軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機的製作方法

2023-05-29 06:27:16 1

專利名稱：軸承滾子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，特別是一種軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機，屬於軸承技術領域。
背景技術：
軸承滾子的滾動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，目前用來考核軸承滾子的滾動疲勞壽命性能的試驗機主要有推力盤試驗機、三滾子試驗機。其中的推力盤試驗機是二線接觸，三滾子試驗機是三線接觸， 其受力點在幾何上不對稱，接觸線間的速度關係不恆定，所以試驗滾子與陪試滾子之間自然伴隨滾/滑現象，這會顯著降低試驗滾子的滾動接觸疲勞壽命，導致測試結果難以準確說明問題。尤其是在進行重載軸承滾子疲勞壽命試驗時，由於軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機中的待測滾子的受力點在幾何上不對稱，實際上待測滾子發生的是滾動和滑動的混合運動，導致待測滾子在試驗中發生過多的滑動摩擦，會導致待測滾子的純滾動接觸疲勞壽命被低估。

實用新型內容本實用新型的目的是為克服傳統軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機中的待測滾子的受力點在幾何上不對稱問題，並滿足滾子軸承在載荷和轉速不斷提高的條件下運轉的要求，提供一種多線接觸、純滾動、高速、重載軸承滾子疲勞壽命試驗機，其結構簡單，效率高，被試滾子範圍寬，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滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機，包括底座、安裝於所述底座上的驅動裝置和加載裝置，其特徵在於還包括四個陪試滾子，四個所述陪試滾子對稱均布於一個試驗滾子圓側面的周圍，並分別與所述試驗滾子的圓側面線接觸；所述底座上安置一個驅動裝置，所述驅動裝置驅動左右兩側的兩個驅動輪轉動，其中左驅動輪的輪緣面分別與兩個陪試滾子的圓側面線接觸，右驅動輪的輪緣面分別與另外兩個陪試滾子的圓側面線接觸，兩個所述驅動輪對四個所述陪試滾子進行徑向的左右限位；所述陪試滾子的下方有一個支撐輪向上支撐兩個陪試滾子，所述陪試滾子的上方還有一個加載輪向下對另外兩個陪試滾子加載；所述試驗滾子的兩個端面分別與兩個頂針相接觸，使所述試驗滾子的軸向位置固定。上述驅動裝置包括電機，所述電機的輸出軸上固定安裝主動皮帶輪，經傳動皮帶傳動兩個所述驅動輪轉軸上的從動皮帶輪，所述驅動輪驅動陪試滾子並間接驅動試驗滾子。上述加載裝置的結構為所述底座上設有一個箱體，所述箱體的側壁和所述底座固定連接，所述箱體還包括一個箱體頂蓋，所述箱體頂蓋的內緣與所述箱體側壁的上緣通過支承軸鉸接，所述箱體頂蓋的遠離其支承軸的外緣與一根傳力槓桿的近端連成一體；所述支撐輪、加載輪和兩個所述驅動輪都位於所述箱體內，所述支撐輪的連體轉軸的兩端部通過軸承設置於與所述箱體固定連接的支撐座上，所述加載輪的連體轉軸的兩端部通過軸承設置於與所述箱體頂蓋下面固定連接的傳力支座下面；所述傳力槓桿的遠端由一個彈性施壓構件施加載荷。上述彈性施壓構件的結構為一根加載杆穿過所述傳力槓桿的遠端叉口，所述加載杆的下端與所述底座鉸接，所述加載杆位於所述傳力槓桿的上方，並且自下而上依次套上彈簧下擋圈、彈簧和彈簧上擋圈，然後旋上加載螺母。本實用新型與現有技術相比較，具有如下顯而易見的實質性特點和優點本實用新型的被試軸承滾子具有四線接觸特性，同時四線接觸時的最大接觸應力相等，而且被試滾子僅在滾子母線上受力，並沿著圓周作純滾動，能比較精確測試出實際軸承滾子滾動接觸疲勞壽命，同時還可用於測試評價不同材料滾子的疲勞壽命，為軸承滾子的機械物理性能客觀評定、滾子的優化設計提供可靠的試驗手段。本實用新型的被試軸承滾子的轉速高，接觸應力大，可實現了高效測試，若循環次數為1XIO7次，僅需110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是軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機沿試驗滾子徑向的剖視圖。圖2是軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機沿試驗滾子軸向的剖視圖。圖3是圖1中的A向局部放大圖。
具體實施方式
本實用新型的一個優選實施例結合附圖說明如下參見圖1 3，一種軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機，包括底座(16)、安裝於所述底座(16)上的驅動裝置(18)和加載裝置(15)，其特徵在於還包括四個陪試滾子(3)，四個所述陪試滾子(3)對稱均布於一個試驗滾子(4)圓側面的周圍，並分別與所述試驗滾子 (4)的圓側面線接觸；所述底座(16)上安置一個驅動裝置(18)，所述驅動裝置(18)驅動左右兩側的兩個驅動輪(6、7)轉動，其中左驅動輪(7)的輪緣面分別與兩個陪試滾子(3)的圓側面線接觸，右驅動輪(6)的輪緣面分別與另外兩個陪試滾子(3)的圓側面線接觸，兩個所述驅動輪(6、7)對四個所述陪試滾子(3)進行徑向的左右限位；所述陪試滾子(3)的下方有一個支撐輪(8)向上支撐兩個陪試滾子(3)，所述陪試滾子(3)的上方還有一個加載輪(5) 向下對另外兩個陪試滾子(3)加載；所述試驗滾子(4)的兩個端面分別與兩個頂針(19)相接觸，使所述試驗滾子(4)的軸向位置固定。上述驅動裝置(18)包括電機，所述電機的輸出軸上固定安裝主動皮帶輪，經傳動皮帶傳動兩個所述驅動輪(6、7)轉軸上的從動皮帶輪， 所述驅動輪(6、7)驅動陪試滾子(3)並間接驅動試驗滾子(4)。上述加載裝置(15)的結構為所述底座(16)上設有一個箱體(17)，所述箱體(17)的側壁和所述底座(16)固定連接， 所述箱體(17)還包括一個箱體頂蓋(1 )，所述箱體頂蓋(1)的內緣與所述箱體(17)側壁的上緣通過支承軸鉸接，所述箱體頂蓋(1)的遠離其支承軸的外緣與一根傳力槓桿(20)的近端連成一體；所述支撐輪(8)、加載輪(5)和兩個所述驅動輪(6、7)都位於所述箱體(17)內， 所述支撐輪(8)的連體轉軸的兩端部通過軸承設置於與所述箱體(17)固定連接的支撐座 (9)上，所述加載輪(5)的連體轉軸的兩端部通過軸承設置於與所述箱體頂蓋(1)下面固定
4連接的傳力支座(2)下面；所述傳力槓桿(20)的遠端由一個彈性施壓構件施加載荷。上述彈性施壓構件的結構為一根加載杆(12)穿過所述傳力槓桿(20)的遠端叉口，所述加載杆 (12)的下端與所述底座(16)鉸接，所述加載杆(12)位於所述傳力槓桿(20)的上方，並且自下而上依次套上彈簧下擋圈(14)、彈簧(13)和彈簧上擋圈(11)，然後旋上加載螺母(10)。單獨對軸承滾子進行疲勞壽命試驗可以剔除軸承內眾多因素相互影響，能夠可靠地驗證滾子的疲勞壽命，可以更好的分析軸承滾子失效原因，提高其使用壽命的可靠性。上述一體連接箱體頂蓋(1)和傳力槓桿(20)相當於一個槓桿，這樣可以放大彈簧(13)壓縮所產生的載荷。上述試驗核心裝置是由四個陪試滾子(3)和一個試驗滾子(4)組成，四個陪試滾子(3)對稱均布與試驗滾子(4)四周，每轉動一周，試驗滾子(4)與陪試滾子(3)受到四次高壓作用。本軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機可使軸承滾子的轉速達22500r/min，接觸載荷達30.34KN，接觸應力達4Gpa。試驗滾子的溫升用熱電偶測量。當被試軸承滾子失效時，以增大的振動輸出來終止試驗。本軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機可確保試驗滾子在高速旋轉時運轉穩定可靠，大大縮短滾子線接觸壽命試驗周期，降低試驗費用，同時提高了滾子線接觸壽命試驗的科學性、準確性、可靠性，更好地為軸承滾子的機械物理性能客觀評定、滾子的優化設計提供可靠的試驗手段。上面結合附圖對本實用新型實施例進行了說明，但本實用新型不限於上述實施例，還可以根據本實用新型發明創造的目的作出多種變化。所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機，包括底座(16)、安裝於所述底座(16)上的驅動裝置(18)和加載裝置(15)，其特徵在於還包括四個陪試滾子(3)，四個所述陪試滾子 (3)對稱均布於一個試驗滾子(4)圓側面的周圍，並分別與所述試驗滾子(4)的圓側面線接觸；所述底座(16)上安置一個驅動裝置(18)，所述驅動裝置(18)驅動左右兩側的兩個驅動輪(6、7)轉動，其中左驅動輪(7)的輪緣面分別與兩個陪試滾子(3)的圓側面線接觸，右驅動輪(6)的輪緣面分別與另外兩個陪試滾子(3)的圓側面線接觸，兩個所述驅動輪(6、7) 對四個所述陪試滾子(3)進行徑向的左右限位；所述陪試滾子(3 )的下方有一個支撐輪(8 )向上支撐兩個陪試滾子(3 )，所述陪試滾子 (3 )的上方還有一個加載輪(5 )向下對另外兩個陪試滾子(3 )加載；所述試驗滾子(4)的兩個端面分別與兩個頂針(19)相接觸，使所述試驗滾子(4)的軸向位置固定。
2.根據權利要求1所述的軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機，其特徵在於，所述驅動裝置(18)包括電機，所述電機的輸出軸上固定安裝主動皮帶輪，經傳動皮帶傳動兩個所述驅動輪(6、7)轉軸上的從動皮帶輪，所述驅動輪(6、7)驅動陪試滾子(3)並間接驅動試驗滾子⑷。
3.根據權利要求1或2所述的軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機，其特徵在於，所述加載裝置(15)的結構為所述底座(16)上設有一個箱體(17)，所述箱體(17)的側壁和所述底座(16)固定連接，所述箱體(17)還包括一個箱體頂蓋(1)，所述箱體頂蓋(1)的內緣與所述箱體(17)側壁的上緣通過支承軸鉸接，所述箱體頂蓋(1)的遠離其支承軸的外緣與一根傳力槓桿(20)的近端連成一體；所述支撐輪(8)、加載輪(5)和兩個所述驅動輪(6、7) 都位於所述箱體(17)內，所述支撐輪(8)的連體轉軸的兩端部通過軸承設置於與所述箱體 (17)固定連接的支撐座(9)上，所述加載輪(5)的連體轉軸的兩端部通過軸承設置於與所述箱體頂蓋(1)下面固定連接的傳力支座(2)下面；所述傳力槓桿(20)的遠端由一個彈性施壓構件施加載荷。
4.根據權利要求3所述的軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機，其特徵在於，所述彈性施壓構件的結構為一根加載杆(12)穿過所述傳力槓桿(20)的遠端叉口，所述加載杆(12) 的下端與所述底座(16)鉸接，所述加載杆(12)位於所述傳力槓桿(20)的上方，並且自下而上依次套上彈簧下擋圈(14)、彈簧(13)和彈簧上擋圈(11)，然後旋上加載螺母(10)。
專利摘要本實用新型公開了一種軸承滾子滾動接觸疲勞壽命試驗機。包括底座、驅動裝置、加載裝置和試驗核心裝置，四個所述陪試滾子對稱均布於一個試驗滾子周圍，並分別與所述試驗滾子線接觸，驅動裝置由電機通過同步帶帶動驅動輪，左右驅動輪的輪緣面分別與陪試滾子線接觸，陪試滾子的下方有一個支撐輪向上支撐兩個陪試滾子，所述陪試滾子的上方還有一個加載輪向下對另外兩個陪試滾子加載，所述試驗滾子的兩個端面分別與兩個頂針相接觸，使所述試驗滾子的軸向位置固定。具有四線接觸特性，同時四線接觸時的最大接觸應力相等，並沿著圓周作純滾動，能比較精確測試出實際軸承滾子滾動接觸疲勞壽命，結構簡單，製造成本低，操作方便，可靠性高。
文檔編號G01N3/00GK202049083SQ201120060989
公開日2011年11月23日 申請日期2011年3月10日 優先權日2011年3月10日
發明者劉蕾, 張劍, 陳曉陽 申請人:上海大學