專利名稱：一種高速滾動軸承滑差試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于軸承試驗裝置，具體涉及一種高速滾動軸承滑差試驗裝置。
背景技術：
滾動軸承是應用極為廣泛的一種重要機械基礎件。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對滾動軸承的工作性能提出了更高的要求，高轉速、長壽命的軸承越來越受到使用者青睞。但高轉速條件下輕載軸承的打滑與蹭傷一直是影響軸承使用壽命的關鍵因素。因此，對高速滾動軸承進行打滑失效機理的研究與分析顯得尤為重要。目前，已有技術及實驗方法大都將滾動軸承整體作為研究對象進行分析，由于滾動軸承影響因素的復雜性及滾動體在軸承中運動的不確定性，上述方法得到的結果往往不太精確，不能很好地揭示滾動軸承打滑與失效的本質機理。同時，打滑不一定引起軸承滑蹭導致表面磨損與整體失效。從已有文獻分析可知，缺乏對于確定滑差因素組合下引起軸承蹭傷的機理性研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種簡便可行的高速滾動軸承滑差試驗裝置，通過模擬滾動軸承內(nèi)外圈與滾動體的動態(tài)接觸情況，分析各參數(shù)作用下高速滾動軸承打滑失效的深層次機理，進而可以通過優(yōu)化影響軸承滑蹭的主要因素以提高滾動軸承的使用壽命與可靠性。為了達到上述目的，本發(fā)明是采用以下技術方案予以實現(xiàn)的一種高速滾動軸承滑差試驗裝置，其特征在于，包括在支架上軸向相對設置的高、 低速電主軸，其中高速電主軸的底板與支架之間設置有活動支承和帶有力傳感器的加載機構；所述高速電主軸前端連接可調(diào)換滾動體，低速電主軸前端通過夾具連接受試軸承的圈體，滾動體通過加載機構對受試軸承圈體施加徑向載荷；所述高、低速電主軸上均設有測定轉速的位移傳感器，通過變送器與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)信號連接；高、低速電主軸均連接有變頻器，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)通過變頻器控制高、低速電主軸的轉速；在受試軸承圈體與滾動體接觸部位附近設置有潤滑裝置、以及紅外測溫儀，紅外測溫儀將采集的油膜溫度或接觸部位溫度信號輸入至數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，力傳感器通過信號放大器將加載信號輸入至數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。上述方案中，所述活動支承包括一個與高速電主軸底板連接的軸承座，該軸承座通過一個墊塊連接在支架上。所述夾具包括夾頭，其上套有張緊套，夾頭與張緊套為軸向錐面接觸，張緊套外沿圓周方向裝設受試軸承的圈體，通過壓蓋用螺栓將張緊套、受試軸承的圈體一并固定在夾頭上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點與突出性效果可靈活模擬滾動軸承內(nèi)或外圈與滾動體的動態(tài)接觸情況，方便研究各主要影響參數(shù)對滾動軸承油膜破裂及表面蹭傷的影響，進而可以分析各參數(shù)作用下高速滾動軸承打滑失效的機理，且具有結構簡單，易于擴展，安裝、調(diào)試方便，運行可靠，成本低廉等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明裝置的結構原理圖。圖2為圖1中受試軸承圈體與夾具連接示意圖。圖3為試樣滑蹭前后表面形貌圖。其中圖3a為內(nèi)圈原始圖；圖!Bb為內(nèi)圈蹭傷圖； 圖3c為滾動體原始圖；圖3d為滾動體蹭傷圖。圖1、圖2中的標記說明1-支架；2-信號放大器；3、28_螺栓；4_墊塊；5_軸承座； 6-軸承座端蓋；7-力傳感器；8-加載機構；9、23_變頻器；10、21_冷卻裝置；11_高速電主軸；12、16_位移傳感器；13-滾動體；14-潤滑裝置；15-紅外測溫儀；17-低速電主軸；18、 19-變送器；20-數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；22-拉桿；24-夾頭；25-張緊套；26-內(nèi)圈；27-壓蓋。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但并不作為對本發(fā)明的
唯一限定。參照圖1，一種高速滾動軸承滑差試驗裝置，包括在支架1上軸向相對設置的高、 低速電主軸11、17，其中高速電主軸的底板與支架之間設置有活動支承和帶有力傳感器7 的加載機構8 ；活動支承包括一個與高速電主軸底板連接的軸承座5，該軸承座通過一個墊塊4由螺栓3連接在支架上。高速電主軸前端連接可調(diào)換滾動體13，低速電主軸前端通過夾具連接受試軸承的圈體(內(nèi)圈或外圈)，滾動體通過加載機構8對受試軸承圈體施加徑向載荷；高、低速電主軸上分別設有測定轉速的位移傳感器12、16，分別通過變送器19、18與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)20信號連接；高、低速電主軸分別連接有變頻器9、23，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)通過變頻器9、23控制高、低速電主軸的轉速；在受試軸承圈體與滾動體接觸部位附近設置有蠕動泵控制的潤滑裝置14、以及紅外測溫儀15，紅外測溫儀將采集的油膜溫度或接觸部位溫度信號輸入至數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)可以通過改變潤滑液型號及流量改變潤滑情況。力傳感器7通過信號放大器2將加載信號輸入至數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。高、低速電主軸還分別連接有水冷卻的冷卻裝置10、21。數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)20內(nèi)采用多功能數(shù)據(jù)采集卡，可采集位移傳感器12和16傳回的高、低速電主軸11、17的位移信號，經(jīng)轉換為轉速信息，藉此對變頻器9和23預設的轉速進行閉環(huán)控制，從而控制滑差率在規(guī)定的水平。本實施例裝置可通過控制高、低速電主軸11和17、試驗滾動體13及受試軸承圈體的制造與裝配誤差，確保試驗工件接觸部位跳動盡可能小，以減小由于高速旋轉工件的跳動過大對實驗結果的影響，同時也確保實驗的安全性。裝有滾動體13的高速電主軸11的底板可繞軸承座5的支點沿豎直方向轉動，有利于載荷的柔性改變；通過調(diào)整墊塊4的厚度及螺栓3的升降，確保滾動體13與軸承內(nèi)/ 外圈水平相切，避免偏載。調(diào)整滾動體和內(nèi)/外圈使其接觸為線接觸，且兩者中線平行。因為需要測試不同載荷下軸承發(fā)生打滑的情況，所以要求軸承所受徑向載荷靈活可調(diào)。在高速電主軸底板右端下方，用細牙螺桿連接力傳感器8，通過控制雙螺母的上下移動利用杠桿原理加載，給滾動體端施加不同的徑向載荷，此載荷信息可以通過數(shù)據(jù)采集處理程序采集并加以反饋以進行實時調(diào)整。此加載過程沖擊小，結構簡單，性能可靠。如圖2所示，夾具包括夾頭M、其上套有張緊套25，有利于試件的張緊、微調(diào)與裝
4卸，夾頭與張緊套為軸向錐面接觸，有利于定位與夾緊，張緊套25外沿圓周方向裝設內(nèi)圈沈，通過壓蓋27用螺栓觀將張緊套、內(nèi)圈一并固定在夾頭上。本發(fā)明裝置的工作原理是根據(jù)受試軸承所要求的滑差率設定高、低速電主軸變頻器的初始頻率，連接冷卻裝置及潤滑裝置，通過加載機構經(jīng)由滾動體對受試軸承的圈體施加徑向載荷；試驗開始后，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)通過采集兩個位移傳感器12、16分別傳回的兩個電主軸11、17與工件連接處實際位移，并轉換為轉速信號，通過與設定的轉速進行對比以修正轉速，從而控制試驗在一定滑差率進行。數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)通過非接觸式紅外傳感器捕獲滾動體及受試軸承的圈體接觸處油膜溫度以獲取油膜破裂情況，通過潤滑裝置改變潤滑油型號及流量；數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)通過加載機構控制載荷，通過改變試樣滾動體及受試軸承的圈體進而改變工件外觀形貌與性能參數(shù)，本發(fā)明試驗裝置可以方便地模擬滾動軸承內(nèi)外圈與滾動體的動態(tài)接觸情況，研究各參數(shù)作用下高速滾動軸承打滑失效的深層次機理。該裝置具有結構簡單，易于擴展，安裝、調(diào)試方便，運行可靠，成本低廉等優(yōu)點。圖3為滾動體13與某試樣內(nèi)圈滑蹭前后表面形貌圖?；湫袨楸辉O計為在一定滑差組合下發(fā)生。在圖3中含有各種表面形貌數(shù)據(jù)與信息，通過與紅外測溫儀15采集的接觸區(qū)油膜溫度數(shù)據(jù)相對應，可以藉此方便研究各主要影響參數(shù)對滾動軸承油膜破裂及表面蹭傷的影響，進而可以分析各參數(shù)作用下高速滾動軸承打滑失效的機理。
權利要求
1.一種高速滾動軸承滑差試驗裝置，其特征在于，包括在支架上軸向相對設置的高、 低速電主軸，其中高速電主軸的底板與支架之間設置有活動支承和帶有力傳感器的加載機構；所述高速電主軸前端連接可調(diào)換滾動體，低速電主軸前端通過夾具連接受試軸承的圈體，滾動體通過加載機構對受試軸承圈體施加徑向載荷；所述高、低速電主軸上均設有測定轉速的位移傳感器，通過變送器與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)信號連接；高、低速電主軸均連接有變頻器，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)通過變頻器控制高、低速電主軸的轉速；在受試軸承圈體與滾動體接觸部位附近設置有潤滑裝置、以及紅外測溫儀，紅外測溫儀將采集的油膜溫度或接觸部位溫度信號輸入至數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，力傳感器通過信號放大器將加載信號輸入至數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的高速滾動軸承滑差試驗裝置，其特征在于，所述活動支承包括一個與高速電主軸底板連接的軸承座，該軸承座通過一個墊塊連接在支架上。
3.如權利要求1所述的高速滾動軸承滑差試驗裝置，其特征在于，所述夾具包括夾頭， 其上套有張緊套，夾頭與張緊套為軸向錐面接觸，張緊套外沿圓周方向裝設受試軸承的圈體，通過壓蓋用螺栓將張緊套、受試軸承的圈體一并固定在夾頭上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速滾動軸承滑差試驗裝置，包括在支架上軸向相對設置的高、低速電主軸，高速電主軸的底板與支架之間設置有活動支承和帶有力傳感器的加載機構；高速電主軸前端連接滾動體，低速電主軸前端連接受試軸承的圈體，滾動體通過加載機構對受試軸承圈體施加徑向載荷；高、低速電主軸上均設有測定轉速的位移傳感器，高、低速電主軸均連接有變頻器，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)通過變頻器控制高、低速電主軸的轉速；在受試軸承圈體與滾動體接觸部位附近設置有潤滑裝置、以及紅外測溫儀，紅外測溫儀將采集的油膜溫度或接觸部位溫度信號輸入至數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，力傳感器通過信號放大器將加載信號輸入至數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。
文檔編號G01M13/04GK102353540SQ201110180089
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權日2011年6月29日
發(fā)明者呂少璞, 李軍寧, 陳渭 申請人:西安交通大學