一种盾构主轴承温度场测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种盾构主轴承温度场测试系统，包括待测主轴承、主轴承固定座、加载系统、驱动系统、基座、加载盘、润滑系统和控制柜，待测主轴承转动安装于主轴承固定座的主轴承安装腔中；驱动系统、加载系统、润滑系统分别与控制柜电连接，驱动系统用于驱动待测主轴承转动，加载系统包括轴向加载装置、径向加载装置和倾覆力矩加载系统，润滑系统包括注油泵和注油管，主轴承固定座的轴向槽中安装有温度传感器，密封后盖板的圆筒上安装有润滑油喷嘴。本实用新型专利技术可以研究在单作用载荷或多种载荷耦合作用下主轴承温度场的分布特性，也可以研究在不同转速、良好润滑、润滑失效、无润滑状态下主轴承温度场的分布特性。

A test system for temperature field of shield main bearing

【技术实现步骤摘要】
一种盾构主轴承温度场测试系统
本技术涉及TBM岩石掘进机掘进
，尤其涉及一种盾构主轴承温度场测试系统。
技术介绍
目前，我国的许多大城市都在进行地铁的建设工作，盾构施工法作为一种安全高效的隧道挖掘技术在地铁的建设工作中得到广泛的应用。盾构施工是通过盾构机在地面以下挖掘隧道。盾构机是一种集高科技、高标准、高质量为一体的大型工程机械，目前我国盾构机的关键零部件主要依赖进口，这样就大大提高了国产盾构机的成本，在盾构施工的过程中盾构机关键零部件的更换也十分不方便，并且对盾构机关键零部件的维修工作带来很大的制约，从而对盾构施工的工期有着很大的影响。国内关于盾构机关键部件标准的制定还有待完善，为了推动盾构机关键零部件国产化，促进盾构机制造业的转型升级，制定盾构机关键零部件的行业标准十分迫切，而建设“工业性试验”平台能够用于测试盾构机关键零部件的性能，为盾构机关键零部件的设计与制造采集数据。盾构主轴承是盾构机刀盘驱动系统中核心部件，起着支撑盾构刀盘并使之回转破岩的作用，主轴承运行时安全性、稳定性是保证隧道掘进施工安全推进的前提。由此可见，主轴承的使用寿命是直接影响到盾构机的使用周期。而在盾构机掘进作业过程中，主轴承温升过高/承载压力过大日益凸显出来。主轴承温度分布状态对轴承的性能影响很大，它会影响主轴承的材料塑形增加，润滑油脂粘度下降，降低主轴承的疲劳寿命。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本技术的目的在于提供一种盾构主轴承温度场测试系统，可通过加载系统的轴向、径向、倾覆力矩加载装置可以单独对主轴承施加载荷，或采用控制变量法进行分析，在固定其中两个力或力矩的前提下改变另一个力或力矩，以研究在单作用载荷或多种载荷耦合作用下主轴承温度场的分布特性。本技术的目的通过下述技术方案实现：一种盾构主轴承温度场测试系统，包括待测主轴承、主轴承固定座、加载系统、驱动系统、基座、加载盘、润滑系统和控制柜，所述待测主轴承内部具有内齿圈，所述内齿圈上呈圆周连续分布有内齿，所述主轴承固定座、驱动系统、加载系统、润滑系统安装于基座上，所述主轴承固定座中心贯穿开有通孔，所述主轴承固定座具有与通孔相连通的主轴承安装腔，所述待测主轴承转动安装于主轴承固定座的主轴承安装腔中；所述驱动系统、加载系统、润滑系统分别与控制柜电连接，所述驱动系统用于驱动待测主轴承转动，所述加载系统包括轴向加载装置、径向加载装置和倾覆力矩加载系统，所述待测主轴承上平行对应设有加载盘，所述加载盘中心与待测主轴承中心对应，所述轴向加载装置用于轴向作用于加载盘以实现对待测主轴承的轴向加载，所述径向加载装置用于径向作用于加载盘以实现对待测主轴承的径向加载，所述倾覆力矩加载系统由两个倾覆力矩加载装置组成，两个倾覆力矩加载装置对应设于加载盘两侧，所述倾覆力矩加载系统的两个倾覆力矩加载装置分别对称作用于加载盘两侧以实现对待测主轴承的倾覆力矩加载；所述润滑系统包括注油泵和与注油泵相连接的注油管，所述注油泵与控制柜电连接，所述主轴承固定座的主轴承安装腔呈圆周均匀分布设有轴向槽，所述轴向槽中安装有温度传感器，所有温度传感器均与控制柜电连接，所述待测主轴承前后两侧分别安装有密封前盖板和密封后盖板，所述密封后盖板具有伸入待测主轴承的内齿圈中的圆筒，所述圆筒上安装有与注油管相连通的润滑油喷嘴。为了更好地实现本技术，所述驱动系统包括驱动支承座、电机和减速机，所述电机与控制柜电连接，所述驱动支承座固定安装于基座上，所述电机、减速机固定安装于驱动支承座顶部，所述电机与减速机对应动力连接，所述减速机的动力轴通过联轴器动力连接有驱动轴，所述驱动支承座顶部固定有轴承座，所述驱动轴转动安装于轴承座上，所述驱动轴穿过圆筒，所述圆筒内部设有与驱动轴相配合的轴承，所述驱动轴端部固定有驱动齿轮，所述驱动齿轮与待测主轴承的内齿圈的内齿齿轮啮合。作为优选，所述润滑油喷嘴的数量为四个，四个润滑油喷嘴均匀安装于圆筒上，所述润滑油喷嘴与待测主轴承的内齿圈的内齿齿轮相对应。作为优选，所述轴向加载装置包括油缸支承架A、轴向加载油缸、压力传感器A、对中加载装置和球状加载头，所述油缸支承架A固定于基座上，所述轴向加载油缸固定安装于油缸支承架A顶部，所述轴向加载油缸与控制柜电连接，所述轴向加载油缸具有轴向加载杆，所述轴向加载油缸的轴向加载杆上安装有安装法兰A，所述安装法兰A上安装有压力传感器A，所述压力传感器A与控制柜电连接，所述球状加载头对应安装于压力传感器A上；所述加载盘中心安装有轴承固定座，所述轴承固定座内部中心安装有圆锥滚子轴承，所述对中加载装置与轴承固定座对应安装，所述对中加载装置与圆锥滚子轴承内圈相配合，所述对中加载装置具有与球状加载头相配合的半球孔。作为优选，所述径向加载装置包括油缸支架、径向加载油缸、压力传感器B和径向加载头，所述油缸支架固定于基座上，所述径向加载油缸固定安装于油缸支架上，所述径向加载油缸与控制柜电连接，所述径向加载油缸具有径向加载杆，所述径向加载油缸的径向加载杆上安装有安装法兰B，所述安装法兰B上安装有压力传感器B，所述压力传感器B与控制柜电连接，所述径向加载头对应安装于压力传感器B上；所述加载盘外边缘沿圆周设有径向加载滚道，所述径向加载头上设有与径向加载滚道相配合的径向加载滚子。作为优选，所述倾覆力矩加载装置包括油缸支承架B、倾覆力矩加载油缸、压力传感器C和倾覆力矩加载头，所述油缸支承架B固定于基座上，所述倾覆力矩加载油缸固定安装于油缸支承架B顶部，所述倾覆力矩加载油缸与控制柜电连接，所述倾覆力矩加载油缸具有力矩加载杆，所述倾覆力矩加载油缸的力矩加载杆上安装有安装法兰C，所述安装法兰C上安装有压力传感器C，所述压力传感器C与控制柜电连接，所述倾覆力矩加载头对应安装于压力传感器C上；所述加载盘靠近外边缘呈圆周设有力矩加载滚道，所述倾覆力矩加载头上设有与力矩加载滚道相配合的力矩加载滚子。作为优选，所述安装法兰A螺纹安装于轴向加载油缸的轴向加载杆上并通过锁紧螺母A锁紧；所述球状加载头螺纹安装于压力传感器A上并通过锁紧螺母B锁紧；所述对中加载装置末端通过放松脱螺母连接固定于轴承固定座上。作为优选，所述安装法兰B螺纹安装于径向加载油缸的径向加载杆上并通过锁紧螺母C锁紧；所述径向加载头螺纹连接于压力传感器B上并通过锁紧螺母D锁紧。作为优选，所述安装法兰C螺纹安装于倾覆力矩加载油缸的力矩加载杆上并通过锁紧螺母E锁紧；所述倾覆力矩加载头螺纹连接于压力传感器C上并通过锁紧螺母F锁紧。本技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本技术可通过加载系统的轴向、径向、倾覆力矩加载装置可以单独对主轴承施加载荷，或采用控制变量法进行分析，在固定其中两个力或力矩的前提下改变另一个力或力矩，可以研究在单作用载荷或多种载荷耦合作用下主轴承温度场的分布特性。(2)本技术可通过控制柜控制主轴承的转速，润滑系统润滑油黏度以及流量，进而实现在不同转速、良好润滑、润滑失效、无润滑状态下主轴承温度场的分布特性以及影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构主轴承温度场测试系统，包括待测主轴承(1)，所述待测主轴承(1)内部具有内齿圈，所述内齿圈上呈圆周连续分布有内齿，其特征在于：还包括主轴承固定座(2)、加载系统、驱动系统(4)、基座(5)、加载盘(6)、润滑系统(7)和控制柜(8)，所述主轴承固定座(2)、驱动系统(4)、加载系统、润滑系统(7)安装于基座(5)上，所述主轴承固定座(2)中心贯穿开有通孔(21)，所述主轴承固定座(2)具有与通孔(21)相连通的主轴承安装腔(22)，所述待测主轴承(1)转动安装于主轴承固定座(2)的主轴承安装腔(22)中；所述驱动系统(4)、加载系统、润滑系统(7)分别与控制柜(8)电连接，所述驱动系统(4)用于驱动待测主轴承(1)转动，所述加载系统包括轴向加载装置(3)、径向加载装置(11)和倾覆力矩加载系统，所述待测主轴承(1)上平行对应设有加载盘(6)，所述加载盘(6)中心与待测主轴承(1)中心对应，所述轴向加载装置(3)用于轴向作用于加载盘(6)以实现对待测主轴承(1)的轴向加载，所述径向加载装置(11)用于径向作用于加载盘(6)以实现对待测主轴承(1)的径向加载，所述倾覆力矩加载系统由两个倾覆力矩加载装置(12)组成，两个倾覆力矩加载装置(12)对应设于加载盘(6)两侧，所述倾覆力矩加载系统的两个倾覆力矩加载装置(12)分别对称作用于加载盘(6)两侧以实现对待测主轴承(1)的倾覆力矩加载；所述润滑系统(7)包括注油泵和与注油泵相连接的注油管，所述主轴承固定座(2)的主轴承安装腔(22)呈圆周均匀分布设有轴向槽(23)，所述轴向槽(23)中安装有温度传感器，所有温度传感器均与控制柜(8)电连接，所述待测主轴承(1)两侧分别安装有密封前盖板(9)和密封后盖板(10)，所述密封后盖板(10)具有伸入待测主轴承(1)的内齿圈中的圆筒(101)，所述圆筒(101)上安装有与注油管相连通的润滑油喷嘴(102)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种盾构主轴承温度场测试系统，包括待测主轴承(1)，所述待测主轴承(1)内部具有内齿圈，所述内齿圈上呈圆周连续分布有内齿，其特征在于：还包括主轴承固定座(2)、加载系统、驱动系统(4)、基座(5)、加载盘(6)、润滑系统(7)和控制柜(8)，所述主轴承固定座(2)、驱动系统(4)、加载系统、润滑系统(7)安装于基座(5)上，所述主轴承固定座(2)中心贯穿开有通孔(21)，所述主轴承固定座(2)具有与通孔(21)相连通的主轴承安装腔(22)，所述待测主轴承(1)转动安装于主轴承固定座(2)的主轴承安装腔(22)中；所述驱动系统(4)、加载系统、润滑系统(7)分别与控制柜(8)电连接，所述驱动系统(4)用于驱动待测主轴承(1)转动，所述加载系统包括轴向加载装置(3)、径向加载装置(11)和倾覆力矩加载系统，所述待测主轴承(1)上平行对应设有加载盘(6)，所述加载盘(6)中心与待测主轴承(1)中心对应，所述轴向加载装置(3)用于轴向作用于加载盘(6)以实现对待测主轴承(1)的轴向加载，所述径向加载装置(11)用于径向作用于加载盘(6)以实现对待测主轴承(1)的径向加载，所述倾覆力矩加载系统由两个倾覆力矩加载装置(12)组成，两个倾覆力矩加载装置(12)对应设于加载盘(6)两侧，所述倾覆力矩加载系统的两个倾覆力矩加载装置(12)分别对称作用于加载盘(6)两侧以实现对待测主轴承(1)的倾覆力矩加载；所述润滑系统(7)包括注油泵和与注油泵相连接的注油管，所述主轴承固定座(2)的主轴承安装腔(22)呈圆周均匀分布设有轴向槽(23)，所述轴向槽(23)中安装有温度传感器，所有温度传感器均与控制柜(8)电连接，所述待测主轴承(1)两侧分别安装有密封前盖板(9)和密封后盖板(10)，所述密封后盖板(10)具有伸入待测主轴承(1)的内齿圈中的圆筒(101)，所述圆筒(101)上安装有与注油管相连通的润滑油喷嘴(102)。


2.按照权利要求1所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述驱动系统(4)包括驱动支承座(47)、电机(41)和减速机(42)，所述电机(41)与控制柜(8)电连接，所述驱动支承座(47)固定安装于基座(5)上，所述电机(41)、减速机(42)固定安装于驱动支承座(47)顶部，所述电机(41)与减速机(42)对应动力连接，所述减速机(42)的动力轴通过联轴器(43)动力连接有驱动轴(44)，所述驱动支承座(47)顶部固定有轴承座(45)，所述驱动轴(44)转动安装于轴承座(45)上，所述驱动轴(44)穿过圆筒(101)，所述圆筒(101)内部设有与驱动轴(44)相配合的轴承，所述驱动轴(44)端部固定有驱动齿轮(46)，所述驱动齿轮(46)与待测主轴承(1)的内齿圈的内齿齿轮啮合。


3.按照权利要求1或2所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述润滑油喷嘴(102)的数量为四个，四个润滑油喷嘴(102)均匀安装于圆筒(101)上，所述润滑油喷嘴(102)与待测主轴承(1)的内齿圈的内齿齿轮相对应。


4.按照权利要求1所述的一种盾构主轴承温度场测试系统，其特征在于：所述轴向加载装置(3)包括油缸支承架A(310)、轴向加载油缸(31)、压力传感器A(34)、对中加载装置(37)和球状加载头(36)，所述油缸支承架A(310)固定于基座(5)上，所述轴向加载油缸(31)固定安装于油缸支承架A(310)顶部，所述轴向加载油缸(31)与控制柜(8)电连接，所述轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：段文军，莫继良，章龙管，李恒，曹伟，范志勇，杨鹏，冯赟杰，张成帆，王好平，周仲荣，
申请(专利权)人：中铁工程服务有限公司，西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川;51