轴承试验机径向薄膜油缸等效载荷的修正方法

摘要

一种轴承试验机径向薄膜油缸等效载荷的修正方法是设计一套径向载荷辅助测试装置，将测试座(16)固定在轴承试验机的底座(1)上，在测试座与测试定位块(14)中间设置有0.2％FS的测试压力传感器(15)，测试定位块的上端带有V形槽，该V形槽与轴承试验机的径向加载活塞端头的球形面中心对称接触，测试座、测试压力传感器和测试定位块构成的径向载荷测试装置与轴承试验机的径向加载套的固定位置和安装高度相同，安装好压盖后即可实施轴承试验机径向薄膜油缸等效载荷的修正测试。该修正方法可提高轴承试验机径向加载时的准确性，使径向薄膜油缸在加载时的满量程稳态误差≤±1％FS，为轴承试验提供更为准确稳定的径向加载载荷。

主权项

1.一种轴承试验机径向薄膜油缸等效载荷的修正方法，其特征在于：实现该修正方法的前提是设计一套径向载荷辅助测试装置，将径向载荷测试装置中的测试座固定在轴承试验机的底座上，在测试座与测试定位块中间设置有满量程稳态误差0.2％FS的测试压力传感器，测试定位块的上端带有V形槽，该V形槽与轴承试验机的径向加载活塞端头的球形面中心对称接触，测试座、测试压力传感器和测试定位块构成的径向载荷测试装置与轴承试验机的径向加载套的固定位置和安装高度相同，安装好压盖后即可实施轴承试验机径向薄膜油缸等效载荷的修正测试；修正测试时由计算机控制轴承试验机的比例减压阀并通过径向薄膜油缸对径向载荷测试装置施加一组径向载荷F₀、F₁、F₂、F₃…F_i、F_max，其中F₀为径向薄膜油缸输出的最小径向载荷，F_max为径向薄膜油缸输出的最大径向载荷，F₁、F₂、F₃…F_i分别为F₀至F_max区间的N等分分散径向载荷，平均径向载荷由Fp＝(F_max-F₀)/N得出，其中N取值有两种：当最大径向载荷F_max≤10kN时N取值为40；当最大径向载荷F_max＞10kN时N取值为100；由此推出：F₁＝F₀+Fp，F₂＝F₀+2Fp，F₃＝F₀+3Fp…F_i＝F₀+iFp，F_max＝F₀+NFp，所述的i＝N-1且为自然数；修正测试时从测试压力传感器测得与F₀、F₁、F₂、F₃…F_i、F_max一一对应的实测径向载荷分别是F₀′、F₁′、F₂′、F₃′…F_i′、F_max′，由此得出径向薄膜油缸的修正系数K₀＝F₀′/F₀，K₁＝F₁′/F₁，K₂＝F₂′/F₂，K₃＝F₃′/F₃…K_i＝F_i′/F_i，K_max＝F_max′/F_max，把径向薄膜油缸的修正系数K₀、K₁、K₂、K₃…K_i、K_max存储到计算机的数据库中；在上述修正测试过程中，K₀对应载荷区间由于轴承试验机所采用的比例减压阀的输出特性是线性的，该线性度≤0.5％，重复精度≤0.1％，所以在载荷区间所取的任意径向载荷F得出的对应修正系数K_F与K₀的相对误差因此当F满足时确定K₀作为的修正系数；同理K₁对应的载荷区间当F满足时确定K₁作为的修正系数；依此类推K₂对应的载荷区间当F满足时确定K₂作为的修正系数；K_i对应的载荷区间当F满足时确定K_i作为的修正系数；K_max对应的载荷区间当F满足时确定K_max作为的修正系数；为防止修正测试时轴承试验机和径向载荷测试装置可能产生的系统误差，因此对上述修正测试过程进行一次复检测试以比较修正系数的准确性，施加的一组径向载荷F₀、F₁、F₂、F₃…F_i、F_max条件不变，复检测试时由测试压力传感器测得与F₀、F₁、F₂、F₃…F_i、F_max一一对应的实测径向载荷分别是F₀′′、F₁′′、F₂′′、F₃′′…F_i′′、F_max′′，得出复检测试时径向薄膜油缸的修正系数K₀′、K₁′、K₂′、K₃′…K_i′、K_max′，由计算出相对误差，若相对误差K_比0、K_比1、K_比2、K_比3…K_比i、K_比max≤0.5％则统一按K₀、K₁、K₂、K₃…K_i…K_max进行取值，若相对误差K_比0、K_比1、K_比2、K_比3…K_比i、K_比max＞0.5％则统一按(K₀+K₀′)/2、(K₁+K₁′)/2、(K₂+K₂′)/2、(K₃+K₃′)/2…(K_i+K_i′)/2、(K_max+K_max′)/2进行取值并建立修正系数数据库；上述修正测试完毕后，再次由计算机控制轴承试验机的比例减压阀并通过径向薄膜油缸向径向载荷测试装置施加一组轴承试验时的常用整数试验载荷值F_试0、F_试1、F_试2、F_试3…F_试i、F_试max，其中F_试0＝F₀、F_试1＝F₀+100N、F_试2＝F₀+200N、F_试3＝F₀+300N…F_试i＝F₀+i×100N、F_试max＝F_max，此时计算机将根据输入载荷的大小判断其所在的载荷区间并在修正系数数据库提取所在区间的修正系数K₀、K₁、K₂、K₃…K_i…K_max或(K₀+K₀′)/2、(K₁+K₁′)/2、(K₂+K₂′)/2、(K₃+K₃′)/2…(K_i+K_i′)/2、(K_max+K_max′)/2，计算机计算出比例减压阀在F_试0、F_试1、F_试2、F_试3…F_试i、F_试max时依据理论输出压强P_理＝F_试/S_理得出的P_理0、P_理1、P_理2、P_理3…P_理i、P_理max，再根据所述修正系数并依据P_实＝P_理/K计算出实际输出压强P_实0、P_实1、P_实2、P_实3…P_实i、P_实max，计算机把P_实0、P_实1、P_实2、P_实3…P_实i、P_实max指令发给比例减压阀，比例减压阀再实际输出压强P_实0、P_实1、P_实2、P_实3…P_实i、P_实max的压力油，这些不同实际输出压强的压力油分别作用在实际活塞面积S_实上产生实际载荷F_实0、F_实1、F_实2、F_实3…F_实i、F_实max，然后依据(F_实i-F_试i)/F_试i×100％分别计算出所在的载荷区间的满量程相对稳态误差Δ₀％FS、Δ₁％FS、Δ₂％FS、Δ₃％FS…Δ_i％FS、Δ_max％FS，据此给出试验机径向薄膜油缸的加载精度，其中F_实0、F_实1、F_实2、F_实3…F_实i、F_实max作为轴承试验时F_试0、F_试1、F_试2、F_试3…F_试i、F_试max的实际径向载荷参考值；轴承试验机径向薄膜油缸借助径向载荷测试装置通过计算机修正后，在实际加载时对于试验人员设定的任意一个试验载荷F_试，计算机软件程序将根据上述修正方法首先进行载荷区间判断，提取载荷区间对应的修正系数K，计算F_试时的理论压强P_理，再由修正系数K修正理论压强P_理得到实际输出压强P_实，最后计算机控制比例减压阀向径向薄膜油缸密封腔体内输出P_实大小的压力油，整个计算和控制过程由计算机自动完成，径向薄膜油缸密封腔体内实际压强值为P_实的压力油隔着密封橡皮膜作用在实际活塞面积S_实产生的实际载荷F_实即是与设定的试验载荷F_试满量程相对稳态误差≤±1％FS的实际径向载荷，该载荷通过径向加载活塞施加在试验轴承上，此时在试验轴承上便得到了与试验人员设定的试验载荷F_试相一致的实际载荷F_实。