一种油浸式滚动轴承寿命强化试验机

摘要

本发明公开了一种油浸式滚动轴承寿命强化试验机，适用于内径为φ10-60mm的滚动轴承寿命强化试验，包括机架、搅拌补油装置、试验头部件、传动系统、加载系统、信号放大器、温度传感器、振动传感器和计算机监控系统。加载系统、试验头部件、搅拌补油装置和传动系统均固定在机架上；传动系统与试验头部件相连；加载系统可对试验轴承加载径向载荷和轴向载荷；试验头部件安装有温度传感器和振动传感器，通过信号放大器与计算机监控系统相连。计算机监控系统显示试验轴承温度、振动值、转速、累计试验时间、振动时域和频域图形，试验轴承温度值或振动值越界自动停机。本发明试验结果满足滚动轴承在实际使用中情况，同时可大幅度缩短试验周期、节约试验费用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种油浸式滚动轴承寿命强化试验装置，尤其涉及一种操作简 单，试验结果满足试验轴承实际使用情况，同时，能大幅度缩短试验周期，节 约试验费用的滚动轴承寿命试验专用仪器。

背景技术

滚动轴承是各类机械中应用最广泛的关键基础件之一。滚动轴承的使用寿 命是轴承的重要性能指标，而轴承使用寿命直接影响机械系统的性能。当滚动 轴承使用寿命偏短时会影响到机械系统的使用连续性，同时增加额外的使用成 本。

在中国轴承行业发展规划中，重点要求开展提高滚动轴承寿命和可靠性工 程技术攻关。低载荷、高转速的传统轴承寿命试验方法周期长、费用高且试验 结果的可靠性差,而强化试验则在保持接触疲劳失效机理一致的前提下,大大地 缩短了试验时间,降低了试验成本,从而加快了产品的开发周期和改进步伐,因此 轴承寿命强化试验得到越来越多的关注、研究和应用。

目前，随着滚动轴承的需求及应用范围不断扩大，轴承的实际使用环境也 各不相同，轴承的实际使用环境对轴承的寿命具有重要影响，因此根据轴承实 际的使用环境来研发滚动轴承寿命试验机是十分必要的，本油浸式滚动轴承寿 命强化试验机就是根据轴承的特定使用环境而研发的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种滚动轴承寿命强化试验 机。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种油浸式滚动轴承寿命强 化试验机，用于检测四套试验轴承的疲劳寿命，包括：机架、搅拌补油装置、 试验头部件、振动传感器、温度传感器、传动系统、加载系统、信号放大器和 计算机监控系统；其中，所述搅拌补油装置、试验头部件、传动系统和加载系 统均固定在机架上；传动系统与试验头部件相连；加载系统位于试验轴承的侧 面，可对试验轴承加载径向载荷和轴向载荷；振动传感器和温度传感器安装在 试验头部件上，通过信号放大器与计算机监控系统相连。

进一步地，所述搅拌补油装置包括搅拌电机、电机法兰、密封套、O型密封 圈、搅盘、两个骨架密封、两个轴用弹性挡圈、搅拌传动轴、两个支撑轴承、 两个固定条、补油桶、补油桶搅拌电机、液位计和两个固定螺栓；电机法兰和 密封套安装在机架上，O型密封圈安装在密封套上，搅拌电机与电机法兰连接， 固定于机架上，搅拌传动轴安装在密封套内，并与搅拌电机连接，搅盘、两个 骨架油封和两个支撑轴承安装在搅拌传动轴上，两个轴用弹性挡圈卡在搅拌传 动轴上，用以固定两个支撑轴承的位置，两个固定条固定在机架上，补油桶用 两个固定螺栓安装在两个固定条上，补油桶上安装有补油搅拌电机和液位计。

进一步地，所述试验头部件包括两个隔离环、两个拆卸环、中负荷体、中 衬套、四套试验轴承、两个端负荷体、两个锁紧螺母、试验芯轴和两个端衬套； 两个隔离环、两个拆卸环和四套试验轴承依次压装入试验芯轴上，两侧各两套 试验轴承，中间两套试验轴承与试验芯轴之间安装有拆卸环，边上两套试验轴 承之间用隔离环隔开，两端用两个锁紧螺母锁紧，两个端衬套安装在两个端负 荷体内，中衬套安装在中负荷体内，安装在试验芯轴上的四套试验轴承安装在 中衬套和两个端衬套内，两个端负荷体在中负荷体的两侧。

进一步地，所述传动系统包括主动电机、小方轴、连接套、传动轴、传动 座、支撑轴承、从动多楔带轮、多楔带和主动多楔带轮；主电动机安装在机架 上，主动多楔带轮安装在主电动机上，从动多楔带轮安装在传动轴上，主动多 楔带轮通过多楔带与从动多楔带轮相连，传动轴压装两套支撑轴承后安装在传 动座上，传动轴与连接套相连，小方轴一端与连接套相连，另一端与试验头部 件相连。

进一步地，所述加载系统包括粗过滤器、齿轮泵、油泵电机、单向阀、溢 流阀、单向电磁换向阀、精过滤器、蓄能器、电接点压力表、径向截止阀、径 向调压阀、径向压力表、径向电磁换向阀、径向加载油缸、轴向截止阀、轴向 调压阀、轴向压力表、轴向电磁换向阀、轴向加载油缸和砝码；油泵电机的输 出轴与齿轮泵相连，齿轮泵的进油口通过粗过滤器与油箱管路连接，出油口与 单向阀的一端相连，单向阀的另一端与精过滤器的一端相连，单向阀和精过滤 器之间的管路上连接有溢流阀和单向电磁换向阀，溢流阀和单向电磁换向阀的 另一端均与油箱管路连接，精滤油器的另一端分别与蓄能器和电接点压力表相 连，电接点压力表分别与径向截止阀和轴向截止阀的一端相连，径向截止阀另 一端与径向调压阀一端相连，径向调压阀另一端与径向电磁换向阀的P接口相 连，径向电磁换向阀的A接口与径向加载油缸的前端进油口相连，径向电磁换 向阀的B接口与径向加载油缸的后端进油口相连，径向电磁换向阀与径向加载 油缸之间的管路上连接径向压力表，轴向截止阀另一端与轴向调压阀一端相连， 轴向调压阀另一端与轴向电磁换向阀的P接口相连，轴向电磁换向阀的A接口 与轴向加载油缸的前端进油口相连，轴向电磁换向阀的B接口与轴向加载油缸 的后端进油口相连，轴向电磁换向阀与轴向加载油缸之间的管路上连接轴向压 力表。

本发明的有益效果是：本发明试验机操作简单，方便有效，试验坏境满足 轴承的特定使用环境，试验轴承浸在试验腔内的润滑油中，润滑油中可根据轴 承特定使用环境的要求加入粉尘，铁屑等杂质，通过搅拌装置搅拌试验腔内的 润滑油，防止添加的杂质沉淀，补油装置通过液位差自动补偿试验腔内损耗的 润滑油。计算机显示试验轴承温度、振动值、转速、累计试验时间、振动时域 和频域图形，直观明了，温度值或振动值越界自动停机，节约人力。试验结果 满足滚动轴承在实际使用中情况，同时，又能大幅度缩短试验周期、节约试验 费用。

附图说明

图1为油浸式滚动轴承寿命强化试验机的主视图；

图2(a)为油浸式滚动轴承寿命强化试验机的左视图，(b)为计算机监控 系统示意图；

图3为搅拌装置示意图；

图4为补油装置示意图，(a)为主视图，(b)为侧视图；

图5为试验头部件安装示意图；

图6为传动系统示意图；

图7为加载系统原理示意图；

图8为计算机监控系统原理示意图；

图中，机架1、搅拌补油装置2、试验头部件3、振动传感器4、温度传感 器5、传动系统6、加载系统7、信号放大器8、计算机监控系统9、砝码10、 搅拌电机11、电机法兰12、密封套13、O型密封圈14、搅盘15、两个骨架密 封16、两个轴用弹性挡圈17、搅拌传动轴18、两个支撑轴承19、两个固定条 20、补油桶21、补油桶搅拌电机22、液位计23、两个固定螺栓24、隔离环25、 拆卸环26、中负荷体27、中衬套28、试验轴承29、端负荷体30、锁紧螺母31、 试验芯轴32、端衬套33、主动电机34、小方轴35、连接套36、传动轴37、传 动座38、支撑轴承39、从动多楔带轮40、多楔带41、主动多楔带轮42、粗过 滤器43、齿轮泵44、油泵电机45、单向阀46、溢流阀47、单向电磁换向阀48、 精过滤器49、蓄能器50、电接点压力表51、径向截止阀52、径向调压阀53、 径向压力表54、径向电磁换向阀55、径向加载油缸56、轴向截止阀57、轴向 调压阀58、轴向压力表59、轴向电磁换向阀60、轴向加载油缸61。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参见附图1和附图2，本实施例的油浸式滚动轴承寿命强化试验机包括机架 1、搅拌补油装置2、试验头部件3、振动传感器4、温度传感器5、传动系统6、 加载系统7、信号放大器8和计算机监控系统9；搅拌补油装置2、试验头部件 3、传动系统6和加载系统7均固定在机架1上；传动系统6与试验头部件3相 连；加载系统7位于试验轴承29的侧面，可对试验轴承29加载径向载荷和轴 向载荷；振动传感器4和温度传感器5安装在试验头部件3上，通过信号放大 器8与计算机监控系统9相连，计算机监控系统9显示试验轴承29温度、振动 值、转速、累计试验时间、振动时域和频域图形。

参见附图3和附图4，本实施例的搅拌补油装置2包括搅拌电机11、电机 法兰12、密封套13、O型密封圈14、搅盘15、两个骨架密封16、两个轴用弹 性挡圈17、搅拌传动轴18、两个支撑轴承19、两个固定条20、补油桶21、补 油桶搅拌电机22、液位计23和两个固定螺栓24；电机法兰12和密封套13安 装在机架1上，O型密封圈14安装在密封套13上，搅拌电机11与电机法兰12 连接，固定于机架1上，搅盘15、两个骨架油封16和两个支撑轴承19安装在 搅拌传动轴18上，两个轴用弹性挡圈17卡在搅拌传动轴18上，用以固定两个 支撑轴承19的位置，搅拌传动轴18安装在密封套13内，并与搅拌电机11连 接，两个固定条20固定在机架1上，补油桶21用两个固定螺栓24安装在两个 固定条20上，补油桶21上安装有补油搅拌电机22和液位计23。

参见附图5，本实施例的试验头部件3包括两个隔离环25、两个拆卸环26、 中负荷体27、中衬套28、两个端负荷体30、两个锁紧螺母31、试验芯轴32和 两个端衬套33；两个隔离环25、两个拆卸环26和四套试验轴承29依次压装入 试验芯轴32上，两侧各两套试验轴承29，中间两套试验轴承29与试验芯轴32 之间安装有拆卸环26，边上两套试验轴承29之间用隔离环25隔开，两端用两 个锁紧螺母31锁紧，两个端衬套33安装在两个端负荷体30内，中衬套28安 装在中负荷体27内，安装在试验芯轴32上的四套试验轴承29安装在中衬套28 和两个端衬套33内，两个端负荷体30在中负荷体27的两侧。

参见附图6，本实施例的传动系统6包括主动电机34、小方轴35、连接套 36、传动轴37、传动座38、支撑轴承39、从动多楔带轮40、多楔带41和主动 多楔带轮42；主电动机34安装在机架1上，主动多楔带轮42安装在主电动机 34上，从动多楔带轮40安装在传动轴37上，主动多楔带轮42通过多楔带41 与从动多楔带轮40相连，传动轴37压装两套支撑轴承39后安装在传动座38 上，传动轴37与连接套36相连，小方轴35一端与连接套36相连，另一端与 试验头部件3相连。

参见附图7，本实施例的加载系统7包括粗过滤器43、齿轮泵44、油泵电 机45、单向阀46、溢流阀47、单向电磁换向阀48、精过滤器49、蓄能器50、 电接点压力表51、径向截止阀52、径向调压阀53、径向压力表54、径向电磁 换向阀55、径向加载油缸56、轴向截止阀57、轴向调压阀58、轴向压力表59、 轴向电磁换向阀60、轴向加载油缸61和砝码10；油泵电机45的输出轴与齿轮 泵44相连，齿轮泵44的进油口通过粗过滤器43与油箱管路连接，出油口与单 向阀46的一端相连，单向阀46的另一端与精过滤器49的一端相连，单向阀46 和精过滤器49之间的管路上连接有溢流阀47和单向电磁换向阀48，溢流阀47 和单向电磁换向阀48的另一端均与油箱管路连接，精滤油器49的另一端分别 与蓄能器50和电接点压力表51相连，电接点压力表51分别与径向截止阀52 和轴向截止阀57的一端相连，径向截止阀52另一端与径向调压阀53一端相连， 径向调压阀53另一端与径向电磁换向阀54的P接口相连，径向电磁换向阀54 的A接口与径向加载油缸56的前端进油口相连，径向电磁换向阀54的B接口 与径向加载油缸56的后端进油口相连，径向电磁换向阀54与径向加载油缸56 之间的管路上连接径向压力表55，轴向截止阀57另一端与轴向调压阀58一端 相连，轴向调压阀58另一端与轴向电磁换向阀59的P接口相连，轴向电磁换 向阀59的A接口与轴向加载油缸61的前端进油口相连，轴向电磁换向阀59的 B接口与轴向加载油缸61的后端进油口相连，轴向电磁换向阀59与轴向加载油 缸61之间的管路上连接轴向压力表60。此加载系统7通过砝码10的重量、径 向调压阀53和轴向调压阀58的二次压力油油压平衡来调节径向载荷和轴向载 荷的大小，二次压力油的最高允许压力为12.5MPa。蓄能器50能稳定压力，减 少了泄漏产生的压力波动。

参见附图8，振动传感器4和温度传感器5采集的信号经信号放大器8中的 放大模块、滤波模块和A/D数模转换器后传入计算机监控系统9，计算机监控系 统9显示试验轴承29的温度、振动值、转速、累计试验时间、振动时域和频域 图形。试验轴承29温度值或振动值越界自动停机。同时，计算机监控系统9通 过通信模块和变频VD可控制试验轴承29的转速。

本发明操作简单，方便有效，试验坏境满足轴承的特定使用环境，试验轴 承浸在试验腔内的润滑油中，润滑油中可根据轴承特定使用环境的要求加入粉 尘，铁屑等杂质，通过搅拌装置搅拌试验腔内的润滑油，防止添加的杂质沉淀， 补油装置通过液位差自动补偿试验腔内损耗的润滑油。计算机显示试验轴承温 度、振动值、转速、累计试验时间、振动时域和频域图形，直观明了，温度值 或振动值越界自动停机，节约人力。试验结果满足滚动轴承在实际使用中情况， 同时，又能大幅度缩短试验周期，节约试验费用。