多功能轴承试验系统技术方案

本发明专利技术提供一种多功能轴承试验装置，包括旋转驱动系统单元、加载系统单元、高低温环境箱、润滑冷却系统单元及测量控制系统单元，加载系统单元可以控制轴向加载单元、径向加载单元上加载头的加载力和加载波形，高低温环境箱可真实模拟实验的真实温度环境。该多功能轴承试验装置可在试验室模拟试验轴承的服役工况，实现给定转速、润滑、温度、轴向载荷、径向载荷及周向不平衡冲击载荷等条件下试验轴承的性能测试，通过试验过程中采集的振动加速度、磨屑量等数据，分析不对中、润滑不良、受力不均等对轴承性能的影响，可更真实的模拟滚动轴承受径向载荷、轴向载荷等实际工况，对试验轴承的寿命与可靠性评估更加的可靠、系统、科学。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及滚动轴承试验领域，特别涉及一种用于滚动轴承的寿命和可靠性试验的试验系统和试验方法。
技术介绍
轴承是当代机械设备中一种重要零部件，按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类，其中滚动轴承已经标准化、系列化。滚动轴承的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。滚动轴承的考核参数主要有：最高转速、额定载荷和工作寿命。为确定滚动轴承寿命的标准，通常的做法是把滚动轴承的寿命与可靠性联系起来。影响轴承寿命的因素较多，主要有安装精度不够（如不同轴、间隙不合理等）、载荷不平衡、润滑不良、冷却不到位等等。因此，由于服役工况的差别，轴承个体的实际寿命差距极大，一旦轴承失效，往往直接影响机械设备的正常运行，严重时，甚至会造成人员伤亡事故，如汽车轮轴轴承、高铁轨轮的轴承、航空发动机轴承等。因此，针对不同服役工况下轴承的可靠性试验是优化轴承性能、提高轴承寿命的必备手段，相关的试验设备目前大多由轴承研制单位自行开发。对于轴承研制单位而言，轴承即为其最终产品，其开展轴承试验的目的在于提高轴承的各项参数，因此，轴承研制单位往往会将各项参数分解开来逐一试验。但由于轴承的服役工况是由多个单一因素复合的环境，如不同轴、不平衡、润滑不良等，因此参数分解试验无法真实反映轴承的实际工况，所得试验数据实际可用度低，市场上也有部分疲劳试验设备厂商研发的试验设备。如中国专利技术专利（专利号：201010678673）就公开了一种轴承试验机。其解决了轴承参数分解试验无法模拟实际工况、试验数据实际可用度低的问题。所采取的技术措施是：一种轴承试验机，包括机架、设于机架上的安装座和伸入到安装座处的转动轴、设于机架上的径向载荷装置，径向载荷装置与转动轴之间通过传动带联接，其特征在于，在机架上设有轴向载荷装置，轴向载荷装置包括冲头和动力机构，在动力机构的带动下，冲头的端部可对转动轴施加轴向载荷。相较于参数分解试验设备，该专利所述的轴承试验机在模拟实际工况上有很大的进步，可实现旋转、径向载荷、轴向载荷的复合试验。但从其所述联接方式可知，其径向载荷装置和轴向载荷装置所施加的载荷量是不可调的，只适用于某特定载荷的工况模拟。而轴承作为一种通用零件，其面对的工况是多种多样的，要了解轴承有不同工况下的性能特性，需要具备多种工况模拟能力的试验设备，如可调载荷量的径向、轴向加载装置，可调温度的高低环境箱，可调参数的润滑冷却装置等。因此有必要设计一种多功能的轴承试验系统来满足不同工况的轴承试验。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种能够满足不同工况的多功能轴承试验系统。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多功能轴承试验系统，其包括：旋转驱动系统单元，所述旋转驱动系统单元包括一驱动电机，所述驱动电机通过一传动机构与至少一根输出轴连接，所述输出轴与被试轴承的内圈配合安装，被试轴承的外圈与轴承座配合安装，所述轴承座在加载方向上的自由度不受限制；加载系统单元，所述加载系统单元包括至少一个轴向加载单元和至少一个径向加载单元，所述轴向加载单元、径向加载单元与所述轴承座位置一一对应，所述轴向加载单元的加载头作用在试验轴承的外圈上，所述径向加载单元的加载头作用在所述轴承座上； 高低温环境箱，所述高低温环境箱设置在被试轴承处，用于为被试轴承提供试验所模拟的高低温环境； 润滑冷却系统单元，所述润滑冷却系统单元用于对整个系统所有的旋转轴承进行润滑，该润滑冷却系统单元在被试轴承的润滑通道上各润滑参数可调可控；测量控制系统单元，所述测量控制系统单元包括电气控制单元和测量单元，所述电气控制单元与所述旋转驱动系统单元、加载系统单元、高低温环境箱和润滑冷却系统单元连接，用于控制各系统单元的动作及参数，包括旋转驱动系统单元的启停、转速，轴向加载单元、径向加载单元的动作、参数及加载波形，高低温环境箱的启停、温度参数，润滑冷却系统单元的启停、参数；所述测量单元与各系统中的检测传感器相连，用于检测试验过程中系统本体状态及被试轴承的试验参数。优选地，所述轴向加载单元或径向加载单元包括一伺服加载液压缸，所述伺服加载液压缸与所述加载头连接，所述加载头上设有力传感器。优选地，所述高低温环境箱设置在安装被试轴承的轴承座一侧，所述高低温环境箱的内腔通过送风管道与所述轴承座的封闭腔连通。优选地，所述驱动电机的输出轴与所述传动机构的输入轴之间设有弹性联轴器和扭矩限制装置。优选地，所述轴承座的底部和顶部均设有低摩擦垫板。优选地，所述测量单元包括一清洁度监测模块，所述清洁度监测模块安装在被试轴承的润滑油路中，用于检测润滑油中的颗粒物。优选地，所述测量单元包括一振动测量单元，所述振动测量单元包括安装在轴承座上的振动传感器。优选地，所述测量单元还包括转速测量模块、温度测量模块、扭矩测量模块、润滑油参数测量模块及载荷测量模块。如上所述，本专利技术的轴承试验装置具有以下有益效果：该多功能轴承试验装置通过测量控制系统单元设定加载系统单元、高低温环境箱、润滑冷却系统单元的试验参数，可在试验室模拟试验轴承的服役工况，实现给定转速、润滑、温度、轴向载荷、径向载荷及周向不平衡冲击载荷等条件下试验轴承的性能测试，同时可通过试验过程中采集的振动加速度、磨屑量等数据，分析不对中、润滑不良、受力不均等对轴承性能的影响。该多功能轴承试验装置可用于模拟滚动轴承受径向载荷、轴向载荷等多种工况，测试轴承刚度、轴承运行温度、轴心轨迹等转子系统参数，可真实的模拟试验轴承的实际服役工况，对试验轴承的寿命与可靠性评估更加的可靠、系统、科学。附图说明图1为本专利技术实施例的整体结构示意图。图2为本专利技术实施例的主视图。图3为本专利技术实施例的俯视图。图4为本专利技术轴向加载单元或径向加载单元的控制系统示意图。图5为本专利技术实施例温控系统的结构示意图。图6为本专利技术实施例油气喷射润滑系统的结构示意图。图7为本专利技术实施例环下润滑系统的结构示意图。元件标号说明。1、试验台底架 2、电机安装座 3、驱动电机 4、电机压盖 5、输出轴 6、弹性联轴器 7、扭矩限制装置 8、传动箱 9、径向伺服加载液压缸 10、径向加载支架 11、轴向伺服加载液压缸 12、轴向加载支架 13、轴承座 14、输入轴 15、试验轴承限位装置 16、伺服加载液压缸 17、加载头 18、伺服阀 19、力传感器 20、伺服控制器 21、位移传感器 22主控计算机 23、喷嘴 24、试验轴承 25、轴承外圈 26、轴承内圈 27、注油孔 28、高低温环境箱 29、送风管道。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能轴承试验系统，其特征在于，其包括：旋转驱动系统单元，所述旋转驱动系统单元包括一驱动电机，所述驱动电机通过一传动机构与至少一根输出轴连接，所述输出轴与被试轴承的内圈配合安装，被试轴承的外圈与轴承座配合安装，所述轴承座在加载方向上的自由度不受限制；加载系统单元，所述加载系统单元包括至少一个轴向加载单元和至少一个径向加载单元，所述轴向加载单元、径向加载单元与所述轴承座位置一一对应，所述轴向加载单元的加载头作用在试验轴承的外圈上，所述径向加载单元的加载头作用在所述轴承座上；高低温环境箱，所述高低温环境箱设置在被试轴承处，用于为被试轴承提供试验所模拟的高低温环境；润滑冷却系统单元，所述润滑冷却系统单元用于对整个系统所有的旋转轴承进行润滑，该润滑冷却系统单元在被试轴承的润滑通道上各润滑参数可调可控；测量控制系统单元，所述测量控制系统单元包括电气控制单元和测量单元，所述电气控制单元与所述旋转驱动系统单元、加载系统单元、高低温环境箱和润滑冷却系统单元连接，用于控制各系统单元的动作及参数，包括旋转驱动系统单元的启停、转速，轴向加载单元、径向加载单元的动作、参数及加载波形，高低温环境箱的启停、温度参数，润滑冷却系统单元的启停、参数；所述测量单元与各系统中的检测传感器相连，用于检测试验过程中系统本体状态及被试轴承的试验参数。...

【技术特征摘要】
1.一种多功能轴承试验系统，其特征在于，其包括：旋转驱动系统单元，所述旋转驱动系统单元包括一驱动电机，所述驱动电机通过一传动机构与至少一根输出轴连接，所述输出轴与被试轴承的内圈配合安装，被试轴承的外圈与轴承座配合安装，所述轴承座在加载方向上的自由度不受限制；加载系统单元，所述加载系统单元包括至少一个轴向加载单元和至少一个径向加载单元，所述轴向加载单元、径向加载单元与所述轴承座位置一一对应，所述轴向加载单元的加载头作用在试验轴承的外圈上，所述径向加载单元的加载头作用在所述轴承座上；高低温环境箱，所述高低温环境箱设置在被试轴承处，用于为被试轴承提供试验所模拟的高低温环境；润滑冷却系统单元，所述润滑冷却系统单元用于对整个系统所有的旋转轴承进行润滑，该润滑冷却系统单元在被试轴承的润滑通道上各润滑参数可调可控；测量控制系统单元，所述测量控制系统单元包括电气控制单元和测量单元，所述电气控制单元与所述旋转驱动系统单元、加载系统单元、高低温环境箱和润滑冷却系统单元连接，用于控制各系统单元的动作及参数，包括旋转驱动系统单元的启停、转速，轴向加载单元、径向加载单元的动作、参数及加载波形，高低温环境箱的启停、温度参数，润滑冷却系统单元的启停、参数；所述测量单元与各系统中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐曼，王晓芳，
申请(专利权)人：苏州东菱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32