軸承球滾動接觸疲勞壽命試驗機的製作方法

2023-10-23 18:50:27

專利名稱：軸承球滾動接觸疲勞壽命試驗機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種接觸疲勞壽命試驗機，特別一種軸承球滾動接觸疲勞壽命試驗機。
背景技術：
滾動軸承球的接觸疲勞壽命是在標準工況條件下，評價軸承材料性能和加工工藝優劣的主要手段之一，目前常用來考核軸承球的滾動接觸疲勞壽命性能的試驗機主要有四球試驗機、五球試驗機、V形槽/球試驗機、推力盤試驗機。
四球試驗機和五球試驗機的被試球雖然分別有3點和4點接觸受載，但其受力點不在最大圓截面內，而陪試球除繞自身軸線旋轉外，同時還繞驅動軸軸線公轉，因此陪試球的三接觸點間的速度關係不恆定，所以被試球與陪試球之間必是滾/滑狀態，這會顯著降低接觸疲勞壽命，導致測試結果難以說明問題。
V形槽/球試驗機的兩個各有兩接觸點的圓截面分別在最大圓截面的兩側，但因被試球的受力不是穩定平衡而需中心支承，故難以用實際軸承球進行試驗。
最接近純滾動接觸疲勞壽命工況的是推力盤試驗機，若干個被試球用保持架隔離開，上下受力。被試球在繞推力圓盤軸線公轉的同時還要繞自身軸線滾動，被試球因公轉產生的離心力作用於保持架的徑向，而球推動保持架轉動或被保持架推動而向前滾動的力則作用於保持架的周向。因此被試球上仍有一些滑動摩擦，這些滑動及附加結構都增加了滾動接觸疲勞壽命的影響因素。
與鋼材料不同，氮化矽具有質量輕、絕緣、隔熱、無磁、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、高速旋轉離心力小和運轉溫升低等優良性能，是用作陶瓷軸承理想材料，但目前還沒有評定其滾動接觸疲勞壽命的標準方法。一般認為陶瓷球的疲勞壽命是評價陶瓷材料用於滾動軸承的可靠的技術依據，目前主要是用混合陶瓷軸承的疲勞壽命試驗進行，但涉及的影響因素較多。顯然，如能研製一種軸承球的純滾動接觸疲勞壽命強化試驗機，既可用於傳統的鋼球滾動接觸疲勞壽命測試，又適合評定陶瓷等材料球的滾動接觸疲勞壽命，將為陶瓷球的機械物理性能客觀評定、陶瓷球軸承優化設計及開發高性能的納米陶瓷材料、了解陶瓷材料的潛在性能提供可靠的試驗手段。
實用新型內容本實用新型的目的是為克服上述滾動接觸疲勞試驗機技術的不足和滿足球軸承在載荷和轉速不斷提高的條件下運轉的要求，提供一種多接觸點、純滾動、高速、重載軸承球疲勞試驗機，結構簡單、效率高、被試球範圍寬，實用性強。
為達到上述目的，本實用新型採用下述技術方案一種軸承球滾動接觸疲勞壽命試驗機，包括機座、驅動裝置和加載裝置，其特徵在於機座上安置一個由驅動裝置驅動轉動並由加載裝置通過驅動輪施壓載荷於被試軸承球上，被試軸承球下面有兩個陪試滾子，陪試滾子下面有一個導輪，而兩側各有一個支撐輪。
上述的驅動裝置的結構是電機輸出軸上固定連接皮帶輪，經傳動皮帶傳動驅動輪轉軸上的皮帶輪。
上述的加載裝置的結構是驅動輪安裝在一根槓桿中部下面，槓桿的內端與機座鉸連，而外端由一個彈性施壓構件施加載荷。
上述的彈性施壓構件的結構是一根螺杆穿過槓桿外端叉口後，套上彈簧下座圈、壓簧和彈簧上螺母，然後旋上放鬆六角螺母。
本試驗機的設計可使被試軸承球的傳速達23000轉/分，接觸載荷達4000牛頓力，接觸應力達7×109Pa。被試軸承球的溫升用熱電偶測量。當被試軸承球失效時，以增大的振動輸出來終止試驗。
本實用新型與現有技術相比，具有如下顯而易見的特點和優點本實用新型的被試軸承球具有三接觸點，同時三接觸點的最大接觸應力相等，而且被試樣球僅在最大圓截面上受力，並沿此圓周作純滾動，能較精確測試出實際軸承球滾動接觸疲勞壽命，同時能用於測試評價陶瓷軸承球的疲勞壽命。本實用新型的被試軸承球的轉速高，接觸應力大，實現了高效測試，若循環次數為1×107次，僅需150分鐘。本實用新型結構簡單，製造成本低，操作方便，可靠性高。


圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的一個優選實施例是參見附圖，本軸承球滾動接觸疲勞壽命試驗機，包括機座1、驅動裝置2和加載裝置9，其特徵在於機座1上安置一個由驅動裝置2驅動轉動並由加載裝置9通過驅動輪(16)施壓載荷於被試軸承球(19)上，被試軸承球19下面有兩個陪試滾子6、18，陪試滾子6、18下面有一個導輪20，而兩側各有一個支撐輪5、17。上述的驅動裝置2的結構是電機3輸出軸上固定連接皮帶輪，經傳動皮帶4傳動驅動輪16轉軸上的皮帶輪。上述的加載裝置9的結構是驅動輪16安裝在一根槓桿8中部下面，槓桿8的內端與機座1鉸連，而外端由一個彈性施壓構件10施加載荷。上述的彈性施壓構件10的結構是一根螺杆15穿過槓桿8外端叉口後，套上彈簧下座圈14、壓簧13和彈簧上螺母12，然後旋上放鬆六角螺母11。本試驗機設計為被試軸承球的轉速為23000轉/分，接觸載荷達4000牛頓力，接觸應力達7×109Pa。被試軸承球的溫升用熱電偶測量。當被試軸承球失效時，以增大的振動輸出來終止試驗。
權利要求1.一種軸承球滾動接觸疲勞壽命試驗機，包括機座(1)、驅動裝置(2)和加載裝置(9)，其特徵在於機座(1)上安置一個由驅動裝置(2)驅動轉動並由加載裝置(9)通過驅動輪(16)施壓載荷於被試軸承球(19)上，被試軸承球(19)下面有兩個陪試滾子(6、18)，陪試滾子(6、18)下面有一個導輪(20)，而兩側各有一個支撐輪(5、17)。
2.根據權利要求1所述的一種軸承球滾動接觸疲勞壽命試驗機，，其特徵在於，驅動裝置(2)的結構是電機(3)輸出軸上固定連接皮帶輪，經傳動皮帶(4)傳動驅動輪(16)轉軸上的皮帶輪。
3.根據權利要求1所述的一種軸承球滾動接觸疲勞壽命試驗機，其特徵在於，加載裝置(9)的結構是驅動輪(16)安裝在一根槓桿(8)中部下面，槓桿(8)的內端與機座(1)鉸連，而外端由一個彈性施壓構件(10)施加載荷。
4.根據權利要求3所述的一種軸承球滾動接觸疲勞壽命試驗機，，其特徵在於，彈性施壓構件(10)的結構是一根螺杆(15)穿過槓桿(8)外端叉口後，套上彈簧下座圈(14)、壓簧(13)和彈簧上螺母(12)，然後旋上放鬆六角螺母(11)。
專利摘要本實用新型涉及一種軸承球滾動接觸疲勞壽命試驗機，包括機座、驅動裝置和加載裝置，其特徵在於機座上安置一個由驅動裝置驅動轉動並由加載裝置施壓的、承壓在被試軸承球上的驅動輪，被試軸承球下面有兩個陪試滾子，陪試滾子下面有一個導輪，而兩側各有一個支撐輪。本實用新型的被試樣球僅在最大圓截面上三點受力，並沿此圓周作純滾動，能較精確測試出實際軸承球純滾動接觸疲勞壽命。本實用新型結構簡單，製造成本低，操作方便，可靠性高。
文檔編號G01N3/34GK2608972SQ0323058
公開日2004年3月31日 申請日期2003年4月22日 優先權日2003年4月22日
發明者周井玲, 陳曉陽 申請人:上海大學