[發明專利]基于齒傳動施加徑向交變載荷的滾動軸承性能試驗裝置

在審

• 申請號: 201711458151.1
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108036945A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 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: 趙志遠

本發明涉及基于齒傳動施加徑向交變載荷的滾動軸承性能試驗裝置，裝置包括工作臺、旋轉軸支撐機構、旋轉軸、驅動電機以及徑向交變載荷加載單元，該徑向交變載荷加載單元包括加載單元支架、夾塊組件以及一對相互垂直設置在加載單元支架上的齒傳動徑向加載機構，齒傳動徑向加載機構包括第一旋轉電機、第二旋轉電機、第一齒傳動加載組件以及第二齒傳動加載組件。與現有技術相比，本發明中兩齒傳動徑向加載機構中的第一旋轉電機、第二旋轉電機能夠分別通過第一齒傳動加載組件、第二齒傳動加載組件對夾塊組件內的滾動軸承施加徑向交變載荷，以模擬內燃機中動載滾動軸承的真實工況條件，保證了滾動軸承性能試驗結果的準確可靠。

技術領域

本發明屬于內燃機技術領域，涉及基于齒傳動施加徑向交變載荷的滾動軸承性能試驗裝置。

背景技術

內燃機作為動力設備，已被廣泛應用于汽車、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，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耐久性，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滑動軸承，而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，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，因此，軸承滾動化成為了發動機減摩降耗的一個重要嘗試。

滾動軸承的性能及其可靠性是滾動軸承最重要的性能指標，但由于影響軸承性能的因素太多，進行滾動軸承性能試驗是一種有效途徑。軸承試驗是軸承設計和制造過程中必不缺少的重要驗證過程，其中，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試驗的結果。目前傳統的滾動軸承試驗裝置加載特性單一，不能進行多變載荷的加載，而真實內燃機中動載滾動軸承常處于交變載荷中工作，因此傳統的滾動軸承性能試驗裝置無法進行內燃機動載滾動軸承試驗。

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基于齒傳動施加徑向交變載荷的滾動軸承性能試驗裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

基于齒傳動施加徑向交變載荷的滾動軸承性能試驗裝置，滾動軸承包括軸承內圈、套設在軸承內圈外部的軸承外圈、設置在軸承外圈與軸承內圈之間的保持架以及多個沿軸承內圈的周向均勻布設在保持架上的滾動體，所述的裝置包括工作臺、設置在工作臺上的旋轉軸支撐機構、沿水平方向貫穿旋轉軸支撐機構的旋轉軸、設置在工作臺上并與旋轉軸的一端傳動連接的驅動電機以及設置在工作臺上并與旋轉軸相適配的徑向交變載荷加載單元，該徑向交變載荷加載單元包括設置在工作臺上的加載單元支架、設置在加載單元支架上并套設在旋轉軸外部的夾塊組件以及一對相互垂直設置在加載單元支架上并與夾塊組件相適配的齒傳動徑向加載機構，所述的齒傳動徑向加載機構包括設置在加載單元支架上并分別位于夾塊組件兩側的第一旋轉電機及第二旋轉電機、設置在第一旋轉電機與夾塊組件之間的第一齒傳動加載組件以及設置在第二旋轉電機與夾塊組件之間的第二齒傳動加載組件。將待試驗的滾動軸承置于夾塊組件之間，并套設在旋轉軸上；驅動電機帶動旋轉軸轉動，兩齒傳動徑向加載機構中的第一旋轉電機通過第一齒傳動加載組件、第二旋轉電機通過第二齒傳動加載組件從四個方向對夾塊組件施加作用力，進而實現對滾動軸承徑向交變載荷的施加。

滾動軸承中，滾動體通過保持架沿軸承內圈的周向均勻地分布在軸承內圈與軸承外圈之間。

作為優選的技術方案，所述的夾塊組件的端面呈方形，兩第一齒傳動加載組件、兩第二齒傳動加載組件分別位于夾塊組件的四周。