[發明專利]高速滾動接觸疲勞試驗機

有效

• 申請號: 201310272071.2
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103344553A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 胡占齊;楊育林;齊效文;黃茹楠;王少偉
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務所 13102
• 代理人: 鄂長林

技術領域

本發明涉及一種在高速重載工況下評價軸承材料滾動接觸疲勞性能的試驗機。

背景技術

作為廣泛使用的機械基礎零件，滾動軸承質量直接影響整機性能。目前，軸承的疲勞點蝕、塑性變形和磨損等問題制約著高速重載機械發展。開發高性能的軸承材料以適應旋轉零部件愈來愈高速的要求已是當務之急。接觸疲勞是滾動軸承最主要失效形式之一，且具有低應力和無宏觀變形等特征，接觸疲勞比靜力破壞危險性更大。模擬軸承實際工況，準確預測出特定條件下軸承的承載能力與壽命，進而對新型材料性能給出綜合評定，成為設計者和制造廠商關注焦點。準確模擬實際工況的高速滾動接觸疲勞試驗機成為高速滾動軸承材料選擇、結構設計及實際應用必不可少的手段。

現有技術“工況模擬滾動接觸疲勞試驗機”（中國專利；200510012674.4）、?“涂層滾動接觸疲勞試驗機”（中國專利；200810201694.X）和“一種滾動軸承疲勞壽命強化試驗機”（中國專利；20102020253623.3）都是進行滾動接觸疲勞試驗的專用設備。上述試驗機采用的加載方式均為機械加載或者液壓加載，機械加載能夠模擬一些簡單變化的載荷但不能實現連續加載，液壓加載容易造成環境污染且產生的噪音對傳感器信號的獲取造成一定的影響；“一種滾動軸承疲勞壽命強化試驗機”在高速重載條件下，傳動軸系中的支撐滾動軸承作為陪試件，可能會先于被測試軸承試件發生失效，影響試驗進度和試驗結果準確性；同時，“工況模擬滾動接觸疲勞試驗機”中軸系的支撐滾動軸承在測試中產生較大的靜摩擦力矩，影響試樣摩擦力矩測試結果。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述不足，本發明提供一種高速滾動接觸疲勞試驗機，該發明采用伺服電動缸加載、靜壓主軸和液壓支撐臺，載荷變化規律多，噪聲小，軸承試件的轉速可達12000rpm，摩擦力矩測試更精確。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高速滾動接觸疲勞試驗機，該試驗機包括機體、傳動系統、電動加載系統、監測系統和潤滑系統，其中：

機體由底座、機架、獨立電機底座和電機支架構成，底座上固定機架和獨立電機底座，獨立電機底座上安裝電機支架。

傳動系統包括伺服電機、主動帶輪、多楔帶、從動帶輪、靜壓主軸、傳動芯軸、陶瓷隔熱套、試件軸圈和固定螺釘；伺服電機固定在電機支架的側面上，主動帶輪通過錐套安裝在伺服電機伸出軸上，伺服電機通過主動帶輪，多楔帶與固定在靜壓主軸上端的從動帶輪傳動連接，靜壓主軸通過端部法蘭固定在機架的上橫梁上；傳動芯軸上端通過螺紋與靜壓主軸下端相連接，陶瓷隔熱套內圈與傳動芯軸通過間隙配合相連接，推力軸承式試件軸圈與傳動芯軸下端通過間隙配合連接，陶瓷隔熱套和固定螺釘安裝在試件軸圈兩端并固定試件軸圈的軸向位置，固定螺釘通過螺紋與傳動芯軸下端螺紋孔相連接。

加載系統由伺服電動缸、六角螺母、壓力傳感器聯接件、支撐臺過渡件、液壓支撐臺、球面座下部、球面座上部、下試件座、試件座圈和試件滾動體組成；伺服電動缸固定在機架的下橫梁上，伺服電動缸通過六角螺母，壓力傳感器聯接件與固定在動梁下表面的壓力傳感器相連接；動梁上表面固定支撐臺過渡件，支撐臺過渡件上安裝液壓支撐臺，液壓支撐臺上端固定球面座下部，球面座上部通過同曲率的圓弧面接觸副安裝在球面座下部上，下試件座通過過渡配合與球面座上部相連接，下試件座通過間隙配合與試件座圈相連接，試件座圈通過試件滾動體與試件軸圈相連接。

監測系統由壓力傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、S型拉力傳感器、霍爾開關、限位開關Ⅰ、限位開關Ⅱ、數據轉接卡和計算機構成；壓力傳感器一端固定在動梁的下表面，另一端通過六角螺母，壓力傳感器聯接件與伺服電動缸伸出端相連接；溫度傳感器放置在下試件座的通孔內，試件座圈的下表面與溫度傳感器接觸；加速度傳感器安裝在下試件座的下端；S型拉力傳感器安裝在拉力傳感器支架上，拉力傳感器支架固定在動梁上，球面座下部的環形槽通過金屬絲與S型拉力傳感器相連接；霍爾開關安裝在霍爾開關支架上，霍爾開關支架固定在上橫梁上，霍爾開關的軸線與靜壓主軸的軸線相垂直；限位開關Ⅰ安裝在限位開關支架Ⅰ上，限位開關支架Ⅰ通過兩個螺母固定在螺桿上，螺桿安裝在機架的上橫梁上，限位開關Ⅱ安裝在限位開關支架Ⅱ上，限位開關支架Ⅱ通過螺釘固定在機架的下橫梁上，限位開關Ⅰ和限位開關Ⅱ用來限定動梁的極限位置；以上各路信號通過數據轉接卡傳到計算機處理。

潤滑系統由潤滑泵站、流量控制閥、管道和噴油嘴構成；潤滑泵站經過流量控制閥、管道、球面座上部的進油孔、下試件座上的進油孔和噴油嘴相連通，噴油嘴通過螺紋與下試件座相連接。