CN207528446U - 一种基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台，包括动力装置、试验测试装置和加载装置，动力装置、试验测试装置和加载装置均安装在导轨装置上，动力装置与试验测试装置的一端连接，加载装置放置在试验测试装置的上方；动力装置包括交流电机、凸缘联轴器、支撑轴承座、圆柱滚子轴承、传动轴、大带轮、V带、小带轮；试验测试装置包括支撑轴承座、圆柱滚子轴承、主轴、测试轴承、测试轴承座、温度传感器、加速度传感器；加载装置包括电机、深沟球轴承、滚珠丝杠、丝杠螺母、加载滑块、导轨、加载平台、加载平台支腿。通过加大载荷的方法，模拟滚动轴承从正常到损坏的加速疲劳过程并进行检测。操作简单，试验结果真实、可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种滚动轴承测试实验装置，尤其涉及一种基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台。
背景技术
滚动轴承是旋转机械中至关重要的零部件之一，据统计，我国航空发动机轴承曾发生失效22起，严重威胁飞行安全。主要原因为主轴承的失效，从1995年4月到1996年3月的一年间，接连发生类似的事故竟达5起，严重威胁飞行安全。舰船主、辅柴油机的滚动轴承疲劳失效在每年的舰船柴油机故障中占很大比例，滚动轴承工作状态的好坏直接影响整个动力系统。据报道，我国某公司生产的车轮主轴轮毂轴承在运行过程中发生卡死，导致车轮产生滑动，由于列车在高速高载荷的情况下运行，剧烈的摩擦烧红了近百米的轨道。从雷诺方程发展到弹流润滑理论，滚动轴承的研究已进入了越来越精细的阶段，目前的研究方向主要集中在滚动轴承的寿命问题。由于滚动轴承的失效过程复杂，涉及到金属材料学、断裂力学、故障物理学、信号处理、数理统计学等多学科问题，因此如何准确预测滚动轴承在实际工况下的可靠运行寿命一直是国内外机械工程界的研究热点和技术难题。加速寿命试验可以有效地缩短测试时间，具有周期短、成本低、预测能力较强的特点，为滚动轴承的寿命预测提供了有效地解决途径，然而很难找到一种既可靠又简单实用的滚动轴承加速疲劳测试试验系统平台。
基于滚动轴承加速寿命试验基于多破坏竞争寿命预测研究滚动轴承的失效模式与机理分析，形成了技术和加速寿命试验方法通常用于滚动轴承寿命预测的参考。
现技术中，授权公告号CN204944839U的中国专利，滚动轴承加速疲劳寿命试验台常采用动力源直接带动实验轴承的支撑轴旋转，这就造成了实验轴承的支撑轴两端压力的不均匀而导致了弯矩的形成从而在轴承中出现了型位偏差，这使支撑轴承外圈受到很大的损害，并且砝码-杠杆进行加载的调节幅值变化大，没有电机调节的幅值变化范围窄，实验过程中由于振动及其它因素不能确保完全稳定。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型的基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台，包括动力装置、试验测试装置和加载装置，所述动力装置、试验测试装置和加载装置均安装在导轨装置上，所述动力装置与试验测试装置的一端连接，所述加载装置放置在试验测试装置的上方；
所述动力装置包括交流电机、凸缘联轴器Ⅰ、支撑轴承座Ⅰ、圆柱滚子轴承、传动轴Ⅰ、大带轮、V带、小带轮、传动轴Ⅱ、凸缘联轴器Ⅱ，所述交流电机1和支撑轴承座Ⅰ均安装在底座座上，联轴器Ⅰ一端与交流电机通过键连接，另一端与传动轴Ⅰ也通过键连接，传动轴Ⅰ两端均由圆柱滚子轴承支撑，圆柱滚子轴承由撑承座Ⅰ支撑，大带轮与动轴Ⅰ通过键连接，传动轴Ⅱ两端也均由圆柱滚子轴承支撑，圆柱滚子轴承由撑承座Ⅰ支撑，小带轮与传动轴Ⅱ通过键连接，大带轮通过V带与小带轮连接，凸缘联轴器Ⅱ一端与传动轴Ⅱ通过键连接。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台，通过加大载荷的方法，模拟滚动轴承从正常到损坏的加速疲劳过程并进行检测，实验中操作简单，杠杆原理简单直观，主轴两端压力均匀不会产生弯矩的的影响，试验结构真实、可靠。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台的总体结构示意图。
图2为本实用新型实施例中试验台动力装置和试验测试装置连接的结构示意图。
图3b为本实用新型实施例中试验台加载装置的结构示意图。
图3a为图3b的A-A向结构示意图。
图4为本实用新型实施例中试验台温度传感器和加速度传感器安装在测试轴承座上的结构示意图。
图中：
1-交流电机，2-凸缘联轴器Ⅰ，3-支撑轴承座Ⅰ，4-圆柱滚子轴承，5-传动轴Ⅰ，6-大带轮，7-V带，8-小带轮，9-传动轴Ⅱ，10-凸缘联轴器Ⅱ，11-主轴，12-测试轴承，13-测试轴承座，14-电机，15-凸缘联轴器Ⅲ，16-支撑轴承座Ⅱ，17-深沟球轴承，18-滚珠丝杠，19-丝杠螺母，20-加载滑块，21-导轨，22-加载平台，23-加载平台支腿，24-温度传感器，25-加速度传感器，26-底座。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本实用新型的基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台，其较佳的具体实施方式是：
包括动力装置、试验测试装置和加载装置，所述动力装置、试验测试装置和加载装置均安装在导轨装置上，所述动力装置与试验测试装置的一端连接，所述加载装置放置在试验测试装置的上方；
所述动力装置包括交流电机、凸缘联轴器Ⅰ、支撑轴承座Ⅰ、圆柱滚子轴承、传动轴Ⅰ、大带轮、V带、小带轮、传动轴Ⅱ、凸缘联轴器Ⅱ，所述交流电机1和支撑轴承座Ⅰ均安装在底座座上，联轴器Ⅰ一端与交流电机通过键连接，另一端与传动轴Ⅰ也通过键连接，传动轴Ⅰ两端均由圆柱滚子轴承支撑，圆柱滚子轴承由撑承座Ⅰ支撑，大带轮与动轴Ⅰ通过键连接，传动轴Ⅱ两端也均由圆柱滚子轴承支撑，圆柱滚子轴承由撑承座Ⅰ支撑，小带轮与传动轴Ⅱ通过键连接，大带轮通过V带与小带轮连接，凸缘联轴器Ⅱ一端与传动轴Ⅱ通过键连接。
所述试验测试装置包括支撑轴承座Ⅰ、圆柱滚子轴承、主轴、测试轴承、测试轴承座、温度传感器、加速度传感器，所述测试轴承座安装在底座上，主轴与凸缘联轴器Ⅱ的另一端通过键连接，主轴由两个圆柱滚子轴承在中间支撑，圆柱滚子轴承由撑承座Ⅰ支撑，测试轴承安装在主轴的两端，测试轴承由测试轴承座支撑，温度传感器放在测试轴承的外圈端面上，加速度传感器放在测试轴承座的端面上。
所述加载装置包括电机、凸缘联轴器Ⅲ、支撑轴承座Ⅱ、深沟球轴承、滚珠丝杠、丝杠螺母、加载滑块、导轨、加载平台、加载平台支腿，所述加载平台支腿安装在底座上，电机为步进电机或者伺服电机，电机安置在加载平台上，凸缘联轴器Ⅲ一端与电机通过键连接，另一端与滚珠丝杠通过键连接，滚珠丝杠两端由深沟球轴承支撑，深沟球轴承由支撑轴承座Ⅱ支撑，滚珠丝杠上装有丝杠螺母，丝杠螺母与加载滑块通过螺栓连接，加载滑块设置在导轨上，导轨固定在加载平台上，加载平台与加载平台支腿通过螺栓连接，加载平台底面压在测试轴承座上。
本实用新型的基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台，通过加大载荷的方法，模拟滚动轴承从正常到损坏的加速疲劳过程并进行检测的试验台。
加载装置中结合杠杆原理和电机控制技术，在一定范围内实现等比例稳定加载。
加载平台底面压在测试轴承座上，测试轴承座相当于杠杆的支点，测试轴承座到加载平台支腿的距离固定，相当于杠杆的一个短臂，并且短臂的长度固定，加载滑块和测试轴承座的距离相当于杠杆的另一个长臂，所以电机旋转一定角度变为加载滑块在导轨上移动移动一定距离，加载滑块的移动相当于改变了加载滑块和测试轴承座的距离，即改变杠杆长臂的值，长臂和短臂的比值变化，等价于测试轴承座上的压力的变化，其中电机旋转的角度较小，可以等比例改变测试轴承座13上的载荷。
本实用新型优点：
实验中操作简单，其载荷能在力臂等比例的加载下产生稳定的加载量，即使杠杆机构不平衡后也能产生稳定的压力，并且能在长时间稳定载荷的实验中也能保持稳定载荷；杠杆原理简单直观，将杠杆一端的加载滑块的重量转换为试验加载载荷，并且加载滑块上可以增加配重，进一步的调节了测试轴承上的载荷，载荷大小可以通过电机及滚珠丝杠副来控制加载滑块的位置来实现，利用步进或伺服电机进行连续稳定加载，由于步进或伺服电机控制精度高，加载平稳可靠，调节方便；主轴两端压力均匀不会产生弯矩的的影响，从动力源交流电机1输出的力矩经过传动轴Ⅰ5，大带轮6，V带7，小带轮8，传动轴Ⅱ9确保主轴11不直接受到V带7的拉力，而使主轴11不会产生弯矩。
具体实施例：
如图1-图4所示，一种基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台，动力装置，试验测试装置、加载装置；其中动力装置，试验测试装置、加载装置均安装在底座上，动力装置与试验测试装置一端连接，加载装置放置在试验测试装置的上方。
所述动力装置包括交流电机1、凸缘联轴器Ⅰ2、支撑轴承座Ⅰ3、圆柱滚子轴承4、传动轴Ⅰ5、大带轮6、V带7、小带轮8、传动轴Ⅱ9、凸缘联轴器Ⅱ10；交流电机1和支撑轴承座Ⅰ3均安装在底座座27上，联轴器Ⅰ2一端与交流电机1通过键连接，另一端与传动轴Ⅰ5也通过键连接，传动轴Ⅰ5两端均由圆柱滚子轴承4支撑，圆柱滚子轴承4由撑承座Ⅰ3支撑，大带轮6与动轴Ⅰ5通过键连接，传动轴Ⅱ9两端也均由圆柱滚子轴承4支撑，圆柱滚子轴承4由撑承座Ⅰ3支撑，小带轮8与传动轴Ⅱ9通过键连接，大带轮6通过V带7带动小带轮8旋转，凸缘联轴器Ⅱ10一端与传动轴Ⅱ9通过键连接。
所述试验测试装置包括支撑轴承座Ⅰ3、圆柱滚子轴承4、主轴11、测试轴承12、测试轴承座13、温度传感器24、加速度传感器25；测试轴承座13安装在底座26上，主轴11与凸缘联轴器Ⅱ10的另一端通过键连接，主轴11由两个圆柱滚子轴承4在中间支撑，圆柱滚子轴承4由撑承座Ⅰ3支撑，测试轴承12安装在轴11的两端，测试轴承12由测试轴承座13支撑，温度传感器24放在测试轴承12的外圈端面上，加速度传感器25放在测试轴承座13端面上，并且加速度传感器25的测试部分正对着测试轴承12的外圈。
优选地，加速度传感器25选用三向加速度传感器。
所述加载装置包括电机14、凸缘联轴器Ⅲ15，支撑轴承座Ⅱ16、深沟球轴承17、滚珠丝杠18、丝杠螺母19、加载滑块20、导轨21、加载平台22、加载平台支腿23、加载平台支腿23和均安装在底座26上，电机14与通过螺栓连接，凸缘联轴器Ⅲ15一端与电机14通过键连接，另一端与滚珠丝杠18通过键连接，滚珠丝杠18两端由深沟球轴承17支撑，深沟球轴承17由支撑轴承座Ⅱ16支撑，滚珠丝杠18上装有丝杠螺母19，丝杠螺母19与加载滑块20通过螺栓连接，加载滑块20在导轨21上移动，导轨21固定在加载平台22上，加载平台22与加载平台支腿23通过螺栓连接，加载平台22底面压在测试轴承座12上。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台，其特征在于，包括动力装置、试验测试装置和加载装置，所述动力装置、试验测试装置和加载装置均安装在导轨装置上，所述动力装置与试验测试装置的一端连接，所述加载装置放置在试验测试装置的上方；
所述动力装置包括交流电机(1)、凸缘联轴器Ⅰ(2)、支撑轴承座Ⅰ(3)、圆柱滚子轴承(4)、传动轴Ⅰ(5)、大带轮(6)、V带(7)、小带轮(8)、传动轴Ⅱ(9)、凸缘联轴器Ⅱ(10)，所述交流电机(1)和支撑轴承座Ⅰ(3)均安装在底座(27)上，联轴器Ⅰ(2)一端与交流电机(1)通过键连接，另一端与传动轴Ⅰ(5)也通过键连接，传动轴Ⅰ(5)两端均由圆柱滚子轴承(4)支撑，圆柱滚子轴承(4)由撑承座Ⅰ(3)支撑，大带轮(6)与动轴Ⅰ(5)通过键连接，传动轴Ⅱ(9)两端也均由圆柱滚子轴承(4)支撑，圆柱滚子轴承(4)由撑承座Ⅰ(3)支撑，小带轮(8)与传动轴Ⅱ(9)通过键连接，大带轮(6)通过V带(7)与小带轮(8)连接，凸缘联轴器Ⅱ(10)一端与传动轴Ⅱ(9)通过键连接。
2.根据权利要求1所述的基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台，其特征在于，所述试验测试装置包括支撑轴承座Ⅰ(3)、圆柱滚子轴承(4)、主轴(11)、测试轴承(12)、测试轴承座(13)、温度传感器(24)、加速度传感器(25)，所述测试轴承座(13)安装在底座(26)上，主轴(11)与凸缘联轴器Ⅱ(10)的另一端通过键连接，主轴(11)由两个圆柱滚子轴承(4)在中间支撑，圆柱滚子轴承(4)由撑承座Ⅰ(3)支撑，测试轴承(12)安装在主轴(11)的两端，测试轴承(12)由测试轴承座(13)支撑，温度传感器(24)放在测试轴承(12)的外圈端面上，加速度传感器(25)放在测试轴承座(13)的端面上。
3.根据权利要求2所述的基于加大载荷的滚动轴承加速疲劳测试实验台，其特征在于，所述加载装置包括电机(14)、凸缘联轴器Ⅲ(15)、支撑轴承座Ⅱ(16)、深沟球轴承(17)、滚珠丝杠(18)、丝杠螺母(19)、加载滑块(20)、导轨(21)、加载平台(22)、加载平台支腿(23)，所述加载平台支腿(23)安装在底座(26)上，电机(14)为步进电机或者伺服电机，电机(14)安置在加载平台(22)上，凸缘联轴器Ⅲ(15)一端与电机(14)通过键连接，另一端与滚珠丝杠(18)通过键连接，滚珠 丝杠(18)两端由深沟球轴承(17)支撑，深沟球轴承(17)由支撑轴承座Ⅱ(16)支撑，滚珠丝杠(18)上装有丝杠螺母(19)，丝杠螺母(19)与加载滑块(20)通过螺栓连接，加载滑块(20)设置在导轨(21)上，导轨(21)固定在加载平台(22)上，加载平台(22)与加载平台支腿(23)通过螺栓连接，加载平台(22)底面压在测试轴承座(13)上。
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