多功能軸承試驗系統技術方案

本實用新型專利技術提供一種多功能軸承試驗系統，包括旋轉驅動系統單元、加載系統單元、高低溫環境箱、潤滑冷卻系統單元及測量控制系統單元，加載系統單元可以控制軸向加載單元、徑向加載單元上加載頭的加載力和加載波形，高低溫環境箱可真實模擬實驗的真實溫度環境。該多功能軸承試驗裝置可在試驗室模擬試驗軸承的服役工況，實現給定轉速、潤滑、溫度、軸向載荷、徑向載荷及周向不平衡沖擊載荷等條件下試驗軸承的性能測試，通過試驗過程中采集的振動加速度、磨屑量等數據，分析不對中、潤滑不良、受力不均等對軸承性能的影響，可更真實的模擬滾動軸承受徑向載荷、軸向載荷等實際工況，對試驗軸承的壽命與可靠性評估更加的可靠、系統、科學。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及滾動軸承試驗領域，特別涉及一種用于滾動軸承的壽命和可靠性試驗的試驗系統和試驗方法。
技術介紹
軸承是當代機械設備中一種重要零部件，按運動元件摩擦性質的不同，軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩大類，其中滾動軸承已經標準化、系列化。滾動軸承的主要功能是支撐機械旋轉體，降低其運動過程中的摩擦系數，并保證其回轉精度。滾動軸承的考核參數主要有：最高轉速、額定載荷和工作壽命。為確定滾動軸承壽命的標準，通常的做法是把滾動軸承的壽命與可靠性聯系起來。影響軸承壽命的因素較多，主要有安裝精度不夠（如不同軸、間隙不合理等）、載荷不平衡、潤滑不良、冷卻不到位等等。因此，由于服役工況的差別，軸承個體的實際壽命差距極大，一旦軸承失效，往往直接影響機械設備的正常運行，嚴重時，甚至會造成人員傷亡事故，如汽車輪軸軸承、高鐵軌輪的軸承、航空發動機軸承等。因此，針對不同服役工況下軸承的可靠性試驗是優化軸承性能、提高軸承壽命的必備手段，相關的試驗設備目前大多由軸承研制單位自行開發。對于軸承研制單位而言，軸承即為其最終產品，其開展軸承試驗的目的在于提高軸承的各項參數，因此，軸承研制單位往往會將各項參數分解開來逐一試驗。但由于軸承的服役工況是由多個單一因素復合的環境，如不同軸、不平衡、潤滑不良等，因此參數分解試驗無法真實反映軸承的實際工況，所得試驗數據實際可用度低，市場上也有部分疲勞試驗設備廠商研發的試驗設備。如中國技術專利（專利號：201010678673）就公開了一種軸承試驗機。其解決了軸承參數分解試驗無法模擬實際工況、試驗數據實際可用度低的問題。所采取的技術措施是：一種軸承試驗機，包括機架、設于機架上的安裝座和伸入到安裝座處的轉動軸、設于機架上的徑向載荷裝置，徑向載荷裝置與轉動軸之間通過傳動帶聯接，其特征在于，在機架上設有軸向載荷裝置，軸向載荷裝置包括沖頭和動力機構，在動力機構的帶動下，沖頭的端部可對轉動軸施加軸向載荷。相較于參數分解試驗設備，該專利所述的軸承試驗機在模擬實際工況上有很大的進步，可實現旋轉、徑向載荷、軸向載荷的復合試驗。但從其所述聯接方式可知，其徑向載荷裝置和軸向載荷裝置所施加的載荷量是不可調的，只適用于某特定載荷的工況模擬。而軸承作為一種通用零件，其面對的工況是多種多樣的，要了解軸承有不同工況下的性能特性，需要具備多種工況模擬能力的試驗設備，如可調載荷量的徑向、軸向加載裝置，可調溫度的高低環境箱，可調參數的潤滑冷卻裝置等。因此有必要設計一種多功能的軸承試驗系統來滿足不同工況的軸承試驗。
技術實現思路
鑒于以上所述現有技術的缺點，本技術的目的在于提供一種能夠滿足不同工況的多功能軸承試驗系統。為實現上述目的及其他相關目的，本技術提供一種多功能軸承試驗系統，其包括：旋轉驅動系統單元，所述旋轉驅動系統單元包括一驅動電機，所述驅動電機通過一傳動機構與至少一根輸出軸連接，所述輸出軸與被試軸承的內圈配合安裝，被試軸承的外圈與軸承座配合安裝，所述軸承座在加載方向上的自由度不受限制；加載系統單元，所述加載系統單元包括至少一個軸向加載單元和至少一個徑向加載單元，所述軸向加載單元、徑向加載單元與所述軸承座位置一一對應，所述軸向加載單元的加載頭作用在試驗軸承的外圈上，所述徑向加載單元的加載頭作用在所述軸承座上；高低溫環境箱，所述高低溫環境箱設置在被試軸承處，用于為被試軸承提供試驗所模擬的高低溫環境；潤滑冷卻系統單元，所述潤滑冷卻系統單元用于對整個系統所有的旋轉軸承進行潤滑，該潤滑冷卻系統單元在被試軸承的潤滑通道上各潤滑參數可調可控；測量控制系統單元，所述測量控制系統單元包括電氣控制單元和測量單元，所述電氣控制單元與所述旋轉驅動系統單元、加載系統單元、高低溫環境箱和潤滑冷卻系統單元連接，用于控制各系統單元的動作及參數，包括旋轉驅動系統單元的啟停、轉速，軸向加載單元、徑向加載單元的動作、參數及加載波形，高低溫環境箱的啟停、溫度參數，潤滑冷卻系統單元的啟停、參數；所述測量單元與各系統中的檢測傳感器相連，用于檢測試驗過程中系統本體狀態及被試軸承的試驗參數。優選地，所述軸向加載單元或徑向加載單元包括一伺服加載液壓缸，所述伺服加載液壓缸與所述加載頭連接，所述加載頭上設有力傳感器。優選地，所述高低溫環境箱設置在安裝被試軸承的軸承座一側，所述高低溫環境箱的內腔通過送風管道與所述軸承座的封閉腔連通。優選地，所述驅動電機的輸出軸與所述傳動機構的輸入軸之間設有彈性聯軸器和扭矩限制裝置。優選地，所述軸承座的底部和頂部均設有低摩擦墊板。優選地，所述測量單元包括一清潔度監測模塊，所述清潔度監測模塊安裝在被試軸承的潤滑油路中，用于檢測潤滑油中的顆粒物。優選地，所述測量單元包括一振動測量單元，所述振動測量單元包括安裝在軸承座上的振動傳感器。優選地，所述測量單元還包括轉速測量模塊、溫度測量模塊、扭矩測量模塊、潤滑油參數測量模塊及載荷測量模塊。如上所述，本技術的軸承試驗裝置具有以下有益效果：該多功能軸承試驗裝置通過測量控制系統單元設定加載系統單元、高低溫環境箱、潤滑冷卻系統單元的試驗參數，可在試驗室模擬試驗軸承的服役工況，實現給定轉速、潤滑、溫度、軸向載荷、徑向載荷及周向不平衡沖擊載荷等條件下試驗軸承的性能測試，同時可通過試驗過程中采集的振動加速度、磨屑量等數據，分析不對中、潤滑不良、受力不均等對軸承性能的影響。該多功能軸承試驗裝置可用于模擬滾動軸承受徑向載荷、軸向載荷等多種工況，測試軸承剛度、軸承運行溫度、軸心軌跡等轉子系統參數，可真實的模擬試驗軸承的實際服役工況，對試驗軸承的壽命與可靠性評估更加的可靠、系統、科學。附圖說明圖1為本技術實施例的整體結構示意圖。圖2為本技術實施例的主視圖。圖3為本技術實施例的俯視圖。圖4為本技術軸向加載單元或徑向加載單元的控制系統示意圖。圖5為本技術實施例溫控系統的結構示意圖。圖6為本技術實施例油氣噴射潤滑系統的結構示意圖。圖7為本技術實施例環下潤滑系統的結構示意圖。元件標號說明。1、試驗臺底架2、電機安裝座3、驅動電機4、電機壓蓋5、輸出軸6、彈性聯軸器7、扭矩限制裝置8、傳動箱9、徑向伺服加載液壓缸10、徑向加載支架11、軸向伺服加載液壓缸12、軸向加載支架13、軸承座14、輸入軸15、試驗軸承限位裝置16、伺服加載液壓缸17、加載頭18、伺服閥19、力傳感器20、伺服控制器21、位移傳感器22主控計算機23、噴嘴24、試驗軸承25、軸承外圈26、軸承內圈27、注油孔28、高低溫環境箱29、送風管道。具體實施方式以下由特定的具體實施例說明本技術的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本技術的其他優點及功效。請參閱圖1至圖7。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本技術可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本技術所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本技術所揭示的
技術實現思路
得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多功能軸承試驗系統，其特征在于，其包括：旋轉驅動系統單元，所述旋轉驅動系統單元包括一驅動電機，所述驅動電機通過一傳動機構與至少一根輸出軸連接，所述輸出軸與被試軸承的內圈配合安裝，被試軸承的外圈與軸承座配合安裝，所述軸承座在加載方向上的自由度不受限制；加載系統單元，所述加載系統單元包括至少一個軸向加載單元和至少一個徑向加載單元，所述軸向加載單元、徑向加載單元與所述軸承座位置一一對應，所述軸向加載單元的加載頭作用在試驗軸承的外圈上，所述徑向加載單元的加載頭作用在所述軸承座上；高低溫環境箱，所述高低溫環境箱設置在被試軸承處，用于為被試軸承提供試驗所模擬的高低溫環境；潤滑冷卻系統單元，所述潤滑冷卻系統單元用于對整個系統所有的旋轉軸承進行潤滑，該潤滑冷卻系統單元在被試軸承的潤滑通道上各潤滑參數可調可控；測量控制系統單元，所述測量控制系統單元包括電氣控制單元和測量單元，所述電氣控制單元與所述旋轉驅動系統單元、加載系統單元、高低溫環境箱和潤滑冷卻系統單元連接，用于控制各系統單元的動作及參數，包括旋轉驅動系統單元的啟停、轉速，軸向加載單元、徑向加載單元的動作、參數及加載波形，高低溫環境箱的啟停、溫度參數，潤滑冷卻系統單元的啟停、參數；所述測量單元與所述旋轉驅動系統單元、加載系統單元、高低溫環境箱、潤滑冷卻系統單元中的檢測傳感器相連，用于檢測試驗過程中系統本體狀態及被試軸承的試驗參數。...

【技術特征摘要】
1.一種多功能軸承試驗系統，其特征在于，其包括：旋轉驅動系統單元，所述旋轉驅動系統單元包括一驅動電機，所述驅動電機通過一傳動機構與至少一根輸出軸連接，所述輸出軸與被試軸承的內圈配合安裝，被試軸承的外圈與軸承座配合安裝，所述軸承座在加載方向上的自由度不受限制；加載系統單元，所述加載系統單元包括至少一個軸向加載單元和至少一個徑向加載單元，所述軸向加載單元、徑向加載單元與所述軸承座位置一一對應，所述軸向加載單元的加載頭作用在試驗軸承的外圈上，所述徑向加載單元的加載頭作用在所述軸承座上；高低溫環境箱，所述高低溫環境箱設置在被試軸承處，用于為被試軸承提供試驗所模擬的高低溫環境；潤滑冷卻系統單元，所述潤滑冷卻系統單元用于對整個系統所有的旋轉軸承進行潤滑，該潤滑冷卻系統單元在被試軸承的潤滑通道上各潤滑參數可調可控；測量控制系統單元，所述測量控制系統單元包括電氣控制單元和測量單元，所述電氣控制單元與所述旋轉驅動系統單元、加載系統單元、高低溫環境箱和潤滑冷卻系統單元連接，用于控制各系統單元的動作及參數，包括旋轉驅動系統單元的啟停、轉速，軸向加載單元、徑向加載單元的動作、參數及加載波形，高低溫環境箱的啟停、溫度參數，潤滑冷卻系統單元的啟停、參數；所述測量單元與所述旋轉驅動系統單元、加載系統單元、高低溫環境...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐曼，王曉芳，
申請(專利權)人：蘇州東菱科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32