曲柄连杆加载径向交变载荷的滚动轴承疲劳寿命测试系统技术方案

本发明专利技术涉及一种曲柄连杆加载径向交变载荷的滚动轴承疲劳寿命测试系统，该系统通过计算机控制驱动电机的转动，带动滚动轴承转动，在曲柄连杆径向交变载荷加载单元中，通过曲柄连杆传动机构将旋转电机的旋转运动转换为直线运动，可以影响弹簧的拉伸/压缩量，由于弹簧的拉伸/压缩量的改变，弹簧将可以在活动夹具表面施加大小不同、方向可变的作用力，通过在活动夹具不同区域添加多个曲柄连杆径向交变载荷加载单元可以实现轴承径向交变载荷的加载，扭矩仪和温度传感器用来检测滚动轴承运转过程中的性能表现。与现有技术相比，本发明专利技术可以简单方便准确的实现滚动轴承径向交变载荷的加载，结合内燃机的真实工况条件，开展滚动轴承疲劳寿命测试。

【技术实现步骤摘要】
曲柄连杆加载径向交变载荷的滚动轴承疲劳寿命测试系统
本专利技术属于发动机滚动轴承寿命测试领域，涉及一种曲柄连杆加载径向交变载荷的滚动轴承疲劳寿命测试系统。
技术介绍
内燃机被广泛应用于汽车、船舶、飞机、坦克、铁路机车、农业机械、工程机械、发电机组等多个行业，其作为动力设备在国民经济中占有非常重要的地位。内燃机中包括了活塞-缸套、活塞环-缸套、曲轴-轴承及凸轮-挺杆等几对重要的摩擦副，其中，曲轴轴承，包括主轴承和连杆轴承(由于该类轴承工作载荷的大小和方向都随时间变化，因此通常称为动载荷轴承)，是内燃机最为关键的摩擦副之一，它不仅影响到内燃机工作的可靠性和疲劳寿命，还影响到内燃机进一步强化的潜力。目前，汽车发动机主轴承、凸轮轴轴承及连杆大头轴承主要采用的是滑动轴承，少数发动机的凸轮轴轴承采用了滚动轴承。根据摩擦学理论，滚动摩擦比滑动摩擦的能量损失要小一个数量级左右。因此，在相同的工况条件下，滚动轴承的摩擦损失远小于滑动轴承，因而轴承滚动化成为了发动机减摩降耗的一个重要尝试。滚动轴承的疲劳寿命及其可靠性是滚动轴承的最重要的性能指标，但由于影响疲劳寿命因素太多而且轴承疲劳寿命理论仍需完善，进行寿命试验是目前唯一有效途径。轴承试验是轴承设计和制造过程中必不缺少的重要的验证过程。试验轴承的加载负荷作为轴承试验机测试的重要参数，其准确性直接影响轴承的试验结果。目前传统的滚动轴承试验系统加载特性单一，不能实现多变载荷的加载，而真实内燃机中动载滚动轴承常处于交变载荷，因此传统的滚动轴承试验系统很难开展发动机动载滚动轴承疲劳寿命的试验。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种曲柄连杆加载径向交变载荷的滚动轴承疲劳寿命测试系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种曲柄连杆加载径向交变载荷的滚动轴承疲劳寿命测试系统，用于测定滚动轴承在径向交变载荷作用下的疲劳寿命，所述的滚动轴承由外圈、内圈以及通过保持架分布于内圈和外圈之间的多个滚动体组成，该系统包括，工作平台，驱动电机，连接在工作平台上，旋转轴，与驱动电机传动连接，所述的旋转轴上设有扭矩仪，两个固定夹具，连接在工作平台上，各固定夹具内均夹持一个陪试滚动轴承，活动夹具，位于两个固定夹具之间，由两个对置的活动分夹具组成，所述的活动夹具内夹持有至少一个被试滚动轴承，所述的被试滚动轴承和陪试滚动轴承同轴设置，并且均套设在旋转轴上，温度传感器，设置在活动夹具内，并与被试滚动轴承接触，曲柄连杆径向交变载荷加载单元，由四个作用于活动夹具上的加载组件组成，各加载组件由依次传动连接的旋转电机、曲柄连杆传动机构、载荷加载弹簧和连接器组成，所述的连接器与活动夹具连接，四个加载组件的载荷加载弹簧呈“十”字型设置，每个载荷加载弹簧的伸缩方向均在旋转轴的径向方向上，所述的曲柄连杆传动机构由依次传动连接的转轮、摇杆和往复杆组成，所述的往复杆穿设于固定在工作平台上的套筒中，并与套筒在载荷加载弹簧伸缩方向上滑动连接，所述的往复杆的自由端通过连接板与载荷加载弹簧连接，所述的转轮与旋转电机传动连接。优选地，所述的转轮为齿轮型转轮，所述的旋转电机的输出轴上连接有与转轮的齿轮相匹配的蜗杆，所述的转轮通过蜗杆与旋转电机传动连接。优选地，所述的转轮上沿径向方向设有多个偏心的摇杆连接位，所述的摇杆与往复杆首尾顺次铰接连接，摇杆的自由端择一地与摇杆连接位铰接连接。优选地，所述的活动夹具内夹持有两个被试滚动轴承。优选地，所述的活动夹具由上下对置的上活动分夹具和下活动分夹具构成，所述的上活动分夹具的底部设有上弧形槽，所述的下活动分夹具的顶部设有下弧形槽，上弧形槽和下弧形槽配合组成与滚动轴承相匹配的夹持部，所述的曲柄连杆径向交变载荷加载单元由上加载组件、下加载组件、左加载组件和右加载组件构成，所述的上加载组件设置在上活动分夹具的上方并作用于上活动分夹具的顶部，所述的下加载组件设置在下活动分夹具的下方并作用于下活动分夹具的底部，所述的左加载组件设置在活动夹具的左侧并作用于上活动分夹具和下活动分夹具的连接处，所述的右加载组件设置在活动夹具的右侧并作用于上活动分夹具和下活动分夹具的连接处。优选地，所述的温度传感器设置在上弧形槽或下弧形槽内，并与滚动轴承的外圈接触。优选地，述的旋转轴通过联轴器与驱动电机传动连接。优选地，该系统还包括分别与驱动电机、温度传感器、扭矩仪以及旋转电机通讯连接的控制器。优选地，该系统还包括用于为陪试滚动轴承和被试滚动轴承提供润滑油的供油机构，所述的供油机构与控制器通讯连接。计算机控制驱动电机的转动，带动滚动轴承以给定的转速运转。在曲柄连杆径向交变载荷加载单元中，旋转电机的转动是通过计算机控制的，通过曲柄连杆传动机构将旋转电机的旋转运动转换为直线运动，可以影响弹簧的拉伸/压缩量。由于弹簧的拉伸/压缩量的改变，弹簧将可以在活动夹具表面施加大小不同、方向可变的作用力。通过在活动夹具不同区域添加多个曲柄连杆径向交变载荷加载单元可以实现轴承交变载荷的加载。计算机通过供油机构控制滚动轴承运转过程中的油量供给，扭矩仪和温度传感器可以用来检测滚动轴承运转过程中的性能表现。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)通过计算机控制旋转电机的旋转角度，进而改变弹簧的压缩/拉伸量，控制弹簧的弹力，可以实现滚动轴承在两个相对方向(例如上下方向)的交变载荷的加载。(2)结合内燃机的真实工况条件，通过计算机控制旋转电机的旋转角度与时间的变化量，可以实现内燃机真实工况载荷的加载。利用该测试系统有助于开展发动机动载滚动轴承疲劳寿命试验。(3)通过曲柄连杆机构，在旋转电机一个转动方向上即可实现交变载荷的加载，省去了转变旋转电机转动方向的步骤，简单，可靠。(4)通过在在转轮上沿径向方向设有多个偏心的摇杆连接位，可以通过一套设备实现不同程度的载荷加载。(5)通过设置蜗杆，可以实现自锁，避免了载荷加载弹簧的反作用力对载荷加载准确度以及旋转电机运转稳定性的影响。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的曲柄连杆径向交变载荷加载单元的示意图。图中，1为计算机，2为驱动电机，3为联轴器，4为扭矩仪，5为固定夹具A，6为供油机构，7为曲柄连杆径向交变载荷加载单元，8为活动夹具，81为上活动分夹具，82为下活动分夹具，9为固定夹具B，10为旋转轴，11为陪试滚动轴承B，12为被试滚动轴承B，13为被试滚动轴承A，14为陪试滚动轴承A，15为工作平台，16为温度传感器，17为旋转电机A，181为转轮A，182为摇杆A，183为往复杆A，184为套筒A，185为连接板A，19为载荷加载弹簧A，20为连接器A，21为旋转电机B，221为转轮B，222为摇杆B，223为往复杆B，224为套筒B，225为连接板B，23为载荷加载弹簧B，24为连接器B，25连接器C，26为载荷加载弹簧C，27为旋转电机C，281为转轮C，282为摇杆C，283为往复杆C，284为套筒C，285为连接板C，29连接器D，30为载荷加载弹簧D，311为转轮D，312为摇杆D，313为往复杆D，314为套筒D，315为连接板D，32为旋转电机D。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种曲柄连杆加载径向交变载荷的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曲柄连杆加载径向交变载荷的滚动轴承疲劳寿命测试系统，用于测定滚动轴承在径向交变载荷作用下的疲劳寿命，所述的滚动轴承由外圈、内圈以及通过保持架分布于内圈和外圈之间的多个滚动体组成，其特征在于，该系统包括，工作平台，驱动电机，连接在工作平台上，旋转轴，与驱动电机传动连接，所述的旋转轴上设有扭矩仪，两个固定夹具，连接在工作平台上，各固定夹具内均夹持一个陪试滚动轴承，活动夹具，位于两个固定夹具之间，由两个对置的活动分夹具组成，所述的活动夹具内夹持有至少一个被试滚动轴承，所述的被试滚动轴承和陪试滚动轴承同轴设置，并且均套设在旋转轴上，温度传感器，设置在活动夹具内，并与被试滚动轴承接触，曲柄连杆径向交变载荷加载单元，由四个作用于活动夹具上的加载组件组成，各加载组件由依次传动连接的旋转电机、曲柄连杆传动机构、载荷加载弹簧和连接器组成，所述的连接器与活动夹具连接，四个加载组件的载荷加载弹簧呈“十”字型设置，每个载荷加载弹簧的伸缩方向均在旋转轴的径向方向上，所述的曲柄连杆传动机构由依次传动连接的转轮、摇杆和往复杆组成，所述的往复杆穿设于固定在工作平台上的套筒中，并与套筒在载荷加载弹簧伸缩方向上滑动连接，所述的往复杆的自由端通过连接板与载荷加载弹簧连接，所述的转轮与旋转电机传动连接。...

【技术特征摘要】
1.一种曲柄连杆加载径向交变载荷的滚动轴承疲劳寿命测试系统，用于测定滚动轴承在径向交变载荷作用下的疲劳寿命，所述的滚动轴承由外圈、内圈以及通过保持架分布于内圈和外圈之间的多个滚动体组成，其特征在于，该系统包括，工作平台，驱动电机，连接在工作平台上，旋转轴，与驱动电机传动连接，所述的旋转轴上设有扭矩仪，两个固定夹具，连接在工作平台上，各固定夹具内均夹持一个陪试滚动轴承，活动夹具，位于两个固定夹具之间，由两个对置的活动分夹具组成，所述的活动夹具内夹持有至少一个被试滚动轴承，所述的被试滚动轴承和陪试滚动轴承同轴设置，并且均套设在旋转轴上，温度传感器，设置在活动夹具内，并与被试滚动轴承接触，曲柄连杆径向交变载荷加载单元，由四个作用于活动夹具上的加载组件组成，各加载组件由依次传动连接的旋转电机、曲柄连杆传动机构、载荷加载弹簧和连接器组成，所述的连接器与活动夹具连接，四个加载组件的载荷加载弹簧呈“十”字型设置，每个载荷加载弹簧的伸缩方向均在旋转轴的径向方向上，所述的曲柄连杆传动机构由依次传动连接的转轮、摇杆和往复杆组成，所述的往复杆穿设于固定在工作平台上的套筒中，并与套筒在载荷加载弹簧伸缩方向上滑动连接，所述的往复杆的自由端通过连接板与载荷加载弹簧连接，所述的转轮与旋转电机传动连接。2.根据权利要求1所述的曲柄连杆加载径向交变载荷的滚动轴承疲劳寿命测试系统，其特征在于，所述的转轮为齿轮型转轮，所述的旋转电机的输出轴上连接有与转轮的齿轮相匹配的蜗杆，所述的转轮通过蜗杆与旋转电机传动连接。3.根据权利要求1所述的曲柄连杆加载径向交变载荷的滚动轴承疲劳寿命测试系统，其特征在于，所述的转轮上沿径向方向设有多个偏心的摇杆连接位，所述的摇杆与往复杆首尾顺次铰接连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迪，刘立华，陈志澜，
申请(专利权)人：上海建桥学院，
类型：发明
国别省市：上海,31