密封轴承综合性能模拟试验机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种密封轴承综合性能模拟试验机，它属于轴承性能测试领域。本实用新型专利技术包括轴承试验单元、驱动单元、加载单元、环境模拟系统和控制系统，轴承试验单元设置在环境模拟系统的环境箱内，与驱动单元设置在同一平板上，并与加载单元相连；驱动单元设置在环境箱左侧；加载单元包括径向加载机构和轴向加载机构；环境模拟系统包括环境箱、高温模拟单元、低温模拟单元、湿度模拟单元和灰尘模拟单元；控制系统与驱动单元、加载单元、环境模拟系统相连，控制试验转速、试验载荷、试验环境温度、试验环境湿度和试验环境灰尘浓度。本实用新型专利技术结构合理，模拟工况齐全，试验效果好，操作方便，满足密封轴承综合性能评价需求。

【技术实现步骤摘要】
密封轴承综合性能模拟试验机
本技术涉及轴承性能测试领域，尤其是涉及一种用于密封轴承综合性能评估的模拟试验系统，包括轴承的高速性能、耐高低温性能、抗湿热性能和防尘性能等与轴承使用寿命密切相关的动态性能。
技术介绍
目前，有80%的滚动轴承采用脂润滑，而脂润滑轴承中有超过80%的轴承为密封轴承。由于轴承应用工况和应用环境的多样性，导致其性能要求的多样性，如重载应用工况的抗疲劳性能、高速应用工况的高速性能等，但这些性能与应用环境密切相关，以高速密封轴承的高速性能为例，虽然通过高速设计在正常环境应用下实现了高速性能，但某些应用环境下，如在高温环境、低温环境，甚至高低温交变环境，有时还会伴有湿热环境或尘埃环境等，即便是高速设计的密封轴承也会很快失效，达不到长寿命的要求，人们在采取高速设计的同时，会根据轴承的应用环境，通过零件热处理工艺、密封结构设计等方面的改变，以使轴承的使用寿命满足设备全寿命的要求。人们迫切希望有一种轴承综合性能模拟试验机，通过轴承在模拟环境、模拟工况下的强化运行，评估出轴承的使用寿命；或通过单一环境、单项工况的模拟，查找使用寿命不能满足使用要求的主要原因，为轴承在该环境、该工况下使用寿命的提升，以及该环境、该工况使用轴承供应商的选择提供技术支持。公开日为2016年11月09日，公开号为106092576A的中国专利中，公开了一种名称为“多功能轴承试验系统”的专利技术专利。该专利解决了轴承给定转速、润滑、温度、载荷等不同工况下的轴承寿命和可靠性综合试验问题，所采取的措施是：一种多功能轴承试验系统，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，其特征在于驱动电机通过一传动机构与输出轴连接，加载系统通过液压缸加载，高低温箱通过送风管与轴承座密封腔连通，相较于目前市面较为普通的参数分解试验设备，该专利能满足多种工况的多功能轴承试验。但其所述的旋转驱动系统增加了一级齿轮传动机构，无法满足高速应用工况的需求；其所述的加载系统采用比例阀和液压油缸加载，载荷精度不高，且无法模拟急变载的应用工况；其所述结构无法模拟湿热、湿热交变、干湿交变、灰尘等应用环境。现有轴承试验机均无法满足诸如新能源汽车驱动电机轴承类高速密封轴承的性能评价需求。因为新能源汽车不可避免地工作于高低温、湿热、干湿交变、灰尘等环境，其驱动电机轴承还工作于高速、急变载、频繁启动等工况下。因此，有必要设计一种能模拟高转速、急变载、温湿环境、灰尘环境等应用工况的密封轴承综合性能模拟试验机，以满足高速密封轴承的综合性能评价要求。
技术实现思路
本技术的目的是能在较真实工况、环境下准确评估密封轴承的使用寿命，提供一种可根据试验条件，在不同应用工况、不同应用环境下评价密封轴承使用寿命和可靠性的综合性能模拟试验机。本技术解决上述问题所采用的技术方案是：该密封轴承综合性能模拟试验机，其特征在于：包括轴承试验单元、驱动单元、加载单元、环境模拟系统和控制系统，轴承试验单元设置在环境模拟系统的环境箱内，与驱动单元设置在同一平板上，并与加载单元相连；驱动单元设置在环境箱左侧；加载单元包括径向加载机构和轴向加载机构，径向加载机构设置在环境箱上侧，轴向加载机构设置在环境箱右侧；环境模拟系统包括环境箱、高温模拟单元、低温模拟单元、湿度模拟单元和灰尘模拟单元；控制系统与驱动单元、加载单元、环境模拟系统相连，控制试验转速、试验载荷、试验环境温度、试验环境湿度和试验环境灰尘浓度；通过控制系统试验条件（载荷、转速）的设置，可以实现轴承的强化寿命试验，缩短评价周期，大幅降低产品质量评估成本；同时，通过控制系统环境条件（温度、湿度、灰尘浓度及其交变速度）的设置，可以实现轴承运行的强化模拟。作为优选，本技术所述轴承试验单元包括试验支座、衬套、中负荷体、试验轴、拆卸环、被试轴承、隔环、锁紧螺母和端盖，该被试轴承、拆卸环和隔环套装在试验轴上，锁紧螺母通过正反螺纹紧固在试验轴两端，被试轴承内圈通过隔环和拆卸环隔开，以使被试轴承密封面充分暴露在试验环境中，被试轴承外圈套装在衬套和中负荷体内，衬套和端盖套装在试验支座内；被试轴承外圈均设置有温度传感器，以监测轴承运行温度；衬套和中负荷体上设置有振动传感器，以监测轴承运行状况。作为优选，本技术所述驱动单元包括调整滑台、主轴座、电主轴、法兰盘、扭矩传感器、传动套、转速传感器和传动轴，该电主轴套装在主轴座中，主轴座、扭矩传感器和转速传感器固定在调整滑台上，电主轴通过法兰盘与扭矩传感器相连，扭矩传感器通过传动套与传动轴相连，传动轴与轴承试验单元的试验轴相连；采用电主轴作为驱动源，以使试验轴承的高速旋转得以实现。作为优选，本技术所述径向加载机构包括径向伺服电动缸、径向力传感器和径向加载球头，轴向加载机构包括轴向伺服电动缸、轴向力传感器和轴向加载球头；径向加载球头与轴承试验单元的中负荷体相连，将径向载荷作用在被试轴承上，且大幅减小因平头加载而引起的偏载；轴向加载球头与轴承试验单元的端盖相连，将轴向载荷通过衬套作用在被试轴承上。采用伺服电动缸作为载荷源，以使试验精准加载得以实现。作为优选，本技术所述环境模拟系统包括环境箱、高温模拟单元、低温模拟单元、湿度模拟单元和灰尘模拟单元，环境箱内设置有温度传感器、湿度传感器和灰尘浓度测量装置，高温模拟单元包括加热机构和加热机构连接管路，低温模拟单元包括制冷机构和制冷机构连接管路，湿度模拟单元包括湿热发生机构和湿热发生机构连接管路，灰尘模拟单元包括风机、扬尘管路、灰尘补偿装置、灰尘加热装置和匀尘装置，风机、灰尘补偿装置与扬尘管路相连，扬尘管路经灰尘加热装置与匀灰装置相连，匀灰装置设置在环境箱内，高温模拟单元、低温模拟单元、湿度模拟单元和灰尘模拟单元均通过各自的连接管路与环境箱相连。作为优选，本技术所述控制系统包括电气控制单元和信号采集分析单元，该电气控制单元与驱动单元、加载单元和环境模拟系统相接，用于控制各单元的动作和参数，包括驱动单元的启停和转速，加载单元的动作和载荷，环境模拟系统各单元的启停及环境箱内的环境温度、环境湿度和灰尘浓度；信号采集分析单元与各单元中的传感器相连，包括温度传感器、振动传感器，转速传感器、扭矩传感器、力传感器、湿度传感器和灰尘浓度测量装置；用于记录被试轴承的试验条件和环境条件，并分析被试轴承的运行状态；各种环境（如高温、低温、湿热、灰尘等）可单独实施，也可综合实施，或交变实施。作为优选，本技术所述驱动单元的主轴座与调整滑台装配后，与轴承试验单元的试验支座采用内孔等高加工制作，以提高驱动主轴与试验轴的同心度，保障高速试验的实现。作为优选，本技术所述轴承试验单元的衬套采用外圆柱面结构，外圈柱面采用间隙配合套装在试验支座的内孔中，以利于轴向载荷能被完全施加在被试轴承上；试验支座与衬套间设置有防转装置，以防止因间隙配合而导致衬套打滑。作为优选，本技术所述传动套通过弹性元件与传动轴相连，以消除驱动单元与轴承试验单元的偏心量，以保障高速试验的实现。作为优选，本技术所述信号采集分析单元包括温度采集模块、振动采集模块、转速采集模块、扭矩采集模块、载荷力采集模块、湿度采集模块和灰尘浓度采集模块。本技术与现有技术相比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封轴承综合性能模拟试验机，其特征在于：包括轴承试验单元、驱动单元、加载单元、环境模拟系统和控制系统，轴承试验单元设置在环境模拟系统的环境箱内，与驱动单元设置在同一平板上，并与加载单元相连；驱动单元设置在环境箱左侧；加载单元包括径向加载机构和轴向加载机构，径向加载机构设置在环境箱上侧，轴向加载机构设置在环境箱右侧；环境模拟系统包括环境箱、高温模拟单元、低温模拟单元、湿度模拟单元和灰尘模拟单元；控制系统与驱动单元、加载单元、环境模拟系统相连，控制试验转速、试验载荷、试验环境温度、试验环境湿度和试验环境灰尘浓度。

【技术特征摘要】
1.一种密封轴承综合性能模拟试验机，其特征在于：包括轴承试验单元、驱动单元、加载单元、环境模拟系统和控制系统，轴承试验单元设置在环境模拟系统的环境箱内，与驱动单元设置在同一平板上，并与加载单元相连；驱动单元设置在环境箱左侧；加载单元包括径向加载机构和轴向加载机构，径向加载机构设置在环境箱上侧，轴向加载机构设置在环境箱右侧；环境模拟系统包括环境箱、高温模拟单元、低温模拟单元、湿度模拟单元和灰尘模拟单元；控制系统与驱动单元、加载单元、环境模拟系统相连，控制试验转速、试验载荷、试验环境温度、试验环境湿度和试验环境灰尘浓度。2.根据权利要求1所述的密封轴承综合性能模拟试验机，其特征在于：所述轴承试验单元包括试验支座、衬套、中负荷体、试验轴、拆卸环、被试轴承、隔环、锁紧螺母和端盖，该被试轴承、拆卸环和隔环套装在试验轴上，锁紧螺母通过正反螺纹紧固在试验轴两端，被试轴承内圈通过隔环和拆卸环隔开，被试轴承外圈套装在衬套和中负荷体内，衬套和端盖套装在试验支座内，被试轴承外圈上设置有温度传感器，衬套和中负荷体上设置有振动传感器。3.根据权利要求1所述的密封轴承综合性能模拟试验机，其特征在于：所述驱动单元包括调整滑台、主轴座、电主轴、法兰盘、扭矩传感器、传动套、转速传感器和传动轴，该电主轴套装在主轴座中，主轴座、扭矩传感器和转速传感器固定在调整滑台上，电主轴通过法兰盘与扭矩传感器相连，扭矩传感器通过传动套与传动轴相连，传动轴与轴承试验单元的试验轴相连。4.根据权利要求1所述的密封轴承综合性能模拟试验机，其特征在于：所述径向加载机构包括径向伺服电动缸、径向力传感器和径向加载球头，轴向加载机构包括轴向伺服电动缸、轴向力传感器和轴向加载球头，径向加载球头与轴承试验单元的中负荷体相连，轴向加载球头与轴承试验单元的端盖相连。5.根据权利要求1所述的密封轴承综合性能模拟试验机，其特征在于：所述环...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，蒋智杰，周琪斌，徐建波，章有良，蔡丽萍，卓继志，高玉矿，周川汇，周烨，黄海军，蒋恒，邵延峰，陈芳华，
申请(专利权)人：浙江省机电设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33