[发明专利]一种轴承综合动态性能试验装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及轴承试验技术领域，尤其涉及一种轴承综合动态性能试验装置及其测试方法。

背景技术

轴承是旋转机械中关键零部件之一，其性能直接影响着旋转机械的性能与寿命。其中滚动轴承是应用最为广泛的轴承，轴承试验装置及其测试技术对于研究测试滚动轴承性能有着重要意义。

国内外厂家都研制轴承试验器进行轴承测试试验。如SKF公司的R2、R3滚动轴承疲劳寿命强化试验机、杭州轴承试验研究中心有限公司的ABLT-1A、ABLT-2A滚动轴承疲劳寿命强化试验机等试验器。但国内实验装置多数不能模拟轴承真实的工作环境工况(温度、负载、变润滑条件)，因此测试的轴承性能与实际装机后的性能差别很大。

国内外多数试验器采用电机一侧直驱或皮带式偏置驱动方式，不对称式结构。例如专利：航空发动机主轴轴承试验机(201110461997.7)，滚动轴承多功能疲劳寿命试验台(ZN201010152411.4)。存在电机驱动偏置问题，两支承被测轴承存在受力不均匀，不对称缺点，因此左右被测轴承的性能受到试验器结构影响。同时滚动轴承多功能疲劳寿命试验台(ZN201010152411.4)采用驱动电机直接连接皮带轮驱动主轴旋转的方式，电机轴承飞轮连接处承受径向力，易于造成电机与测试主轴不同轴，影响传动效率，而且对电机主轴、内部轴承等产生弯矩，影响电机主轴、内部轴承的使用寿命。

目前轴承试验器多数通过加载轴承主轴上加载轴承或套，通过主轴达到实现轴承内圈施加径向载荷目的，但不能实现轴承外圈径向载荷模拟，尤其不能模拟轴承在受内圈径向载荷工况下，外圈受到冲击载荷的复杂载荷工况。同时主轴上加载轴承直接承受较大径向力，因此易于损坏，需经常将两被测轴承拆卸，重新更换加载轴承，拆卸被测轴承和加载轴承相对比较麻烦，且拆卸过程不利于试验的连续性，拆卸对试验有着严重的影响。

现有轴承试验器测试技术参数多为轴承的振动、油温、轴承外圈温度等参数，测试的参数指标相对较少，不能进行轴承磨损、轴承内外圈振动等参数全面测试，无法满足目前高速、高效、多参数轴承测试的需求。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中上述不足，提供一种轴承综合动态性能试验装置及其测试技术。

本试验装置及其传感器测试系统可实现轴承径向、轴向动态刚度测试计算，轴承磨损，轴承应变，轴承常规振动、轴承多点温度梯度测试等轴承多参数测试。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种轴承综合动态性能试验装置,包括驱动系统、传动系统、测控系统、环境模拟系统和机械主体结构。

所述驱动系统选用电机驱动，并可通过测控系统控制电机的转速。

所述传动系统优先选用皮带传动或联轴器传动方式。传动系统由联轴器、支承座、驱动主轴、驱动轮、驱动带、从动轮等组成。驱动轮、从动轮、驱动带可以为平带、V带或同步带等传动方式，优先选用同步带传动；驱动轮安设在两支承座之间的驱动主轴上，电机通过联轴器与轴承连接，传动的径向力由两支承座承受，驱动电机仅传递转矩。

所述测控系统由力传感器、应变计、电涡流传感器、转速传感器、激光位移传感器、温度传感器、磁式油屑传感器、压力传感器、流量传感器、油温传感器、加速度传感器以及其他用于轴承测试的相关传感器。

所述力传感器设置于加载油缸和加载装置之间；所述主轴上安装有惯性飞轮组、被动加载滚轮。

所述应变计安装在轴承内、外圈上，测试被测轴承加载时轴承的应变，所述应变计可为常用应变片或光纤光栅传感器。

所述电涡流传感器垂直和水平安装于轴承座上，测试被测轴承内圈根部处主轴的振动位移。

所述转速传感器安装于驱动主轴上，用于测试被测轴承的转速。

所述激光位移传感器激光束通过轴承座上测试孔，用于测试被测轴承外圈的振动位移。

所述温度传感器安装于轴承座上，用于测试轴承外圈温度，所述温度传感器可为光纤光栅传感器、热电偶温度传感器或红外温度传感器等。

所述磁式油屑传感器安装于轴承端盖上，测试轴承运行过程轴承磨损下的铁屑颗粒，用于检测被测轴承的磨损状况。

所述压力传感器安装于润滑系统的进油管路处，用于测试润滑系统润滑油压力；

所述流量传感器安装于润滑系统的进油管路处，用于测试润滑系统润滑油流量；

所述油温传感器分别安装于进油管路、回油管路处，用于测试润滑系统进油温度、回油温度；