一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机，包括轴承模拟装置、驱动装置、传动系统和加载系统，所述驱动装置通过传动系统驱动轴承模拟装置模拟使用工况下轴承的运动状态，所述加载系统作用于轴承模拟装置中用以模拟轴承外圈的静盘；所述轴承模拟装置中，滚动体和滚道接触区域处于开放环境中，以使红外热像仪能够对轴承模拟装置中滚动体和滚道接触区域进行测温，获得用于验证轴承反识别热源温度的测试热源温度。利用本发明专利技术获得的测试热源温度，通过误差率的计算就可以完成对轴承反识别热源温度的验证，有利于温度反识别方法在轴承热源温度上的应用。
【技术实现步骤摘要】
一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机
本专利技术属于轴承温度测试领域，具体涉及一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机。
技术介绍
滚动轴承在高速运转过程中的发热直接影响着轴承和机器设备的性能及寿命。滚动轴承的转速越高，则轴承摩擦发热越严重，如果轴承中的热量不能及时有效的散发出去，则轴承温度将会不断提高。过高的温度将会导致轴承滚道或钢球表面烧伤，降低使用寿命，有时甚至使轴承中零件胶合，破坏轴承。机器设备在高速运转时轴承的破坏可能导致整个机器的破坏，甚至造成事故，损坏人身或财产，后果十分严重。滚动轴承在高速运转过程中，其发热源主要是内部滚动体和轴承内圈及外圈之间的摩擦，尤其是滚动体和轴承外圈之间的发热尤甚。因此，要想获知轴承内部的热源温度，最佳的途径是对轴承内部滚动体和滚道接触区域进行测温，但是，因为该部分位于轴承内部，轴承两端具有密封圈等结构，无法对其直接测量温度，所以轴承热源温度的获得就成为轴承测温的一个难题。为此，有人提出利用温度反识别方法对轴承热源温度进行理论计算，其过程是：根据所构建的轴承热网络模型得到轴承外圈外表面理论计算温度后，结合轴承外圈外表面的检测温度构建以轴承热源温度为目标函数的反演模型，并对该反演模型进行求解，得到轴承反识别热源温度，并以该轴承反识别热源温度作为该轴承内部的热源温度。但是，该方法仅仅是一种理论计算，实际中轴承的温度受多种因素影响，此种方法计算出来的温度可靠性并没有得到试验验证，因此需要给出一种试验装置来对该方法的结果进行验证。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机，利用模拟法测量轴承滚动体与滚道接触区域温度，并和计算得出的轴承反识别热源温度进行对比，完成对轴承反识别热源温度的验证，有利于温度反识别方法在轴承热源温度上的应用。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机，包括轴承模拟装置、驱动装置、传动系统和加载系统，所述驱动装置通过传动系统驱动轴承模拟装置模拟使用工况下轴承的运动状态，所述加载系统作用于轴承模拟装置中用以模拟轴承外圈的静盘；所述轴承模拟装置中，滚动体和滚道接触区域处于开放环境中，以使红外热像仪能够对轴承模拟装置中滚动体和滚道接触区域进行测温，获得用于验证轴承反识别热源温度的测试热源温度。所述轴承模拟装置还包括保持架和用以模拟轴承内圈的动盘，所述动盘和传动系统相连以实现旋转；所述滚动体装配在保持架上后，置于静盘的滚道和动盘的滚道之间，静盘上的滚道深度浅于动盘上的滚道，使得设置在轴承模拟装置一侧的红外热像仪能够对滚动体和静盘滚道接触区域测温。所述静盘上的滚道和动盘上的滚道均涂抹润滑脂。所述驱动装置为变频调速电机。所述传动系统包括两级传动机构，分别为一级传动机构和二级传动机构，所述变频调速电机的动力依次通过一级传动机构和二级传动机构驱动所述动盘旋转，所述一级传动机构和二级传动机构中至少一个传动机构还具有放大转速的作用。所述一级传动机构为带传动机构，所述二级传动机构为齿轮传动机构。所述加载系统包括由液压泵、液压缸以及控制阀组成的液压系统，液压缸的活塞杆和所述静盘固定连接。所述静盘的纵截面呈“工”字型，具有上下两个圆盘，其下圆盘为接触滚动体的工作圆盘，上圆盘为连接法兰，连接法兰和液压缸的活塞杆通过可拆卸连接组件连接。所述活塞杆端部设有固定法兰，所述可拆卸连接组件包括U形卡和固定销，U形卡用以从侧面将静盘的连接法兰和活塞杆的固定法兰卡在U形槽内，并由所述固定销将U形卡、连接法兰和固定法兰固定连接。所述轴承反识别热源温度是在轴承热源温度反识别过程中得到的，具体为：根据所构建的轴承热网络模型得到轴承外圈外表面理论仿真计算温度后，结合轴承外圈外表面的测试温度构建以轴承热源温度为目标函数的反演模型，并对该反演模型进行求解，即可得到轴承反识别热源温度。本专利技术的有益效果是：本专利技术给出一种试验验证的装置，可以直接测量轴承模拟装置中滚动体和静盘(相当于轴承外圈)滚道之间接触区域的温度，该温度一般是轴承的热源温度，并以此为基础，和计算所得的轴承反识别热源温度进行对比分析，以验证轴承反识别热源温度的可靠性，如果可靠性符合要求，就可利用温度反识别方法计算出轴承的热源温度，有利于温度反识别方法在轴承热源温度上的应用。本专利技术中用于模拟轴承内圈的动盘和用于模拟轴承外圈的静盘均没设置挡圈，这样滚动体和保持架装配后，滚动体和保持架就可以从轴承模拟装置侧面暴露出来，而静盘上滚道较浅，还可以进一步的将滚动体和静盘滚道之间的接触区域暴露出来，这样就便于红外热像仪的数据采集。本专利技术中一级传动和驱动装置连接，采用带传动，可以缓冲吸震，使得传动更加平稳；二级传动通过传动轴和动盘连接，二级传动采用齿轮传动，传动效率高、稳定可靠。本专利技术中驱动装置采用变频调速电机，可以模拟轴承的不同转速，便于对轴承不同转速下发热情况进行试验。本专利技术中还在动盘的滚道和静盘的滚道之间涂抹润滑脂，使得模拟装置更加接近真实工况，以利于验证结果的可靠。附图说明图1为本专利技术所述试验机的结构示意图；图2为本专利技术中轴承模拟装置的结构示意图；图3为本专利技术中齿轮箱体和测试台框架的结构示意图；图4为轴承热源温度反识别过程中构建轴承热网络模型所用的轴承热分析示意图；图5为轴承热源温度反识别过程中构建轴承热网络模型所用的轴承热网络节点图；图6为图5中热网络节点名称列表：图7为轴承热源温度反识别过程中的热网络分析图；图中标记：1-压电式力传感器；2-轴承模拟装置；3-变频调速电机；4-大带轮；5-实验台底座；6-V带；7-轴；8-齿轮箱箱体；9-齿轮箱箱盖；10-支撑杆；11-顶板；12-红外热像仪；13-液压缸；14-活塞杆；15-观察玻璃；16-固定销；17-静盘；18-动盘；19-U形卡；20-滚动体；21-保持架。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但并不作为对专利技术做任何限制的依据。参照附图1-3所示，一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机，包括驱动装置、传动系统、轴承模拟装置、加载系统和红外热像仪，以上各部分均设置在实验台底座上。所述驱动装置采用变频调速电机，固定在试验台底座的上表面，在计算机的控制下可实现转速从低到高的无级变速，以实现对轴承模拟装置的转速控制，并能够观察不同转速下轴承钢球的发热情况以及轴承钢球从开始旋转到稳态过程中的发热现象。所述传动系统用来连接轴承模拟装置与变频调速电机，起承上启下的作用，同时传动系统也可以将变频调速电机的转速进行进一步放大。变频调速电机动力经传动系统升速后带动轴承模拟装置旋转。传动系统采用二级传动，分两次将变频调速电机转速进行放大。一级传动采用V带传动，V带一端连接变频调速电机轴端安装的大带轮，另一端连接小带轮，根据大带轮和小带轮的直径比，将变频电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机，包括轴承模拟装置（2）、驱动装置、传动系统和加载系统，所述驱动装置通过传动系统驱动轴承模拟装置（2）模拟使用工况下轴承的运动状态，所述加载系统作用于轴承模拟装置（2）中用以模拟轴承外圈的静盘（17）；其特征在于：所述轴承模拟装置（2）中，滚动体（20）和滚道接触区域处于开放环境中，以使红外热像仪（12）能够对轴承模拟装置（2）中滚动体（20）和滚道接触区域进行测温，获得用于验证轴承反识别热源温度的测试热源温度。/n
【技术特征摘要】
1.一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机，包括轴承模拟装置（2）、驱动装置、传动系统和加载系统，所述驱动装置通过传动系统驱动轴承模拟装置（2）模拟使用工况下轴承的运动状态，所述加载系统作用于轴承模拟装置（2）中用以模拟轴承外圈的静盘（17）；其特征在于：所述轴承模拟装置（2）中，滚动体（20）和滚道接触区域处于开放环境中，以使红外热像仪（12）能够对轴承模拟装置（2）中滚动体（20）和滚道接触区域进行测温，获得用于验证轴承反识别热源温度的测试热源温度。
2.根据权利要求1所述的一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机，其特征在于：所述轴承模拟装置（2）还包括保持架（21）和用以模拟轴承内圈的动盘（18），所述动盘（18）和传动系统相连以实现旋转；所述滚动体（20）装配在保持架（21）上后，置于静盘（17）的滚道和动盘（18）的滚道之间，静盘（17）上的滚道深度浅于动盘（18）上的滚道，使得设置在轴承模拟装置（2）一侧的红外热像仪（12）能够对滚动体（20）和静盘（17）滚道接触区域测温。
3.根据权利要求1所述的一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机，其特征在于：所述静盘（17）上的滚道和动盘（18）上的滚道均涂抹润滑脂。
4.根据权利要求1所述的一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机，其特征在于：所述驱动装置为变频调速电机（3）。
5.根据权利要求4所述的一种对轴承反识别热源温度进行试验验证的试验机，其特征在于：所述传动系统包括两级传动机构，分别为一级传动机构和二级传动机构，所述变频调速电机（3）的动力依次通过一级传动机构和二级传动机构驱动所述动盘...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞晓旭，邱明，李迎春，杜辉，陈立海，董艳方，李军星，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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