ser oscilante alrededor de la dirección del eje Z vertical.
2. Una máquina de prueba de rodamientos (1) según la reivindicación 1
donde la unidad de conducción del eje derecho (100) comprende:
una unidad de accionamiento del eje Y (120) configurada para accionar la mesa motriz (114) en la dirección del eje Y; y un mecanismo de deslizamiento del eje ZX (123) que acopla la mesa motriz (114) con la unidad de accionamiento del eje Y (120) para ser deslizable en la dirección del eje Z vertical y en la dirección del eje X.
3. Una máquina de prueba de rodamientos (1) según la reivindicación 1 o 2
donde la unidad de sujeción de la pieza de prueba (500L, 500R) comprende:
una caja de eje (500L, 500R) que sostiene la pieza de prueba (Tl, T2); y un miembro elástico (420) que aplica una carga que actúa en la dirección del eje Z vertical a la caja de eje (500L, 500R).
4. Una máquina de prueba de rodamientos (1) según la reivindicación 3
donde la pieza de prueba (Tl, T2) comprende
una primera pieza de pruebas y una segunda pieza de pruebas que están unidas a un extremo y al otro extremo del eje de la máquina de pruebas (300), respectivamente
donde la caja del eje (500L, 500R) comprende:
una primera caja de eje (500R) que sostiene la primera pieza de prueba (Tl); y
una segunda caja del eje (500L) que sostiene la segunda de la prueba (T2), en donde el miembro elástico (420) comprende: -un primer miembro elástico (420) que aplica una carga que actúa en la dirección vertical del eje Z en la primera caja del eje (500R); y
un segundo miembro elástico que aplica una carga que actúa en la dirección vertical del eje Z en la segunda caja de eje (500L).
5. Una máquina de prueba de rodamientos (1) según la reivindicación 3 o 4 que comprende además una pieza de bastidor (410) que soporta un extremo del miembro elástico (420);
donde el otro extremo del miembro elástico (420) está fijado a la caja de eje (500R).
6. Una máquina de prueba de rodamientos (1) según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en la que el miembro elástico (420) es un muelle helicoidal.
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