CN105241808A - 一种高速润滑脂试验机及试验方法 - Google Patents

Abstract

为弥补传统高速润滑脂试验机转速低、拆装麻烦、试验成本高，以及缺乏对于试验方法与规范的研究等不足，本发明提供了一种高速润滑脂试验机及试验方法；方案是，一种高速润滑脂试验机，包括冷却系统、变频控制器、计算机测制系统和底座，底座上经夹具体固定有试验机，所述试验机为电主轴，电主轴经变频控制器连接到计算机控制系统上，电主轴经冷却系统进行冷却，所述电主轴的前轴承为测试轴承，所述电主轴的后轴承为陪试轴承，所述陪试轴承的外圈连接有第一温度传感器，所述电主轴的定子外侧壁上连接有第二温度传感器，所述测试轴承的外圈连接有第三温度传感器，测试轴承的轴承座上经盲孔固定有振动传感器。

Description

一种高速润滑脂试验机及试验方法

技术领域

本发明涉及轴承润滑与润滑脂测试技术领域，尤其涉及一种高速润滑脂的试验机及试验方法。

背景技术

随着科技的发展，电主轴的应用领域遍及机床行业、电子加工行业、模具加工行业及一切需要高速旋转高效率的行业，高速旋转给人们带来巨大的效益的同时也对轴承润滑的性能提出了新的要求，由于脂润滑不需要任何辅助设备，并且环保无污染，越来越受到人们的重视。高速润滑脂试验机通过对脂润滑轴承的旋转试验，对润滑脂的性能指标提供了可靠的数据参考。

目前，一般的高速润滑脂试验机均由外部动力源驱动，并且多采用四套轴承进行试验，其中包括两套陪试轴承以及两套试验轴承,每次试验需要更换四套轴承，试验成本较高，并且拆卸轴承需要专业的设备和专业的技术人员，拆装麻烦，由于采用四套轴承装置，试验轴承转速较低，达不到试验要求，高速润滑脂的润滑性能得不到全面的检验。

国内对高速润滑脂的研究，主要是研究高速润滑脂的转速、振动、温升、噪声以及润滑脂理化性能的分析等，本试验方法在传统性能分析的基础上，又增加了以轴承DN值作为高速润滑脂润滑性能的一个重要指标，更加全面的检验高速润滑脂润滑性能。

为了分析高速轴承润滑脂的润滑效果并不断提高润滑脂的质量，需要如本发明所提供的专门的高速润滑脂试验机和试验方法来开展试验研究。

发明内容

为弥补传统高速润滑脂试验机转速低、拆装麻烦、试验成本高，以及缺乏对于试验方法与规范的研究等不足，本发明提供了一种高速润滑脂试验机及试验方法。

本发明的技术方案是，一种高速润滑脂试验机，包括冷却系统、变频控制器、计算机测制系统和底座，底座上经夹具体固定有试验机，所述试验机为电主轴，电主轴经变频控制器连接到计算机控制系统上，电主轴经冷却系统进行冷却，所述电主轴的前轴承为测试轴承，所述电主轴的后轴承为陪试轴承，所述陪试轴承的外圈连接有第一温度传感器，所述电主轴的定子外侧壁上连接有第二温度传感器，所述测试轴承的外圈连接有第三温度传感器，测试轴承的轴承座上经盲孔固定有振动传感器，所述冷却系统、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和振动传感器连接到计算机控制系统上。

所述电主轴的后盖内侧上装有弹簧垫，电主轴的后轴承座和弹簧垫之间设有弹簧，所述后轴承座外部套装有保持架。

所述试验机包括壳体，壳体前端经螺栓固定有前大盖，前大盖内固定有轴承座，前大盖上端经螺栓固定有前小盖。

一种高速润滑脂试验方法，启动外部供液装置对试验机进行冷却，再启动变频器控制系统及测控系统，在变频器操作面板上调节转速旋钮使电主轴转速达到最高转速的20-25％时运转20-25min，对试验轴承进行试验前的跑和运转，当跑和运转结束后，设定变频控制系统使转速每隔30min自动提高一次，每次提高5000r/min，直至达到试验所需转速后停止提高，在试验转速下运转至设定时间段后停机，取出试验轴承和高速润滑脂分析；试验通过计算试验轴承的DN值以及轴承温升情况和振动情况来衡量不同润滑脂润滑性能的不同。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

1、本发明试验机将试验主轴和主轴电机融为一体，构成一种电主轴结构形式，无需外部动力驱动，并且能够提供很高的试验转速，最高转速达60000r/min，能够满足高速润滑脂对高速旋转的要求；

2、本发明的试验主轴仅采用一套试验轴承和一套陪试轴承，每次试验只需更换两套轴承，相对比更换四套轴承而言，大大降低了试验成本；

3、试验机前轴承座安装在前大盖内，前大盖与壳体通过螺钉紧固连接，采用这种结构使得试验轴承拆卸方便，节约了更换轴承所占用的时间，提高了试验效率；

4、电主轴采用变频器控制系统控制，当跑和运转结束后，设定变频控制系统使转速每隔30min自动提高一次，每次提高5000r/min，达到要求转后后转速停止提高，控制方便准确；

5、试验不同时段的数据和图像由计算机实时监控并进行数据存储与处理，试验过程中如果出现异常情况应由计算机监控系统发出报警提示并停机。

附图说明

图1是本发明高速润滑脂试验机结构总装图。

图2是试验机的主视剖面图。

图3是总装正视局部放大图。

上述图中：1—底座；2—夹具体；3—试验机；4—温度传感器；5—振动传感器；401—温度传感器1；402—温度传感器2；403—温度传感器3；301—前小盖；302—前大盖；303—壳体；304—内水套；305—定子；306—转子；307—保持架；308—后轴承座；309—弹簧；310—弹簧垫；311—进水口；312—后轴承温度测试孔；313—出水口；314—后盖；315—陪试轴承；316—平衡环；317—定子温度测试孔；318—前轴承座；319—试验轴承温度测试孔；320—试验轴承；321—试验主轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

结合图1至3，本发明高速润滑脂试验机及试验方法的试验装置由夹具体2、试验机3、温度传感器4、振动传感器5、底座1构成，试验机由夹具体2固定在底座1上。

高速润滑脂试验机3是该试验装置的核心部件。包括定子305、转子306、前小盖301、前大盖302，前轴承座318，壳体303、内水套304、阶梯形主轴321、试验轴承320，陪试轴承315，后轴承座308、弹簧309、弹簧垫310、后盖314。

高速润滑脂试验机定子305固定在内水套304上，转子306固定在阶梯形试验主轴321上，由定子305驱动转子306带动试验轴承319高速旋转。

前小盖301和前大盖302由螺钉紧固，前大盖302和壳体303由也有螺钉紧固，前轴承座318固定安装在前大盖302内，采用这种结构利于轴承的拆卸，内水套304以过盈配合方式与壳体303连接，内水套304上开有螺旋水道，定子305固定在内水套304上，转子306过盈配合在试验主轴321上，试验轴承320、陪试轴承315分别安装在前、后轴承座内318、308，后轴承座308通过保持架307与内水套304连接，前后轴承的预紧力均由弹簧309的弹力提供，弹簧309成周向分布有8个，并有后盖压紧；后盖上的进水口311、出水口312分别于外部供液装置相连通。

阶梯形试验主轴321中间面对面安装一套试验轴承320和一套陪试轴承315，弹簧的弹力通过后轴承座308传递给陪试轴承315，提供陪试轴承的预紧力，力通过后轴承传递给试验主轴321，并最终传递给试验轴承320，将其预紧。两套轴承支承的主轴可以具有很高的试验转速。

前轴承座318上开有的环形水道与内水套304上的螺旋水道分别与壳体303的水槽相通，构成定子305和试验轴承320冷却回路，所述的水槽联接进水口311和出水口313，外部供液系统通入的冷却起到降低定子305和试验轴承320温升、延长其寿命的作用。

后盖314与弹簧垫310、后轴承座308的后轴承温度测试孔312插有一支温度传感器312，温度传感器测点对准陪试轴承外圈，用来采集试验轴承外圈温度信号；

外壳和内水套之间的定子温度测试孔317插有一支温度传感器402，温度传感器测点对准定子，用来采集定子温度信号。

前大盖周向成90^o开设有一个试验轴承温度测试孔319和一个振动测试孔，用温度传感器403的测点对准试验轴承的外圈，振动测试孔为盲孔，振动传感器5通过螺柱与前大盖302相连接，温度传感器319和振动传感器5分别采集试验轴承外圈温度信号和试验机机体振动信号。

变频控制器、温度传感器、振动传感器以及冷却水进水管和出水管的流量均有计算机控制系统集中控制。

本发明高速润滑脂试验机及试验方法的试验方法如下：

先启动外部供液系统对试验机进行冷却，再启动变频器控制系统及测控系统，在电控柜操作面板上调节转速旋钮使电主轴转速达到最高转速的20-25%时运20-25min，对试验轴承进行试验前的跑和运转，当跑和运转结束后，设定变频控制系统使转速每隔30min自动提高一次，每次提高5000r/min，达到试验转速后转速停止提高，在试验转速下运转至设定时间段后停机；试验通过计算前试验轴承的DN值以及轴承温升情况和振动情况来衡量不同润滑脂性能的优劣；试验过程中如果出现异常情况由计算机监控系统发出报警提示并停机，试验不同时段的数据和图像由计算机进行数据处理并得出试验结论。

本发明的试验机及试验方法的试验主轴结构简单，试验成本低，转速可达每分钟60000r/min以上，试验不同时段的数据和图像由计算机进行实时收集并处理，试验将高速轴承的DN值作为衡量高速润滑脂润滑性能的指标。本发明将高速润滑脂润滑的试验轴承的转速又提升了一个台阶，对高速润滑脂的润滑性能提供了新的参照标准，具有很高的社会价值和广阔的市场经济前景。

Claims (4)

1.一种高速润滑脂试验机，包括冷却系统、变频控制器、计算机测制系统和底座，底座上经夹具体固定有试验机，其特征在于，所述试验机为电主轴，电主轴经变频控制器连接到计算机控制系统上，电主轴经冷却系统进行冷却，所述电主轴的前轴承为测试轴承，所述电主轴的后轴承为陪试轴承，所述陪试轴承的外圈连接有第一温度传感器，所述电主轴的定子外侧壁上连接有第二温度传感器，所述测试轴承的外圈连接有第三温度传感器，测试轴承的轴承座上经盲孔固定有振动传感器，所述冷却系统、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和振动传感器连接到计算机控制系统上。

2.根据权利要求1所述的一种高速润滑脂试验机，其特征在于，所述电主轴的后盖内侧上装有弹簧垫，电主轴的后轴承座和弹簧垫之间设有弹簧，所述后轴承座外部套装有保持架。

3.根据权利要求1所述的一种高速润滑脂试验机，其特征在于，所述试验机包括壳体，壳体前端经螺栓固定有前大盖，前大盖内固定有轴承座，前大盖上端经螺栓固定有前小盖。

4.一种高速润滑脂试验方法，其特征在于，启动外部供液装置对试验机进行冷却，再启动变频器控制系统及测控系统，在变频器操作面板上调节转速旋钮使电主轴转速达到最高转速的20-25％时运转20-25min，对试验轴承进行试验前的跑和运转，当跑和运转结束后，设定变频控制系统使转速每隔30min自动提高一次，每次提高5000r/min，直至达到试验所需转速后停止提高，在试验转速下运转至设定时间段后停机，取出试验轴承和高速润滑脂分析；试验通过计算试验轴承的DN值以及轴承温升情况和振动情况来衡量不同润滑脂润滑性能的不同。