[發明專利]一種冷熱腔短距隔離的超高溫軸承性能測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201911340025.5
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110954325B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 古樂;張傳偉;李東升;楊晟;王黎欽;郭昆
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;北京動力機械研究所
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

一種冷熱腔短距隔離的重載超高溫軸承性能測試裝置及方法，它包括驅動模塊、扭矩傳感器、支撐軸承、徑向加載裝置、被試軸承、支撐主軸、軸向加載裝置和加熱室；加熱室布置在底座上；支撐主軸通過布置在加熱室外部的支撐軸承支撐，驅動模塊的輸出端連接扭矩傳感器，扭矩傳感器與布置于加熱室外部的支撐主軸的另一端連接，加熱室上安裝有用于加載被試軸承的軸向加載裝置和徑向加載裝置。測試方法步驟：一、安裝需要的被試軸承；二、準備測試；三、加熱室升溫；四、軸向和徑向載荷測試。本發明結構緊湊，工作可靠。

技術領域

本發明屬于軸承測試領域，具體涉及一種冷熱腔短距隔離的重載超高溫軸承性能測試裝置及方法。

背景技術

如今，我國航空航天技術正在蓬勃地發展與進步，對航天器不斷提出更加嚴苛的要求。而在這其中，軸承的壽命與可靠性正是制約轉子系統以及整個航天器壽命與可靠性的關鍵技術。而超450度高溫作為航天領域的典型工況，對軸承產品的材料性能與固體潤滑性能都提出了嚴峻的挑戰。目前針對軸承在高溫工況下的失效形式，壽命與可靠性計算尚沒有完備的理論研究，軸承性能具備很大的不確定性，對軸承性能的考核需要確保工藝軸承在相應工況下工作可靠而準確判斷被試軸承的狀態。因此，超450℃高溫重載軸承的性能考核與試驗研究仍然是最重要的、最有效的方法。

綜上所述，探究超高溫重載軸承綜合性能的方法，設計測試裝置，對研發高性能的高溫軸承產品以及探索高溫摩擦學領域而言，是十分必要的。

發明內容

本發明是為克服現有技術的不足，提供一種結構緊湊、工作可靠的冷熱腔短距隔離的重載超高溫軸承性能測試裝置及方法。

本發明的技術方案是：

方案一：一種冷熱腔短距隔離的重載超高溫軸承性能測試裝置，它包括驅動模塊、扭矩傳感器、支撐軸承、徑向加載裝置、被試軸承、支撐主軸、軸向加載裝置和加熱室；加熱室布置在底座上，支撐主軸的一端布置在加熱室內，被試軸承安裝在所述支撐主軸的一端；支撐主軸通過布置在加熱室外部的支撐軸承支撐，支撐軸承支撐在布置于底座上的支撐架上，驅動模塊的輸出端連接扭矩傳感器，扭矩傳感器與布置于加熱室外部的支撐主軸的另一端連接，加熱室上安裝有用于加載被試軸承的軸向加載裝置和徑向加載裝置。

方案二：一種冷熱腔短距隔離的重載超高溫軸承性能測試方法，它包括：

步驟一、安裝需要的被試軸承；調節徑向加載裝置和軸向加載裝置，對被試軸承施加性能測試所需的徑向與軸向載荷；

步驟二、啟動扭矩傳感器、以及安裝于加熱室上的溫度傳感器和壓力表，準備進行測試；

步驟三、關閉加熱室的腔門，對加熱室進行升溫，通過溫度傳感器觀測被測環境溫度；

步驟四、啟動驅動模塊，通過徑向加載裝置和軸向加載裝置調節被試軸承的徑向與軸向載荷，并在性能測試過程中記錄摩擦力矩與溫度測試數據。

本發明與現有技術相比具有以下效果

被試軸承放置于加熱室中，加熱室加熱以模擬被試軸承的高溫工況，加載裝置在外部提供被試軸承的軸向載荷與徑向載荷。支撐軸承放置于常溫環境中，受高溫影響較小，支撐整個試驗軸系的穩定運動。由于靠近被試軸承的支撐軸承需要承受比被試軸承更高的工作載荷，為確保該支撐軸承的工作可靠性，通過縮短該支撐軸承與被試軸承的距離，支撐軸承與被試軸承的最短距離約為140mm，從而形成短距離的冷熱腔隔離，有效提高了軸系的剛度和支撐軸承的工作可靠性，增加了被試軸承的加載能力，可實現軸承的超高溫重載試驗條件。

下面結合附圖和實施方式對本發明進行詳細說明

附圖說明

圖1為本發明的冷熱腔短距隔離的重載超高溫軸承性能測試裝置的結構圖；

圖2為本發明的冷熱腔短距隔離的重載超高溫軸承性能測試原理圖；