[發明專利]一種環境和循環載荷共同作用的三輪接觸疲勞試驗機

在審

• 申請號: 201911245311.3
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110926980A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 鄭春雷;張瑞杰;張獻剛;徐燕;于金庫;張福成
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

一種環境和循環載荷共同作用的三輪接觸疲勞試驗機，該試驗機包括臺架、傳動裝置、循環加載裝置、信號監測采集裝置和環境模擬裝置。本發明采用的加載載荷可循環變化，從而模擬實際工況中載荷隨時變化的情況；可模擬濕度、油潤滑以及吹氣體的情況下的環境模擬疲勞試驗；而且該試驗機可同時進行三個試樣的接觸疲勞試驗，可同時得到三組數據，實驗速度比只有兩個試樣接觸的設備的速度快；該設備成本低，裝卸試樣方便。

技術領域

本發明涉及機械技術領域，尤其涉及一種環境和循環載荷共同作用的三輪接觸疲勞試驗機。

背景技術

滾動接觸疲勞性能是評價滾動接觸和軸承等部件性能的重要技術指標。而實際工況上的滾動接觸疲勞往往伴隨著環境和循環載荷的共同作用的結果。目前國際上已有常規恒載荷的滾動接觸疲勞試驗機以及帶環境模擬的恒載荷滾動接觸疲勞試驗機，現有的滾動接觸疲勞試驗機普遍只有兩個試樣接觸滾動，同一時間只能有兩個數據，實驗效率較低，而帶有環境模擬的可變載荷的高效的滾動接觸疲勞試驗機尚無研制。

現有技術中，如“工況模擬滾動接觸疲勞試驗機”(中國專利200510012674.4)所公開的是一種能夠提供油潤滑及溫度環境的滾動接觸疲勞試驗機，但只是恒載荷加載，不是循環載荷，也不能控制濕度?！案咚贊L動接觸疲勞試驗機”(中國專利201310272071.2)所公開的是一種采用電動缸加載的滾動接觸疲勞試驗機，但是其主軸為立式結構，且沒有環境模擬裝置。“一種滾柱元件滾動接觸疲勞試驗機”(中國專利201110346160.8)所公開的是一種可變載荷的可滴油潤滑的滾動接觸疲勞試驗機，但是其不能控制濕度，也并不是三個試樣接觸方式。在實際工況中，往往環境和循環載荷同時作用，但是現在還沒有能實現這種復合作用的滾動接觸疲勞試驗機。

發明內容

為了解決現有技術中存在的不足之處，本發明提供了一種環境和循環載荷共同作用的快速的三輪接觸疲勞試驗機，該試驗機能夠施加循環載荷，控制所需環境，并能夠同時提供三組實驗數據，且結構簡單、操作簡便，成本較低。

本發明采用的技術方案如下：

本發明所提出的一種環境和循環載荷共同作用的三輪接觸疲勞試驗機，所述試驗機包括臺架：所述臺架為箱式結構，上部設置有臺面，下部設置有底座，所述底座兩側的下方分別設置有水箱和液壓油箱，且所述水箱和液壓油箱的一側分別設置有排水孔和排油孔；和傳動裝置：所述裝置包括固定在臺架底座上的伺服電機和通過軸承支撐座固定在臺面上的主動軸，以及通過軸承支撐座滑動連接在主動軸一側的中間從動軸和加載從動軸，且所述主動軸的一端通過多楔帶與伺服電機的輸出軸連接；和循環加載裝置：所述裝置包括固定在臺面上一側的液壓缸和可伸縮的安裝在液壓缸輸出端的加載頭，以及固定在臺架底座另一側并通過油管與液壓缸連接的液壓控制器，所述液壓控制器上還設置有壓力表；該裝置通過所述加載頭的擠壓將載荷傳遞至加載從動軸、中間從動軸和主動軸；和信號監測采集裝置：所述裝置包括安裝在臺面上一側的數據采集器和固定在加載頭上的載荷傳感器，以及固定在主動軸、中間從動軸和加載從動軸側面的轉速傳感器及溫度傳感器，所述軸承支撐座上還設置有加速度傳感器，且上述各傳感器的輸出信號由數據采集器收集并傳輸到計算機進行處理；以及環境模擬裝置：所述裝置包括固定在臺面上的環境盒和設置在臺面上一側用于調節環境盒內部條件的環境控制器，所述主動軸、中間從動軸和加載從動軸均置于環境盒中，且所述環境盒上設置有介質的流入接口和流出接口。

所述臺面上固定有滑道，所述中間從動軸和加載從動軸可沿著滑道水平移動一定距離，并保持與主動軸的軸心在同一個水平線上。

所述循環加載裝置輸出的載荷為恒載荷或正弦波載荷或三角形波載荷。

所述環境控制器可調節環境盒內的濕度、氣流速度和潤滑油流速。

所述環境盒底部為橡膠材料。

所述主軸的材料為高強馬氏體不銹鋼材質。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：