[發明專利]可加載交變載荷的滾動軸承疲勞壽命試驗裝置

在審

• 申請號: 201711456493.X
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108020416A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 張迪;劉立華;陳志瀾
• 申請（專利權）人: 上海建橋學院
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

本發明涉及一種可加載交變載荷的滾動軸承疲勞壽命試驗裝置，該裝置通過計算機控制驅動電機的轉動，帶動滾動軸承以給定的轉速運轉，在交變載荷加載單元中，通過直線電機位移量來影響彈簧的拉伸/壓縮量，由于彈簧的拉伸/壓縮量的改變，彈簧將可以在活動夾具表面施加大小不同、方向可變的作用力，通過在活動夾具不同區域添加多個交變載荷加載單元可以實現軸承交變載荷的加載，扭矩儀和溫度傳感器可以用來檢測滾動軸承運轉過程中的性能表現。與現有技術相比，本發明可以簡單方便的實現滾動軸承交變載荷的加載，結合內燃機的真實工況條件，開展滾動軸承疲勞壽命測試，不僅結構簡單，節省空間，而且控制更加精確、直接。

技術領域

本發明屬于發動機滾動軸承壽命試驗領域，涉及一種可加載交變載荷的滾動軸承疲勞壽命試驗裝置。

背景技術

內燃機被廣泛應用于汽車、船舶、飛機、坦克、鐵路機車、農業機械、工程機械、發電機組等多個行業，其作為動力設備在國民經濟中占有非常重要的地位。內燃機中包括了活塞-缸套、活塞環-缸套、曲軸-軸承及凸輪-挺桿等幾對重要的摩擦副，其中，曲軸軸承，包括主軸承和連桿軸承(由于該類軸承工作載荷的大小和方向都隨時間變化，因此通常稱為動載荷軸承)，是內燃機最為關鍵的摩擦副之一，它不僅影響到內燃機工作的可靠性和疲勞壽命，還影響到內燃機進一步強化的潛力。

目前，汽車發動機主軸承、凸輪軸軸承及連桿大頭軸承主要采用的是滑動軸承，少數發動機的凸輪軸軸承采用了滾動軸承。根據摩擦學理論，滾動摩擦比滑動摩擦的能量損失要小一個數量級左右。因此，在相同的工況條件下，滾動軸承的摩擦損失遠小于滑動軸承，因而軸承滾動化成為了發動機減摩降耗的一個重要嘗試。

滾動軸承的疲勞壽命及其可靠性是滾動軸承的最重要的性能指標，但由于影響疲勞壽命因素太多而且軸承疲勞壽命理論仍需完善，進行壽命試驗是目前唯一有效途徑。軸承試驗是軸承設計和制造過程中必不缺少的重要的驗證過程。試驗軸承的加載負荷作為軸承試驗機測試的重要參數，其準確性直接影響軸承的試驗結果。目前傳統的滾動軸承試驗裝置加載特性單一，不能實現多變載荷的加載，而真實內燃機中動載滾動軸承常處于交變載荷，因此傳統的滾動軸承試驗裝置很難開展發動機動載滾動軸承疲勞壽命的試驗。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可加載交變載荷的滾動軸承疲勞壽命試驗裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種可加載交變載荷的滾動軸承疲勞壽命試驗裝置，用于測定滾動軸承在一維交變載荷作用下的疲勞壽命，所述的滾動軸承由外圈、內圈以及通過保持架分布于內圈和外圈之間的多個滾動體組成，該裝置包括，

工作平臺，

驅動電機，連接在工作平臺上，

旋轉軸，與驅動電機傳動連接，所述的旋轉軸上設有扭矩儀，

固定夾具A和固定夾具B，連接在工作平臺上，各固定夾具內均夾持一個陪試滾動軸承，

活動夾具，位于固定夾具A和固定夾具B之間，由對置的上活動分夾具和下活動分夾具組成，所述的活動夾具內夾持有至少一個被試滾動軸承，所述的被試滾動軸承和陪試滾動軸承同軸設置，并且均套設在旋轉軸上，

溫度傳感器，設置在活動夾具內，并與被試滾動軸承接觸，

交變載荷加載單元，由兩個分別作用于各活動分夾具上的加載組件組成，各加載組件由依次傳動連接的直線電機、載荷加載彈簧和連接器組成，所述的連接器與活動夾具連接，兩個加載組件的載荷加載彈簧呈“一”字型對置設置，每個載荷加載彈簧的伸縮方向均在旋轉軸的徑向方向上，所述的直線電機由磁軌以及與磁軌傳動連接的推力線圈組成，所述的推力線圈固定在工作平臺上，磁軌的一端與載荷加載彈簧連接，并且磁軌的長度方向與載荷加載彈簧伸縮方向一致。

優選地，所述的活動夾具內夾持有兩個被試滾動軸承。