[發明專利]一種智能滾動接觸疲勞試驗系統及其測試方法

在審

• 申請號: 201710309480.3
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107941479A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 楊巖;李暉;胡建軍;劉妤;楊長輝;朱崗;王毅;梁舉科
• 申請（專利權）人: 重慶淏晗科技有限公司;重慶理工大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M13/02;G01M13/04
• 代理公司: 重慶大學專利中心50201
• 代理人: 王翔

技術領域

本發明涉及機械疲勞測試領域。

背景技術

滾動接觸疲勞破壞是機械零件失效的主要原因之一。據統計，在軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等機械零件失效中大約有80％以上屬于接觸疲勞破壞，而且破壞前沒有明顯的變形，所以疲勞破壞經常造成重大事故。所以精準獲取材料疲勞性能是解決基礎零部件、基礎工藝、基礎材料落后問題的關鍵途徑之一。

國內外相關研發機構及企業推出了滿足不同試驗需求的多種滾動接觸疲勞試驗機，但存在很多不足，主要表現在:設備穩定性、可靠性不高；只能單目標測試，試驗效率低；試驗環境惡劣，人員需長期值守，勞動強度大，參與積極性不高；失效情況需停機后人為主觀判斷，無法實現設備連續測試運轉，導致不能精準獲取材料接觸疲勞強度數據，嚴重制約了相應材料性能基礎數據庫的建立。

發明內容

本發明針對現有滾動接觸疲勞試驗機不能量化評估疲勞失效、不能精準獲得材料接觸疲勞數據等問題，設計了基于機器視覺技術的疲勞狀態監測及量化評估系統，該系統通過圖像處理技術等可量化評估滾子試件疲勞失效狀態，并可獲得材料接觸疲勞失效的數據。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種智能滾動接觸疲勞試驗系統，其特征在于:主要包括主試驗系統、加載系統和陪試系統。

所述主試驗系統和陪試系統安裝在同一個實驗平臺上。

所述主試驗系統主要包括主試驗系統底座、主試軸驅動伺服電機、主試驗箱體、主試系統移動滑塊、主試系統移動導軌和主試箱體底座。

所述主試驗箱體主要包括主軸A、兩個密封端蓋、箱體、傳感器座圈A。所述主軸A通過軸承安裝在箱體內。所述箱體的兩端通過帶有油封的密封端蓋封堵。所述主軸A的兩端穿出箱體兩端的密封端蓋，其一端接入所述主試軸驅動伺服電機、另一端安裝滾子試件。

所述傳感器座圈A安裝在其中一個密封端蓋上。加速度傳感器安裝在所述傳感器座圈A上。所述主試驗箱體的底部固定在主試驗系統底座上。所述主試驗系統底座通過主試系統移動滑塊安裝在主試系統移動導軌上。所述主試系統移動導軌固定在所述實驗平臺上。所述主試驗箱體沿主試系統移動導軌滑動的方向垂直于主軸A的軸向。

所述陪試系統包括陪試箱體、陪試件陪試箱底座和陪試軸驅動伺服電機。

所述陪試箱體主要包括主軸B、兩個密封端蓋、箱體。所述主軸B通過軸承安裝在箱體內。所述箱體的兩端通過帶有油封的密封端蓋封堵。所述主軸B的兩端穿出箱體兩端的密封端蓋，其一端接入所述陪試軸驅動伺服電機、另一端安裝陪試件。所述陪試箱體固定在實驗平臺上。所述陪試件的形狀和尺寸與滾子試件相同。實驗時，

所述加載系統主要包括一個通過驅動電機驅動的伺服電缸。所述伺服電缸的安裝底座固定在所述主試驗系統的一側。伺服電缸的伸縮端安裝壓力傳感器。所述壓力傳感器與主試驗箱體接觸。所述伺服電缸推動主試驗箱體沿主試系統移動導軌移動時，所述壓力傳感器測量加載在主試驗箱體上的載荷。實驗時，加載系統推動主試驗箱體，使得陪試件與滾子試件接觸。

進一步，所述實驗平臺包括一個試驗機底座。所述試驗機底座的主體部分是一個柜體。該柜體下端安裝滑輪、上表面是主、陪試箱體底座。所述主、陪試箱體底座是一個水平臺面。

進一步，所述主試驗箱體的箱體包括箱蓋A、箱蓋板A和下箱體A。所述下箱體A中空，其兩端具有主軸孔。下箱體A內部安裝主軸A、軸承NJ314A和軸承NJ310A。

所述下箱體A的上端敞口被箱蓋A封閉。所述箱蓋A具有一個檢查孔。所述檢查孔被箱蓋板A封閉。

所述軸承NJ314A和軸承NJ310A的外圈固定在下箱體A中。所述主軸A穿過并固定在軸承NJ314A和軸承NJ310A的內圈。

所述主試驗箱體的左側的密封端蓋包括骨架油封IA和左端蓋A。所述主軸A的左側穿過左端蓋A的中心孔。所述左端蓋A封閉下箱體A左側的主軸孔。所述左端蓋A面向主試驗箱體內部的一側安裝骨架油封IA。所述主軸A穿過骨架油封IA。

所述主試驗箱體的右側的密封端蓋包括骨架油封IIA和右端蓋A。所述主軸A的右側穿過右端蓋A的中心孔。所述右端蓋A封閉下箱體A右側的主軸孔。所述右端蓋A面向主試驗箱體內部的一側安裝骨架油封IIA。所述主軸A穿過骨架油封IIA。