CN101221090A - 一种轴承长寿命、高精度供油速率试验方法 - Google Patents

Abstract

一种轴承长寿命、高精度供油速率试验方法，包含供油速率确定和延时时间确定两条路径，一条路径为延时时间确定→供油延时设计试验→确定延时时间→轴承润滑验证试验，另一条路径为供油速率确定→同步一次性供油试验→同步供油路径试验→同步供油速率测试→回归确定供油速率→轴承润滑验证试验；该试验方法可应用于多种型号长寿命、高精度轴承组件中，通过该试验方法得到供油装置的供油速率和供油时间，满足轴承的长寿命要求。

Description

一种轴承长寿命、高精度供油速率试验方法

技术领域

本发明属于轴承试验技术领域，特别涉及到一种轴承长寿命、高精度供油速率试验方法。

背景技术

国内航天轴承领域，轴承的特点是所承受的载荷小，但要求轴承的精度高、寿命长、摩擦力矩小且稳定。这类轴承失效的方式主要是由于在长期运转过程中，轴承内的润滑油产生挥发和爬移，使轴承内的润滑油不足，出现干摩擦，引起轴承摩擦力矩增大和不稳定，造成轴承的精度丧失而失效。因此，为保证这类轴承的长寿命，必须设计供油装置对轴承进行补充供油，供油量既不能过大也不能过小，供油时间既不能过早也不能过晚。

为保证其长寿命，对轴承的持续润滑越来越重视，但对如何确定轴承供油时间和供油速率的大小，还没有一套完整的试验技术。

本发明根据航天轴承供油的特点，设计了一套试验方案和计算方法，来确定对轴承的供油速率的大小和供油时间。

发明内容

针对上述不足之处，本发明提出了一种轴承长寿命、高精度供油速率试验方法，根据该方法来确定对轴承供油速率的大小和供油时间。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

所述的轴承长寿命、高精度供油速率试验方法包含供油速率确定和延时时间确定两条路径，一条路径为延时时间确定→供油延时设计试验→确定延时时间→轴承润滑验证试验，另一条路径为供油速率确定→同步一次性供油试验→同步供油路径试验→同步供油速率测试→回归确定供油速率→轴承润滑验证试验；其中所含内容分述如下：

1)一次性供油试验

一次性供油试验是指对轴承不施加外界补充润滑，只依靠轴承滚道内的润滑油膜和轴承保持架内的润滑油，测试轴承正常运转的时间；在运转过程中根据轴承失效的判据，不间断监测轴承，直至失效为止；根据试验结果，确定以下内容：

①、通过试验和分析确定在主机工作状态下轴承的一次性润滑寿命；

②、通过试验和分析计算确定供油速率的大小；

③、通过试验和分析计算确定供油延时时间；

2)供油路径试验

供油路径试验是指将供油装置安装在轴承或轴承组件上，按照轴承的工作条件进行运转，通过试验分析从供油装置供出的润滑油是否供油到轴承；通过对各部位油量的测试与分析，确定供油装置向轴承供油量的大小，从而对供油装置供油速率进行修正；

3)供油速率测试

在供油装置结构中，影响供油装置供油速率的主要因素是供油芯阀的材料、成型工艺以及尺寸，并且由于芯阀材料的不均匀性，相同材料、工艺和尺寸的芯阀其供油速率也不相同，因此必须进行供油速率的测试，主要研究内容包括：

①、根据供油速率值，通过试验确定芯阀的材料、成型工艺和结构尺寸；

②、通过试验确定由于芯阀的不均匀性引起供油速率的离散范围，确定供油装置供油速率范围；

4)供油延时时间试验

轴承在运转的初期，润滑油比较充分，供油装置不能向轴承供油，否则轴承会由于油量过多而造成力矩增大和波动；延时一段时间后，轴承内的润滑油在运转过程中会出现爬移和挥发，造成轴承润滑的不足，供油装置才能向轴承供油。因此，何时向轴承供油是供油装置的另一个关键技术；

①、确定供油装置的延时时间；

②、确定延时环的材料、成形方法和尺寸；

③、进行延时时间验证试验；

5)轴承润滑验证试验

将确定好参数的供油装置装入轴承，按照轴承的工作条件进行运转试验，待一次性润滑寿命时间结束后，对轴承内的润滑状态进行评估。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

该试验方法可应用于多种型号长寿命、高精度轴承组件中，通过该试验方法得到供油装置的供油速率和供油时间，满足轴承的长寿命要求。

附图说明

图1是本发明试验方法流程框架图；

图2是本发明一次性供油试验试验电流曲线图；

图3是本发明一次性供油试验轴承含油量曲线图；

图4是本发明延时环示意图。

在图2中；X轴——电流I

Y轴——时间

区域I——轴承润滑充分区

区域II——轴承润滑平衡区

区域III——轴承润滑不足区

区域IV——轴承润滑破坏区

在图3中；X轴——轴承内损耗的润滑油量

Y轴——时间

区域I——轴承润滑充分区

区域II——轴承润滑平衡区

区域III——轴承润滑不足区

区域IV——轴承润滑破坏区

具体实施方式

图1是本发明试验方法流程框架图，在供油速率试验中，首先要确定的是供油装置供油的速率和延时时间两个目标参数，这可以通过一次性供油试验确定。对主机轴承不加供油装置的一次性供油试验进行分析，根据其运转时间和电流可得出如图2和图3所示曲线图。

图2是一次性供油试验试验电流曲线图，其中X轴和Y轴分别为电流和时间，I、II、III、IV四个围成的区域分别表示为轴承的不同润滑状态：轴承润滑充分区、轴承润滑平衡区、轴承润滑不足区、轴承润滑破坏区，由此可看出供油装置应当在轴承润滑不足区之前开始对轴承供油，在对应的Y轴上找出相应时间点，即得出供油延时时间。

图3是一次性供油试验轴承含油量曲线图，其中X轴和Y轴分别为轴承润滑油损耗量和时间，I、II、III、IV四个围成的区域分别表示为轴承的不同润滑状态：轴承润滑充分区、轴承润滑平衡区、轴承润滑不足区、轴承润滑破坏区，由图3可看出轴承润滑油损耗量主要是在润滑充分区，如图3阴影部分I所示，那么由I的面积除以Y轴对应的时间即可得出供油速率的大小；同时根据图2和图3的时间曲线，也可确定主机工作状态下轴承的一次性润滑寿命。

将装有着色润滑油的供油装置装入主机中，通过一定时间的运转，供油装置供出的润滑油在离心力的作用下会出现润滑油的转移，在转移的路径上会留下着色润滑油；主机运转后拆卸检查润滑系统的各个部件，在显微镜下观察着色润滑油在各个部件上的形貌和状态，达到分析和验证供油系统供油路线的目的。

供油装置供油速率大小的控制方法可以通过改变出油芯阀截面积来实现；极小且均匀的供油速率对轴承的摩擦力矩和温升没有影响，这是确保轴承润滑的关键，通过试验来确定供油器供油速率的大小实际上也就是确定芯阀截面积的大小；供油装置供油速率的计算是通过其失重量除以时间来计算的。

供油装置供油延时是通过延时环来实现的，如图4所示；将浸油后的延时环装入高速离心机中，按照主机工作转速进行一定时间的离心运转，延时环中的润滑油在离心力的作用下会被甩出。在这个甩油过程中通过对延时环的精确称重，确定延时环的动态饱和含油量，去除以供油速率即得出延时环含油达到动态饱和所需时间。以一次性润滑寿命确定的延时时间为目标，通过试验调整延时环的尺寸、材料、成型工艺，达到目标参数值。

将确定好参数的供油装置装入轴承，按照轴承的工作条件进行运转试验，待一次性润滑寿命时间结束后，对轴承内的润滑状态进行评估。

Claims (1)

1.一种轴承长寿命、高精度供油速率试验方法，其特征在于：包含供油速率确定和延时时间确定两条路径，一条路径为延时时间确定→供油延时设计试验→确定延时时间→轴承润滑验证试验，另一条路径为供油速率确定→同步一次性供油试验→同步供油路径试验→同步供油速率测试→回归确定供油速率→轴承润滑验证试验；其中所含内容分述如下：

1)一次性供油试验

一次性供油试验是指对轴承不施加外界补充润滑，只依靠轴承滚道内的润滑油膜和轴承保持架内的润滑油，测试轴承正常运转的时间；在运转过程中根据轴承失效的判据，不间断监测轴承，直至失效为止；根据试验结果，确定以下内容：

①、通过试验和分析确定在主机工作状态下轴承的一次性润滑寿命；

②、通过试验和分析计算确定供油速率的大小；

③、通过试验和分析计算确定供油延时时间；

2)供油路径试验

供油路径试验是指将供油装置安装在轴承或轴承组件上，按照轴承的工作条件进行运转，通过试验分析从供油装置供出的润滑油是否供油到轴承；通过对各部位油量的测试与分析，确定供油装置向轴承供油量的大小，从而对供油装置供油速率进行修正；

3)供油速率测试

在供油装置结构中，影响供油装置供油速率的主要因素是供油芯阀的材料、成型工艺以及尺寸，并且由于芯阀材料的不均匀性，相同材料、工艺和尺寸的芯阀其供油速率也不相同，因此必须进行供油速率的测试，主要研究内容包括：

①、根据供油速率值，通过试验确定芯阀的材料、成型工艺和结构尺寸；

②、通过试验确定由于芯阀的不均匀性引起供油速率的离散范围，确定供油装置供油速率范围；

4)供油延时时间试验

轴承在运转的初期，润滑油比较充分，供油装置不能向轴承供油，否则轴承会由于油量过多而造成力矩增大和波动；延时一段时间后，轴承内的润滑油在运转过程中会出现爬移和挥发，造成轴承润滑的不足，供油装置才能向轴承供油。因此，何时向轴承供油是供油装置的另一个关键技术；

①、确定供油装置的延时时间；

②、确定延时环的材料、成形方法和尺寸；

③、进行延时时间验证试验；

5)轴承润滑验证试验

将确定好参数的供油装置装入轴承，按照轴承的工作条件进行运转试验，待一次性润滑寿命时间结束后，对轴承内的润滑状态进行评估。

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