基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置与方法

摘要

本发明公开了一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置与方法。该装置采用包括四隔间结构，动力与传动机构，轴承固定与加载总成，液压控制机构，传感器与采集系统。制热间和制冷间为试验间提供交变高低温，动力与传动机构提供试件运行所需的动力，轴承固定与加载总成用于试件轴承固定与加载，液压控制机构用于调节试验间阀门开闭，控制试件轴承所受载荷，传感器与采集系统监测并采集试验过程中的试件振动、试验间温度与试件径向加载力。本发明解决了轴承疲劳寿命试验中如何在高低温冲击环境下精确控制径向加载力的问题，同时，本发明可对多组试件运行状况同时监测，消除已失效试件对正常试件的影响，实现对失效原因判断的准确性与可靠性。

主权项

一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置，其特征在于：包括四隔间结构，动力与传动机构，液压控制机构，试件轴承固定与加载总成，传感器与采集系统；其中：1)所述四隔间结构：包括一侧上、中、下结构的制热间(A)，试验间(B)，制冷间(C)，另一侧为动力间(D)；制热间(A)与试验间(B)、制冷间(C)与试验间(B)内外壁之间设有保温隔热密封层，试验间(B)与制热间(A)、试验间(B)与制冷间(C)之间分别设有两个气流孔，通过液压控制阀门(5)开闭；中间隔板(13)安装在动力间(D)一侧将制热间(A)、试验间(B)、制冷间(C)三者与动力间(D)隔开；动力间(D)内安装动力与传动机构和液压控制机构；动力间外侧壁安装显示屏(F)、电控柜(G)、工控机(H)和传感器与采集系统(I)；2)所述动力与传动机构：包括电机(1)、从动带轮(3)和四个试件带轮(4)；中间隔板(13)从下至上依次安装有连通动力间(D)和试验间(B)的从动带轮轴(29)、第一试件带轮轴和第一横连杆、第二试件带轮轴和第二横连杆、第三试件带轮轴和第三横连杆、第四试件带轮轴和第四横连杆，位于动力间一侧的中间隔板(13)的从动带轮轴(29)上安装从动带轮(3)，四个试件带轮轴分别安装有四个结构相同的试件带轮，从动带轮(3)通过第一V型带与电机(1)连接，四个试件带轮通过第二V型带与从动带轮(3)连接，每个试件带轮上方分别安装有一个滑道，滑道安装在中间隔板(13)上，单作用油缸(17)安装在滑道(20)上，单作用油缸(17)的活塞杆与横连杆(30)一端固定连接，位于试验间一侧中间隔板(13)安装四组结构相同的试件轴承固定与加载总成，四组试件轴承固定与加载总成上方分别安装导向套(32)；横连杆(30)另一端与直连杆(31)一端固定连接，试件轴承固定与加载总成的V型块(23)与直连杆(31)另一端固定连接，直连杆(31)安装在导向套(32)的导向孔中；3)所述液压控制机构：包括液压泵站、四组结构相同的单作用油缸控制油路、一组控制制热间与试验间阀门的油路和一组控制制冷间与试验间阀门的油路，其中每个单作用油缸控制油路的单作用油缸的活塞杆与横连杆连接，双作用增压缸(37)、第二个二位四通电磁换向阀(42)与四个第二单向阀组成增压回路；先导型溢流阀(38)通过第三单向阀与增压回路连接组成卸荷回路；蓄能器(39)通过第三单向阀与增压回路连接组成保压回路；第二个二位四通电磁换向阀(42)输入端和第三个二位四通电磁换向阀(43)第一输出端连接，第三个二位四通电磁换向阀(43)第二输出端通过第四单向阀(52)连接保压回路，第三个二位四通电磁换向阀(43)输入端与液压泵站连接；单作用油缸(17)与保压回路和卸荷回路并联；第一双作用油缸(40)的活塞杆连接制热间与试验间的阀门，第二双作用油缸(53)的活塞杆连接制冷间与试验间的阀门；第一双作用油缸(40)的无杆腔与第一个二位四通电磁换向阀(41)的第一输出端连接，第一双作用油缸(40)的有杆腔与第一个二位四通电磁换向阀(41)的第二输出端连接，第二双作用油缸(53)的无杆腔与第四个二位四通电磁换向阀(54)的第一输出端连接，第二双作用油缸(53)的有杆腔与第四个二位四通电磁换向阀(54)的第二输出端连接，第一个二位四通电磁换向阀(41)输入端与液压泵站连接；4)所述传感器与采集系统：包括四个加速度传感器、四个压力传感器、两个温度传感器、电荷放大器和采集卡；四个加速度传感器(44)分别安装在各自试件轴承固定与加载总成的试件用轴承座(27)上，四个压力传感器(45)分别安装在各自试件轴承固定与加载总成V型块的V型面底部和试件轴承外圈接触处，两个温度传感器分别安装在位于试验间的中间隔板(13)上下端面；四个加速度传感器(44)输出端连接加速度传感器用电荷放大器(47)，四个压力传感器(45)信号输出端连接压力传感器用电荷放大器(48)，加速度传感器用电荷放大器(47)、压力传感器用电荷放大器(48)与采集卡(49)连接，两个温度传感器信号(46)输出端连接采集卡(49)；采集卡接入工控机(H)中；所述的四组结构相同的试件轴承固定与加载总成：均包括试件轴承(16)、单作用油缸(17)、滑道(20)、V型块(23)、试件用轴承座(27)、试件带轮轴(28)、横连杆(30)、直连杆(31)和导向套(32)；其中，试件带轮轴(28)与试件带轮(4)同轴固定连接；试件轴承(16)安装在试件带轮轴(28)上，V型块(23)的V型面与试件轴承(16)外圈接触，V型块(23)固定在直连杆(31)下端，直连杆(31)安装在导向套(32)中的导向孔内，导向套(32)固定在试件轴承上方的中间隔板(13)上，直连杆(31)上端与横连杆(30)一端固定连接，横连杆(30)安装在中间隔板(13)中的通孔内，横连杆(30)另一端与单作用油缸(17)的活塞杆固定连接，单作用油缸(17)安装在滑道(20)中，滑道(20)固定在试件带轮(4)上方的中间隔板(13)上，试件用轴承座(27)偏心安装，试件用轴承座(27)中心线位于试件带轮轴(28)中心线正下方2mm处。