一种基于立式磁悬浮轴承系统的双层保护轴承试验机

本发明涉及磁悬浮轴承检测，具体为一种基于立式磁悬浮轴承系统的双层保护轴承试验机。

背景技术：

1、磁悬浮轴承是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直，轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。与传统的钢球轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。

2、为改进轴承设计和验证使用水平能否满足磁悬浮轴系保护轴承工作工况的实际需要，需要使用轴承试验机模拟磁悬浮轴系保护轴承工况，对轴承的运转性能进行实验，如申请号为201811642189.9所述的一种磁悬浮轴系保护轴承性能试验机，其通过升降装置、轴系衬套、主轴和电机的配合，利用升降装置对轴系衬套和主轴进行支撑，在电机带动主轴转动到20000r/min的转速后，通过控制升降装置收缩，不再对轴系衬套和主轴进行限位，在测试衬套的设置下，对待测试轴承进行性能检测。

3、基于对上述资料的检索，可以看出，常规的保护轴承试验机一次只能够进行一种转速情况下的测试，测试效率较低，且在主轴高速转动过程中，容易因为摩擦力影响到主轴的有效下降，影响待测试轴承检测结果的精准度，且高速转动的主轴在长时间的试验过程中，产生较大热量，容易对试验机的正常使用寿命产生影响。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于立式磁悬浮轴承系统的双层保护轴承试验机，解决了常规的保护轴承试验机一次只能够进行一种转速情况下的测试，测试效率较低，且在主轴高速转动过程中，容易因为摩擦力影响到主轴的有效下降，影响待测试轴承检测结果的精准度，且高速转动的主轴在长时间的试验过程中，产生较大热量，容易对试验机正常使用寿命产生影响的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于立式磁悬浮轴承系统的双层保护轴承试验机，包括试验箱，所述试验箱顶部的一侧通过连接架固定连接有驱动电机，所述试验箱顶部的另一侧固定连接有减速机，所述驱动电机的输出端通过联轴器固定连接有第一转轴，所述第一转轴通过第一齿轮件与减速机的输入轴传动连接，所述减速机的输出轴贯穿试验箱并通过联轴器固定连接有第二转轴，所述第一转轴的底端贯穿试验箱设置，且第一转轴和第二转轴的底端均固定连接有花键柱，所述试验箱的内部从上至下依次固定安装有冷却盆和试验台，所述冷却盆内部设置有油液，所述冷却盆底部的左右两侧均贯穿并滑动安装有测试轴，所述测试轴的顶部固定连接有花键柱相适配的花键筒，所述试验台顶部的左右两侧均开设有阶梯测试孔，所述阶梯测试孔的内部放置有测试轴承，所述测试轴底部的外表面套设并固定安装有与测试轴承相适配的测试套，测试套包括测试筒和测试环，所述测试环套设并固定安装在测试筒外周的顶部，所述测试筒的外表面与测试轴承的内表面相配合使用，所述测试环的底部与测试轴承的顶部相接触，所述试验台上设置有伸缩调节件，所述测试轴的外表面设置有与伸缩调节件相适配的搭接定位组件；

5、所述冷却盆上设置有冷却润滑驱动组件，且第二转轴的表面通过第二齿轮件与冷却润滑驱动组件传动连接。

6、通过采用上述技术方案，利用减速机和驱动电机的设置，在第一齿轮件的配合下，实现第一转轴和第二转轴的差速转动，配合花键筒和花键柱的设置，实现两个测试轴的不同转速转动，进而达到对保护轴承进行双层转速的测试，测试效率更高。

7、为了实现不同转速情况下保护轴承的试验，本发明进一步设置为：所述第一齿轮件包括相配合使用的第一主动锥齿轮和第二主动锥齿轮，所述第一主动锥齿轮套设并固定安装在第一转轴的外周，所述第二主动锥齿轮套设并固定安装在减速机输入轴的外表面。

8、本发明进一步设置为：所述伸缩调节件包括电动伸缩杆，所述电动伸缩杆固定安装在试验台的底部，所述电动伸缩杆的伸缩端贯穿试验台并固定连接有调节板，所述调节板顶部的左右两侧均固定连接有调节柱。

9、本发明进一步设置为：所述搭接定位组件包括套环和定位套，所述定位套的外表面套设并固定连接有装配板，所述装配板的外表面与冷却盆的内壁固定连接，所述套环套设并固定安装在测试轴的外表面，所述套环的外周间隔均匀的固定安装有若干个倾斜板，所述倾斜板远离套环的一侧固定连接有限位板，所述限位板设置在定位套的内部，且限位板靠近定位套的一侧镶嵌并转动安装有第一钢球。

10、本发明进一步设置为：同一个所述定位套中若干个限位板之间固定连接有接触环，所述接触环设置在调节柱的上方，且调节柱的顶部镶嵌并转动安装有与接触环相配合使用的第二钢球；

11、所述冷却盆内腔底部的左右两侧且位于定位套的内部均开设有通孔，所述通孔与测试轴相配合使用，所述冷却盆内腔的底部且位于通孔的外周固定安装有隔离筒，且隔离筒设置在接触环的内部。

12、通过采用上述技术方案，利用套环、倾斜板、限位板和定位套的配合设置，保证测试轴在下降过程中的稳定性，且在第一钢球的设置下，有效降低限位板伴随测试轴转动过程中产生的摩擦力，在隔离筒和接触环的配合下，实现冷却盆中油液与测试轴的有效隔离，在接触环、调节柱和第二钢球的设置下，当带动伸缩杆推动调节板使第二钢球与接触环接触时，有效降低接触环的摩擦发热量。

13、为了降低测试轴转动过程中产生的摩擦力，本发明进一步设置为：所述冷却润滑驱动组件包括抽取筒和两个吊杆，两个所述吊杆均固定安装在试验箱内腔的顶部，所述吊杆之间转动连接有曲轴，所述曲轴弯曲处的外避免套设并转动连接有驱动杆，所述抽取筒固定安装在装配板顶部的中部，所述抽取筒的内部滑动安装有活塞板，所述活塞板的顶部通过转动块与驱动杆的一端转动连接，所述抽取筒的底部连通有抽管，所述抽管的一端贯穿装配板并延伸至冷却盆内腔的底部，所述抽取筒的左右两侧从上至下依次连通有出气管和导液管，所述出气管的外表面设置有控制出气管出气的单向阀门，所述导液管远离抽取筒的一端延伸至定位套的内壁处。

14、所述第二齿轮件包括相配合使用的第一降速锥齿轮和第二降速锥齿轮，所述第一降速锥齿轮套设并固定安装在第二转轴的外表面，所述曲轴的一端贯穿吊杆设置，且第二降速锥齿轮套设并固定安装在曲轴一端的外表面。

15、通过采用上述技术方案，利用第一降速锥齿轮和第二降速锥齿轮的配合，在第二转轴转动过程中，驱动曲轴转动，在驱动杆、活塞板和抽取筒的设置下，通过抽管将油液从冷却盆中抽起，从导液管导入到定位套内壁上，进一步降低第一钢球和定位套之间的摩擦力，保证测试轴在高速转动状态下的有效下降，同时还实现对第一钢球的持续油冷降温，保证装置的长时间稳定使用。

16、本发明进一步设置为：所述试验台的顶部且位于阶梯测试孔的外周通过螺栓固定连接有与测试轴承相适配的压紧环。

17、(三)有益效果

18、本发明提供了一种基于立式磁悬浮轴承系统的双层保护轴承试验机。具备以下有益效果：

19、(1)本发明通过利用减速机和驱动电机的设置，在第一齿轮件的配合下，实现第一转轴和第二转轴的差速转动，配合花键筒和花键柱的设置，实现两个测试轴的不同转速转动，进而达到对保护轴承进行双层转速的测试，测试效率更高，利用搭接定位组件和伸缩调节件的配合，实现两个测试轴的下降控制，且在冷却润滑驱动组件和第二齿轮件的配合下，将冷却盆中的油液抽送到搭接定位组件中，降低摩擦力的同时，保证测试轴的有效下降，为装置的长时间持续使用提供便利条件。

20、(2)本发明通过利用套环、倾斜板、限位板和定位套的配合设置，保证测试轴在下降过程中的稳定性，且在第一钢球的设置下，有效降低限位板伴随测试轴转动过程中产生的摩擦力，在隔离筒和接触环的配合下，实现冷却盆中油液与测试轴的有效隔离，在接触环、调节柱和第二钢球的设置下，当带动伸缩杆推动调节板使第二钢球与接触环接触时，有效降低接触环的摩擦发热量。

21、(3)本发明通过利用第一降速锥齿轮和第二降速锥齿轮的配合，在第二转轴转动过程中，驱动曲轴转动，在驱动杆、活塞板和抽取筒的设置下，通过抽管将油液从冷却盆中抽起，从导液管导入到定位套内壁上，进一步降低第一钢球和定位套之间的摩擦力，保证测试轴在高速转动状态下的有效下降，同时还实现对第一钢球的持续油冷降温，保证装置的长时间稳定使用。