CN2608972Y - 轴承球滚动接触疲劳寿命试验机 - Google Patents

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陈晓阳
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Abstract

本实用新型涉及一种轴承球滚动接触疲劳寿命试验机，包括机座、驱动装置和加载装置，其特征在于机座上安置一个由驱动装置驱动转动并由加载装置施压的、承压在被试轴承球上的驱动轮，被试轴承球下面有两个陪试滚子，陪试滚子下面有一个导轮，而两侧各有一个支撑轮。本实用新型的被试样球仅在最大圆截面上三点受力，并沿此圆周作纯滚动，能较精确测试出实际轴承球纯滚动接触疲劳寿命。本实用新型结构简单，制造成本低，操作方便，可靠性高。

Description

轴承球滚动接触疲劳寿命试验机
技术领域
本实用新型涉及一种接触疲劳寿命试验机，特别一种轴承球滚动接触疲劳寿命试验机。
背景技术
滚动轴承球的接触疲劳寿命是在标准工况条件下，评价轴承材料性能和加工工艺优劣的主要手段之一，目前常用来考核轴承球的滚动接触疲劳寿命性能的试验机主要有：四球试验机、五球试验机、V形槽/球试验机、推力盘试验机。
四球试验机和五球试验机的被试球虽然分别有3点和4点接触受载，但其受力点不在最大圆截面内，而陪试球除绕自身轴线旋转外，同时还绕驱动轴轴线公转，因此陪试球的三接触点间的速度关系不恒定，所以被试球与陪试球之间必是滚/滑状态，这会显著降低接触疲劳寿命，导致测试结果难以说明问题。
V形槽/球试验机的两个各有两接触点的圆截面分别在最大圆截面的两侧，但因被试球的受力不是稳定平衡而需中心支承，故难以用实际轴承球进行试验。
最接近纯滚动接触疲劳寿命工况的是推力盘试验机，若干个被试球用保持架隔离开，上下受力。被试球在绕推力圆盘轴线公转的同时还要绕自身轴线滚动，被试球因公转产生的离心力作用于保持架的径向，而球推动保持架转动或被保持架推动而向前滚动的力则作用于保持架的周向。因此被试球上仍有一些滑动摩擦，这些滑动及附加结构都增加了滚动接触疲劳寿命的影响因素。
与钢材料不同，氮化硅具有质量轻、绝缘、隔热、无磁、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高速旋转离心力小和运转温升低等优良性能，是用作陶瓷轴承理想材料，但目前还没有评定其滚动接触疲劳寿命的标准方法。一般认为陶瓷球的疲劳寿命是评价陶瓷材料用于滚动轴承的可靠的技术依据，目前主要是用混合陶瓷轴承的疲劳寿命试验进行，但涉及的影响因素较多。显然，如能研制一种轴承球的纯滚动接触疲劳寿命强化试验机，既可用于传统的钢球滚动接触疲劳寿命测试，又适合评定陶瓷等材料球的滚动接触疲劳寿命，将为陶瓷球的机械物理性能客观评定、陶瓷球轴承优化设计及开发高性能的纳米陶瓷材料、了解陶瓷材料的潜在性能提供可靠的试验手段。
实用新型内容
本实用新型的目的是为克服上述滚动接触疲劳试验机技术的不足和满足球轴承在载荷和转速不断提高的条件下运转的要求，提供一种多接触点、纯滚动、高速、重载轴承球疲劳试验机，结构简单、效率高、被试球范围宽，实用性强。
为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种轴承球滚动接触疲劳寿命试验机，包括机座、驱动装置和加载装置，其特征在于机座上安置一个由驱动装置驱动转动并由加载装置通过驱动轮施压载荷于被试轴承球上，被试轴承球下面有两个陪试滚子，陪试滚子下面有一个导轮，而两侧各有一个支撑轮。
上述的驱动装置的结构是：电机输出轴上固定连接皮带轮，经传动皮带传动驱动轮转轴上的皮带轮。
上述的加载装置的结构是：驱动轮安装在一根杠杆中部下面，杠杆的内端与机座铰连，而外端由一个弹性施压构件施加载荷。
上述的弹性施压构件的结构是：一根螺杆穿过杠杆外端叉口后，套上弹簧下座圈、压簧和弹簧上螺母，然后旋上放松六角螺母。
本试验机的设计可使被试轴承球的传速达23000转/分，接触载荷达4000牛顿力，接触应力达7×109Pa。被试轴承球的温升用热电偶测量。当被试轴承球失效时，以增大的振动输出来终止试验。
本实用新型与现有技术相比，具有如下显而易见的特点和优点：本实用新型的被试轴承球具有三接触点，同时三接触点的最大接触应力相等，而且被试样球仅在最大圆截面上受力，并沿此圆周作纯滚动，能较精确测试出实际轴承球滚动接触疲劳寿命，同时能用于测试评价陶瓷轴承球的疲劳寿命。本实用新型的被试轴承球的转速高，接触应力大，实现了高效测试，若循环次数为1×107次，仅需150分钟。本实用新型结构简单，制造成本低，操作方便，可靠性高。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的一个优选实施例是：参见附图，本轴承球滚动接触疲劳寿命试验机，包括机座1、驱动装置2和加载装置9，其特征在于机座1上安置一个由驱动装置2驱动转动并由加载装置9通过驱动轮(16)施压载荷于被试轴承球(19)上，被试轴承球19下面有两个陪试滚子6、18，陪试滚子6、18下面有一个导轮20，而两侧各有一个支撑轮5、17。上述的驱动装置2的结构是：电机3输出轴上固定连接皮带轮，经传动皮带4传动驱动轮16转轴上的皮带轮。上述的加载装置9的结构是：驱动轮16安装在一根杠杆8中部下面，杠杆8的内端与机座1铰连，而外端由一个弹性施压构件10施加载荷。上述的弹性施压构件10的结构是：一根螺杆15穿过杠杆8外端叉口后，套上弹簧下座圈14、压簧13和弹簧上螺母12，然后旋上放松六角螺母11。本试验机设计为：被试轴承球的转速为23000转/分，接触载荷达4000牛顿力，接触应力达7×109Pa。被试轴承球的温升用热电偶测量。当被试轴承球失效时，以增大的振动输出来终止试验。

Claims (4)

1.一种轴承球滚动接触疲劳寿命试验机，包括机座(1)、驱动装置(2)和加载装置(9)，其特征在于机座(1)上安置一个由驱动装置(2)驱动转动并由加载装置(9)通过驱动轮(16)施压载荷于被试轴承球(19)上，被试轴承球(19)下面有两个陪试滚子(6、18)，陪试滚子(6、18)下面有一个导轮(20)，而两侧各有一个支撑轮(5、17)。
2.根据权利要求1所述的一种轴承球滚动接触疲劳寿命试验机，，其特征在于，驱动装置(2)的结构是：电机(3)输出轴上固定连接皮带轮，经传动皮带(4)传动驱动轮(16)转轴上的皮带轮。
3.根据权利要求1所述的一种轴承球滚动接触疲劳寿命试验机，其特征在于，加载装置(9)的结构是：驱动轮(16)安装在一根杠杆(8)中部下面，杠杆(8)的内端与机座(1)铰连，而外端由一个弹性施压构件(10)施加载荷。
4.根据权利要求3所述的一种轴承球滚动接触疲劳寿命试验机，，其特征在于，弹性施压构件(10)的结构是：一根螺杆(15)穿过杠杆(8)外端叉口后，套上弹簧下座圈(14)、压簧(13)和弹簧上螺母(12)，然后旋上放松六角螺母(11)。
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