一種強(qiáng)載荷滾動(dòng)軸承加速疲勞試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種強(qiáng)載荷滾動(dòng)軸承加速疲勞試驗(yàn)裝置，屬于機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]滾動(dòng)軸承在機(jī)械行業(yè)中占有舉足輕重的地位，滾動(dòng)軸承被譽(yù)為“工業(yè)的關(guān)節(jié)”。據(jù)資料記載，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障失效有30%是由于軸承故障問題引起的。對滾動(dòng)軸承接觸疲勞失效進(jìn)程的準(zhǔn)確判斷不僅能夠確保企業(yè)或試驗(yàn)的正常運(yùn)行，又能避免鄰近壽命終止階段的突發(fā)故障而未時(shí)更換導(dǎo)致停機(jī)損失，對維持企業(yè)的良好經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。本發(fā)明對推力軸承開展疲勞失效研宄，可擴(kuò)展到對其它類型滾動(dòng)軸承接觸疲勞失效的研宄中。
[0003]為有效控制故障發(fā)生，須盡早掌握軸承損傷狀況，以準(zhǔn)確判定疲勞進(jìn)程。早期損傷信號(hào)非常微弱，極易煙沒于背景噪聲難以辨識(shí)，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)方案基本為開放式，環(huán)境噪聲極易混入。并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信號(hào)傳遞路徑長，衰減大，不利于研宄早期微弱信號(hào)特征。即使具有短傳遞路徑的疲勞試驗(yàn)臺(tái)也因加載力度不夠或者不恒定等問題使得最終獲取的損傷信號(hào)因?qū)嶒?yàn)條件不一致而導(dǎo)致?lián)p傷進(jìn)程誤判。并且由于目前試驗(yàn)臺(tái)自身結(jié)構(gòu)因素?zé)o法加載強(qiáng)載荷，即使加載強(qiáng)載荷仍會(huì)造成試驗(yàn)安全隱患，軸承失效進(jìn)程緩慢，導(dǎo)致試驗(yàn)及科研效率的降低。此外，目前的試驗(yàn)方案較少關(guān)注試驗(yàn)臺(tái)自身的潤滑情況，忽視潤滑可能導(dǎo)致次要部件提早磨損，導(dǎo)致其損傷信號(hào)混入目標(biāo)信號(hào)中增加辨識(shí)難度，并且試驗(yàn)臺(tái)使用壽命也因磨損而大大降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種強(qiáng)載荷滾動(dòng)軸承加速疲勞試驗(yàn)裝置，以解決現(xiàn)有試驗(yàn)裝置試驗(yàn)過程中因易引入大量干擾噪聲、傳遞路徑長信號(hào)衰減大導(dǎo)致的采集信號(hào)信噪比低、無法加載強(qiáng)載荷、試驗(yàn)安全系數(shù)不高、試驗(yàn)中可能存在的非關(guān)鍵元件故障干擾、試驗(yàn)臺(tái)因缺少潤滑等原因造成的整體壽命降低、試驗(yàn)周期長等問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種強(qiáng)載荷滾動(dòng)軸承加速疲勞試驗(yàn)裝置，包括驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、試驗(yàn)測試裝置、加載裝置、導(dǎo)軌裝置、防過載保護(hù)裝置；其中導(dǎo)軌裝置安置在地面上，驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、試驗(yàn)測試裝置、加載裝置均安裝在導(dǎo)軌裝置上，驅(qū)動(dòng)裝置與傳動(dòng)裝置一端連接，傳動(dòng)裝置的另一端與試驗(yàn)測試裝置的一端連接，試驗(yàn)測試裝置的另一端與加載裝置連接，驅(qū)動(dòng)裝置與傳動(dòng)裝置之間，傳動(dòng)裝置與加載裝置之間通過防過載保護(hù)裝置連接。
[0006]所述驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)1、聯(lián)軸器2 ;電機(jī)I安裝在導(dǎo)軌裝置的滑塊22上，聯(lián)軸器2一端與電機(jī)I的驅(qū)動(dòng)軸連接；
傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)軸3、防塵塞4、防塵蓋I 5、角接觸軸承I 6、墊片7、角接觸軸承II 8、軸承座9、防塵蓋II 10、軸承支撐盤11 ;軸承座9安裝在滑塊22上，防塵塞4、防塵蓋
I5、角接觸軸承I 6、墊片7、角接觸軸承II 8、防塵蓋II 10安裝在軸承座9上，墊片7位于角接觸軸承I 6、角接觸軸承II 8之間，傳動(dòng)軸3安裝在角接觸軸承I 6、墊片7、角接觸軸承II 8、防塵蓋II 10上，防塵蓋II 10與傳動(dòng)軸3、軸承座9正面相吻合，傳動(dòng)軸3 —端與聯(lián)軸器2相連接，另一端與軸承支撐盤11相連接；
試驗(yàn)測試裝置包括測試推力軸承12、對中緊固螺釘13、加速疲勞滾圈14、傳感器I 15、傳感器II 16、傳感器容納倉18、隔音橡膠塊25 ;測試推力軸承12 —側(cè)與軸承支撐盤11相連接，測試推力軸承12另一側(cè)安設(shè)加速疲勞滾圈14并與傳感器容納倉18相連接，并通過對中緊固螺釘13固定，傳感器容納倉18另一端與加載裝置連接，對中緊固螺釘13、加速疲勞滾圈14、隔音橡膠塊25安裝在軸承座容納倉18上，傳感器I 15、傳感器II 16安裝在傳感器容納倉18內(nèi)與加速疲勞滾圈14背部連接；
加載裝置包括液壓缸19、腳架20 ;液壓缸19與傳感器容納倉18相連接，腳架20與液壓缸19相連接并固定在滑塊22上；
導(dǎo)軌裝置包括雙頭螺柱21、滑塊22、導(dǎo)軌23 ;導(dǎo)軌23安置在地面，滑塊22通過雙頭螺柱21安裝在導(dǎo)軌23上；
防過載保護(hù)裝置包括銷釘17、防過載保護(hù)條24、肋板26、止推擋塊27 ;銷釘17垂直于液壓缸19的活塞桿，銷釘17將傳感器容納倉18與液壓缸19的活塞桿相連接，防過載保護(hù)條24將軸承座9與液壓缸19相連接，肋板26與軸承座9背部相連接，止推擋塊27將電機(jī)I與軸承座9相連接。
[0007]所述聯(lián)軸器2 —端與電機(jī)I的驅(qū)動(dòng)軸通過鍵或通過螺紋連接；傳動(dòng)軸3 —端與聯(lián)軸器2通過鍵或通過螺紋相連接，另一端與軸承支撐盤11通過鍵或通過螺紋相連接；測試推力軸承12 —側(cè)與軸承支撐盤11通過鍵或通過螺紋相連接；肋板26與軸承座9 一體加工或通過焊接連接。
[0008]所述軸承座9背部設(shè)有偶數(shù)對稱分布的通孔、頂部開設(shè)脂潤滑槽；防塵塞4與軸承座9背部通孔相吻合；所述防塵蓋I 5形狀與軸承座9頂部所開脂潤滑槽形狀相吻合。
[0009]所述對中緊固螺釘13垂直于傳感器容納倉18圓柱表面切線。
[0010]所述加速疲勞滾圈14為直徑、厚度、材質(zhì)與熱處理工藝完全與測試推力軸承12滾圈一致的圓形薄板。
[0011]所述傳感器容納倉18設(shè)有多個(gè)出線口，未使用的出線口由隔音橡膠塊25密封。
[0012]所述液壓缸19具有壓力表及保壓裝置。
[0013]所述防過載保護(hù)條24以電機(jī)軸進(jìn)行成對對稱安裝，止推擋塊27以電機(jī)軸進(jìn)行對稱安裝。
[0014]本發(fā)明的工作過程是:
首先將液壓缸19安放于滑塊22上固定于導(dǎo)軌23之上，隨后按照防拉伸條檔位尺寸將電機(jī)1、止推擋塊27、軸承座9、角接觸軸承I 6、墊片7、角接觸軸承II 8、傳動(dòng)軸3、軸承支撐盤11按圖1固定于適當(dāng)位置，聯(lián)軸器2已將電機(jī)I與傳動(dòng)軸3連接。其中防塵塞4、防塵蓋
I5、防塵蓋II 10已經(jīng)安裝在軸承座9上，肋板26已通過焊接等方式與軸承座9固定連接。多對防過載保護(hù)條24將軸承座9底部與液壓缸19底部相連接。之后，將傳感器容納倉18與液壓缸19的活塞桿通過螺紋等結(jié)構(gòu)相連接后，通過銷釘17將二者固定，在加速疲勞滾圈14背部貼放傳感器I 15 (傳感器II 16可同時(shí)進(jìn)行貼放)，隨后將加速疲勞滾圈14與傳感器(傳感器15 1、傳感器II 16) —同扣向傳感器容納倉18，傳感器的線材通過傳感器容納倉18的出線口延伸出來，未使用的傳感器容納倉18出線口則使用隔音橡膠塊25進(jìn)行隔音密封，隨后通過精確扭力扳手等類似工具對對中緊固螺釘13進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，通過對中緊固螺釘13的螺紋預(yù)緊力固定好加速疲勞滾圈14。將測試推力軸承12另一端與軸承支撐盤11連接好后，開動(dòng)液壓缸19對測試推力軸承12加載，將液壓力表讀數(shù)作為加載基準(zhǔn)，使加載條件一致。最后，通過給電機(jī)I供電，帶動(dòng)傳動(dòng)軸3等轉(zhuǎn)動(dòng)，則可在對應(yīng)轉(zhuǎn)速條件下展開推力軸承加速疲勞測試試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，在不拆卸試驗(yàn)臺(tái)的情況下，移除軸承座9頂部防塵蓋I 5可方便的對軸承座9中角接觸軸承I 6與角接觸軸承II 8更新潤滑脂。若長期不做實(shí)驗(yàn)或因?yàn)l臨角接觸軸承I 6與角接觸軸承II 8疲勞壽命需要拆卸時(shí)，通過同時(shí)擊打插入軸承座9背部防塵塞4孔的半徑比防塵塞4稍小的銷釘以順利取出角接觸軸承I 6和角接觸軸承II 8。
[0015]本發(fā)明的工作原理是:
首先將驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、試驗(yàn)測試裝置、加載裝置、導(dǎo)軌裝置、防過載保護(hù)裝置按圖1位置固定好，通過加載裝置對測試推力軸承12進(jìn)行加載，并對電機(jī)I通電旋轉(zhuǎn)保持試驗(yàn)臺(tái)處于工作狀態(tài)。試驗(yàn)過程中，加速疲勞滾圈14代替了原始軸承滾圈，由曲面接觸轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫娼佑|，減小了接觸面積，在同等加載條件下能夠增大接觸應(yīng)力。將空心的原始滾圈由實(shí)心的加速疲勞滾圈14代替，在其背后可貼放多枚傳感器(傳感器I 15、傳感器II 16等)，可將信號(hào)以最短傳遞路徑進(jìn)行拾取，有效降低信號(hào)衰減，尤其對于高頻信號(hào)。配合傳感器容納倉18結(jié)構(gòu)，以幾乎密閉的形式開展實(shí)驗(yàn)，可基本杜絕環(huán)境噪聲干擾。傳感器容納倉18開有多處出線口，方便傳感器線材的集中與分散布放，未使用的出線口由隔音橡膠塊25密封，有效降低傳感器容納倉18中來自外部的噪聲。在傳感器容納倉18的端口配有螺紋孔，通過精確扭力扳手對對中緊固螺釘13扭轉(zhuǎn)，通過對中緊固螺釘13的螺紋預(yù)緊力固定好加速疲勞滾圈14，使試驗(yàn)前后加速疲勞滾圈14始終對中，保障了加載力均勻。由于試驗(yàn)要求施加強(qiáng)載荷以縮短試驗(yàn)周期，加快科研進(jìn)程，防過載保護(hù)裝置可以保障試驗(yàn)在強(qiáng)載荷下安全進(jìn)行。銷釘17可防止因強(qiáng)載荷產(chǎn)生的過大摩擦力將與液壓缸19活塞桿螺紋連接的傳感器容納倉18轉(zhuǎn)動(dòng)，防止因傳感器容納倉18轉(zhuǎn)動(dòng)而將傳感器線材卷曲、拉斷或因拉動(dòng)作用而對傳感器造成的移位、損傷。防過載保護(hù)條24具有多個(gè)位置檔位，可根據(jù)具體試驗(yàn)需要進(jìn)行不同檔位的選擇，在試驗(yàn)過程中能夠確保加載裝置加載位移不超過防過載保護(hù)條24限定的位置，使電機(jī)I驅(qū)動(dòng)軸不因過載而造成損壞。在軸承座9背后配合肋板26、及其內(nèi)部將角接觸球軸承I 6、角接觸球軸承II 8串聯(lián)，增強(qiáng)了軸承座9整體抵抗推力的能力，防止了軸承座9因承受推力過大而造成根部斷裂等問題的發(fā)生。止推擋塊27將電機(jī)1、軸承座9連接，使得施加的強(qiáng)載荷被電機(jī)I與導(dǎo)軌23間的摩擦力分擔(dān)去一部分，進(jìn)一步降低了施加強(qiáng)載荷可能造成的安全隱患，同時(shí)使電機(jī)I與軸承座9間始終保持一定距離，也進(jìn)一步保護(hù)了電機(jī)I驅(qū)動(dòng)軸的正常無軸向載荷運(yùn)轉(zhuǎn)