CN100526834C - 一种轴承专用的高低温冲击寿命试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承专用的高低温冲击寿命试验装置。该装置采用蓄热区、试验区和蓄冷区等三层结构形式。在试验区内安装由皮带驱动的轮系机构，可以同时进行多套轴承的寿命试验。试验区的温度分别通过与蓄热区和蓄冷区相连的循环气流孔、调节阀、温度传感器及控制电路等组成的控制系统进行调节，通过冷、热空气气流循环机制实现对试验区的温度控制，以达到模拟轴承实际工况温度变化的目的。通过设置在试验区外部的张紧轮调节机构，补偿由于试验区温度变化引起皮带驱动系统的负荷变化，使被试验轴承保持恒定的负荷。

Description

一种轴承专用的高低温冲击寿命试验装置

技术领域

本发明涉及轴承高低温冲击试验装置，特别是涉及一种轴承专用的高低温冲击寿命试验装置。

背景技术

轴承是机械产品中广泛应用的基础部件，对保证产品质量起着至关重要的作用。据统计，在使用滚动轴承的旋转机械中，大约有30％的机械故障是由于轴承失效引起的。为此，人们已越来越重视轴承的质量与可靠性，把轴承的寿命试验与评估工作提上了议事日程，特别是对一些工作于恶劣环境下的轴承，其寿命试验已成为质量控制的必不可少的重要环节。

然而，据调查发现轴承寿命试验装备的发展相对滞后，目前仅能开展一些常规环境下的轴承寿命试验，而对一些工作于恶劣环境、同时对产品质量又有重大影响的轴承(如汽车轴承等)在极端环境下的寿命试验还缺乏有效的试验手段与试验装备，目前市场上尚没有专门针对轴承的高、低温冲击试验设备。因此，如何根据轴承的实际工况，建立一套恶劣环境模拟系统专门用于轴承的环境寿命试验，使轴承的实际寿命能够得到准确反映，是一个值得研究的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承专用的高低温冲击寿命试验装置，为研究评估高、低温环境下轴承的使用寿命提供支持。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是包括：

三箱结构：包括蓄热区、试验区和蓄冷区三箱，三箱结构的内壁与它的外壁之间设有保温密封区；其中，试验区在中间层，试验区一侧的内壁安装轮系机构，该侧面同时安装传动机构和调节机构；试验区的上面为蓄热区，蓄热区后侧安装制热机；试验区的下面为蓄冷区，蓄冷区的后侧安装制冷机；试验区和蓄热区之间、试验区和蓄冷区之间各设有两个循环气流孔，各个循环气流孔中安装调节阀，三箱结构的侧面安装电控箱、显示器；

传动机构：包括电机安装板、电动机、主动皮带轮、被动皮带轮、V型皮带和主传动轴，其中，电动机和主动皮带轮同轴固定连接，主动皮带轮通过V型皮带与被动皮带轮连接，被动皮带轮与主传动轴同轴固定连接，主传动轴安装在试验区的侧壁上，通过电机安装板和工作箱内部底板上的轴承固定；

轮系机构：包括工作箱内部底板、锁紧螺母、主传动皮带轮、第一调整滑块底座、第二调整滑块底座、第三调整滑块底座、第四调整滑块底座、皮带、试验轴承用皮带轮总成，其中，主传动皮带轮固定于主传动轴上，工作箱内部底板上固定第一调整滑块底座、第二调整滑块底座、第三调整滑块底座和第四调整滑块底座，各个调整滑块底座用锁紧螺母安装固定结构相同的试验轴承用皮带轮总成，第二调整滑块底座、第三调整滑块底座上的试验轴承用皮带轮总成要交叉错位安装；皮带连接主传动皮带轮和各个试验轴承用皮带轮总成；

调节机构：包括砝码、限位调整板、限位调整螺钉、预紧轮、预紧杠杆、加力支撑轴、预紧负荷传动轴和负荷杠杆，其中，砝码悬挂在负荷杠杆的一端，负荷杠杆的下部固定有安全装置，负荷杠杆的另一端固定在预紧负荷传动轴的一端，预紧负荷传动轴位于主传动轴的正下方，通过电机安装板和工作箱内部底板上的轴承固定在试验区的侧壁；预紧负荷传动轴的另一端和预紧杠杆的一端在试验区的内部固定连接，预紧杠杆的另一端与加力支撑轴连接，加力支撑轴上安装预紧轮，预紧轮与轮系机构的皮带接触连接；

试验轴承用皮带轮总成：包括试验用皮带轮，圆螺母，垫圈，试验轴承，心轴，试验用皮带轮调整套，其中，试验轴承的内圈固定于心轴上，外圈固定于试验用皮带轮调整套上，试验用皮带轮调整套的外圆柱面安装试验用皮带轮，试验轴承内圈外端面用垫圈、锁紧螺母和螺栓分别固定于调整滑块底座上，试验轴承外圈外端面用圆螺母固定；

安全装置：包括限位调整板和限位调整螺钉，其中，限位调整板通过螺钉固定于电机安装板上，限位调整螺钉通过螺母安装于限位调整板上；

本发明具有的有益的效果是：该装置解决了轴承在高、低温冲击环境下进行寿命试验的技术手段问题，可以使在高低温冲击环境下工作的轴承寿命试验更加准确、可靠；同时，由于该装置采用了可以柔性安排的轮系机构，可以同时进行多套轴承的高低温试验，提高了寿命试验的效率；填补了面向轴承的高低温专用试验装置的空白。

附图说明

图1是本发明的外形与构成侧视图；

图2是本发明的外形与构成主视图；

图3是本发明试验轴承用的轮系机构图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是试验轴承用皮带轮总成；

图6是图3的后视图；

图中：1-电机安装板，2-工作箱内部底板，3-锁紧螺母，4-主传动皮带轮，5-预紧轮，6-预紧杠杆，7-加力支撑轴，8-预紧负荷传动轴，9-负荷杠杆，10-电动机，11-主动皮带轮，12-被动皮带轮，13-V型皮带，14-主传动轴，15-砝码，16-限位调整板，17-限位调整螺钉，18-第一调整滑块底座，19-第二调整滑块底座，20-第三调整滑块底座，21-第四调整滑块底座，22-皮带，23-试验轴承用皮带轮总成，24-试验用皮带轮，25-圆螺母，26-垫圈，27-试验轴承，28-心轴，29-试验用皮带轮调整套。

具体实施方式

本发明实施例轴承高低温冲击试验包括三箱结构、传动机构、轮系机构、试验轴承用皮带轮总成、调节机构及控制系统。

三箱结构如图1和2所示，包括蓄热区、试验区和蓄冷区三箱，三箱结构内壁与它的外壁之间设有保温密封区，保温壁采用100mm厚聚氨酯泡沫塑料制成，使试验区的空气不至于泄漏；其中，试验区在中间层，试验区一侧的内部安装轮系机构，该侧面同时安装传动机构和调节机构；试验区的上面为蓄热区，蓄热区后侧安装制热机；试验区的下面为蓄冷区，蓄冷区的后侧安装制冷机；试验区和蓄热区之间、试验区和蓄冷区之间各设有两个循环气流孔，各个循环气流孔中安装调节阀，三箱结构的侧面安装电控箱、显示器；试验区的温度通过循环气流孔、调节阀、温度传感器及控制电路等组成的控制系统进行调节，首先使试验区的温度迅速上升至+180℃，保持设定时间后，迅速降温，使试验区的温度达到-60℃，保持设定时间后，进入下一个循环，使试验区内的温度在-60℃～+180℃范围内反复交变，形成高-低温循环冲击环境；在运行给定时间长度后自动停止试验，通过对被试验轴承的振动检验，来判定轴承在高-低温循环冲击环境下的可靠性情况。

传动机构如图3所示，包括电机安装板1、电动机10、主动皮带轮11、被动皮带轮12、V型皮带13和主传动轴14，其中，电动机10安装并固定于电机安装板1上，电动机10和主动皮带轮11同轴固定连接，主动皮带轮11通过V型皮带13与被动皮带轮12连接，被动皮带轮12与主传动轴14同轴固定连接，主传动轴14安装在试验区的侧壁上，通过电机安装板1和工作箱内部底板2上的轴承固定，主传动轴14采用迷宫式密封圈；传动机构用于为轮系机构提供动力，使轮系机构按一定的速度旋转，满足轴承试验的要求。

轮系机构如图4所示，包括工作箱内部底板2、锁紧螺母3、主传动皮带轮4、第一调整滑块底座18、第二调整滑块底座19、第三调整滑块底座20、第四调整滑块底座21、皮带22、试验轴承用皮带轮总成23，其中，主传动皮带轮4固定于主传动轴14上，工作箱内部底板2上如图3所示固定第一调整滑块底座18、第二调整滑块底座19、第三调整滑块底座20和第四调整滑块底座21，各个调整滑块底座用锁紧螺母3安装固定结构相同的试验轴承用皮带轮总成23，第二调整滑块底座19、第三调整滑块底座20上的试验轴承用皮带轮总成23要交叉错位安装；皮带22如图所示连接主传动皮带轮4和各个试验轴承用皮带轮总成23；试验时主传动皮带轮4带动7个试验轴承用皮带轮总成23同时转动，各个调整滑块底座用于调整皮带的张紧情况；可以根据同一次试验需检测轴承的个数，来安排调整滑块底座、皮带轮总成的个数及其布局、皮带轮长度等。

试验轴承用皮带轮总成如图5所示，包括试验用皮带轮24，圆螺母25，垫圈26，试验轴承27，心轴28，试验用皮带轮调整套29，其中，试验轴承27的内圈固定于心轴28上，外圈固定于试验用皮带轮调整套29上，试验用皮带轮调整套29的外圆柱面安装试验用皮带轮24，试验轴承27内圈外端面用垫圈26、锁紧螺母3和螺栓分别固定于调整滑块底座上，试验轴承27外圈外端面用圆螺母25固定。

调节机构如图6所示，包括砝码15、限位调整板16、限位调整螺钉17、预紧轮5、预紧杠杆6、加力支撑轴7、预紧负荷传动轴8和负荷杠杆9，其中，砝码15悬挂在负荷杠杆9的一端，负荷杠杆9的下部固定有安全装置，该安全装置包括限位调整板16和限位调整螺钉17，限位调整板16通过螺钉固定于电机安装板1上，限位调整螺钉17通过螺母安装于限位调整板16上，负荷杠杆9的另一端固定在预紧负荷传动轴8的一端，预紧负荷传动轴8位于主传动轴14的正下方，通过电机安装板1和工作箱内部底板2上的轴承固定在试验区的侧壁；预紧负荷传动轴8的另一端和预紧杠杆6的一端在试验区的内部固定连接，预紧杠杆6的另一端与加力支撑轴7连接，加力支撑轴7上安装预紧轮5，预紧轮5与轮系机构的皮带22接触连接；砝码的增减通过负荷杠杆9使预紧负荷传动轴8产生一定的扭矩，该扭矩又通过预紧杠杆6、加力支撑轴7传递到预紧轮5上，并使其上下移动，从而实现对皮带张紧力的控制，使被试验轴承保持恒定的负荷(力矩)，从而补偿由于试验区温度变化引起皮带驱动系统的负荷变化。另外，如轮系机构的皮带22在一定条件下断开，调节机构力矩失衡，砝码15下坠，限位调整螺钉17便可以托住负荷杠杆9，防止事故的发生。

Claims (3)

1、一种轴承专用的高低温冲击寿命试验装置，其特征在于包括：

三箱结构：包括蓄热区、试验区和蓄冷区三箱，三箱结构的内壁与它的外壁之间设有保温密封区；其中，试验区在中间层，试验区后侧的内壁安装轮系机构，该侧面的内壁同时安装传动机构和调节机构；试验区的上面为蓄热区，蓄热区后侧的外壁安装制热机；试验区的下面为蓄冷区，蓄冷区后侧的外壁安装制冷机；试验区和蓄热区之间、试验区和蓄冷区之间各设有两个循环气流孔，各个循环气流孔中安装调节阀，三箱结构的右侧安装电控箱、显示器；

所述的传动机构：包括电机安装板(1)、电动机(10)、主动皮带轮(11)、被动皮带轮(12)、V型皮带(13)和主传动轴(14)，其中，电动机(10)和主动皮带轮(11)同轴固定连接，主动皮带轮(11)通过V型皮带(13)与被动皮带轮(12)连接，被动皮带轮(12)与主传动轴(14)同轴固定连接，主传动轴(14)穿过并安装在试验区的后侧内壁上，通过电机安装板(1)和试验区的内部底板(2)上的轴承固定；

所述的轮系机构：包括试验区的内部底板(2)、锁紧螺母(3)、主传动皮带轮(4)、第一调整滑块底座(18)、第二调整滑块底座(19)、第三调整滑块底座(20)、第四调整滑块底座(21)、皮带(22)、试验轴承用皮带轮总成(23)，其中，主传动皮带轮(4)固定于主传动轴(14)上，试验区的内部底板(2)上固定第一调整滑块底座(18)、第二调整滑块底座(19)、第三调整滑块底座(20)和第四调整滑块底座(21)，各个调整滑块底座用锁紧螺母(3)和螺栓安装固定结构相同的试验轴承用皮带轮总成(23)，第二调整滑块底座(19)、第三调整滑块底座(20)上的试验轴承用皮带轮总成(23)要交叉错位安装；皮带(22)连接主传动皮带轮(4)和各个试验轴承用皮带轮总成(23)；

所述的调节机构：包括砝码(15)、限位调整板(16)、限位调整螺钉(17)、预紧轮(5)、预紧杠杆(6)、加力支撑轴(7)、预紧负荷传动轴(8)和负荷杠杆(9)，其中，砝码(15)悬挂在负荷杠杆(9)的一端，负荷杠杆(9)的下方固定有安全装置，负荷杠杆(9)的另一端固定在预紧负荷传动轴(8)的一端，预紧负荷传动轴(8)位于主传动轴(14)的正下方，通过电机安装板(1)和试验区的内部底板(2)上的轴承穿过并固定在试验区的后侧内壁；预紧负荷传动轴(8)的另一端和预紧杠杆(6)的一端在试验区的内部固定连接，预紧杠杆(6)的另一端与加力支撑轴(7)连接，加力支撑轴(7)上安装预紧轮(5)，预紧轮(5)与轮系机构的皮带(22)接触连接。

2、根据权利要求1所述的一种轴承专用的高低温冲击寿命试验装置，其特征在于所述的试验轴承用皮带轮总成：包括试验用皮带轮(24)，圆螺母(25)，垫圈(26)，试验轴承(27)，心轴(28)，试验用皮带轮调整套(29)，其中，试验轴承(27)的内圈固定于心轴(28)上，外圈固定于试验用皮带轮调整套(29)上，试验用皮带轮调整套(29)的外圆柱面安装试验用皮带轮(24)，每个试验轴承(27)内圈外端面用垫圈(26)、锁紧螺母(3)和螺栓固定到调整滑块底座上，试验轴承(27)外圈外端面用圆螺母(25)固定。

3、根据权利要求1所述的一种轴承专用的高低温冲击寿命试验装置，其特征在于所述的安全装置：包括所述的限位调整板(16)和限位调整螺钉(17)，其中，限位调整板(16)通过螺钉固定于电机安装板(1)上，限位调整螺钉(17)通过螺母安装于限位调整板(16)上。

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