本发明专利技术公开了一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置，包括操作台以及位于操作台上的驱动电机、转动摆动转换模块、若干试验模块和试验轴承，所述试验轴承套有外套；所述试验模块包括径向正弦脉冲加载模块、摩擦力矩监测模块、温度检测模块和轴承支撑模块，所述若干试验模块中的径向正弦脉冲加载模块相互连接，所述若干试验模块中的轴承支撑模块相互连接；所述转动摆动转换模块设有飞轮并与驱动电机直连，所述转动摆动转换模块带动试验轴承往复旋转摆动，并同时带动径向正弦脉冲加载模块为试验轴承提供脉冲径向载荷；通过本技术方案，能够实时监测多个试验轴承在不同的试验条件下摩擦力矩变化情况，从而判断轴承是否出现失效情况。
A Fatigue Life Testing Device for High Speed Swing Bearings
【技术实现步骤摘要】
一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置
本专利技术属于轴承寿命试验领域，尤其涉及一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置。
技术介绍
现有轴承摆动寿命试验装置主要针对滑动关节轴承，摆动频率比较低，一般<30次/分钟，不适于高速摆动轴承。如公开号为CN205981688U的专利文献公开了一种关节轴承寿命试验机，包括操作台和设置于操作台上的试验主体部分，试验主体部分包括试验主轴、轴承夹具、载荷加载装置、扭矩传感器和传动轴，试验主轴的两端分别由左支撑组件和右支撑组件转动支撑，传动轴通过扭矩传感器与试验主轴的一端连接，试验主轴的另一端安装有角度编码器，试验轴承安装于轴承夹具内且试验轴承的内圈固定于试验主轴上，试验轴承内圈的两个端面分别通过套设在试验主轴上的左套环和右套环夹紧在左支撑组件和右支撑组件之间，传动轴由曲柄摇杆机构驱动并通过试验主轴带动试验轴承往复旋转摆动，载荷加载装置通过轴承夹具向试验轴承施加径向载荷。该技术能够高效检测关节轴承的寿命，评定关节轴承的可靠性。但也有如下不足之处：a、采用曲柄摇杆机构实现摆动运动，运行时动载荷大，振动噪音大，所以不适合高速运行；b、采用静止弹簧或者油缸实现加载，不能实现轴承运行过程中载荷的跟随变化，或者只能在低速摆动时实现载荷的跟随变化；c、没有监测轴承摩擦力矩变化的功能，所以不能实时反应轴承的运行情况；d、只能试验单个轴承，试验成本较高。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置，该试验装置能够进行多个轴承高速摆动寿命试验，减小摆动运动时的振动干扰，施加与摆动角度对应的周期径向载荷，同时还可监测轴承摩擦力矩、载荷和温度的变化情况。为了达到上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置，包括操作台以及位于操作台上的驱动电机、转动摆动转换模块、若干试验模块和试验轴承，所述试验轴承套有外套；所述试验模块包括径向正弦脉冲加载模块、摩擦力矩监测模块、温度检测模块和轴承支撑模块，所述若干试验模块中的径向正弦脉冲加载模块相互连接，所述若干试验模块中的轴承支撑模块相互连接；所述转动摆动转换模块设有飞轮并与驱动电机直连，所述转动摆动转换模块带动试验轴承往复旋转摆动，并同时带动径向正弦脉冲加载模块为试验轴承提供脉冲径向载荷。作为优选，所述转动摆动转换模块包括第一支撑侧板、第二支撑侧板以及位于第一支撑侧板和第二支撑侧板之间的曲柄轴和导杆轴，以及固定于曲柄轴上的曲柄，以及与导杆轴固定连接并与曲柄相连的导杆，所述曲柄轴与驱动电机直连并与飞轮同轴。如此设置，可以增大曲柄轴的转动惯量，降低曲柄和导杆引起的附加动载荷干扰，并利用曲柄导杆机构实现转动到摆动的运动转换，同时通过驱动电机调整转速，实现不同频率的摆频。作为更优选，所述导杆上设有长孔，所述曲柄轴上设有若干连接孔，所述若干连接孔分别位于不同半径的同心圆上，所述曲柄与连接孔螺纹配合并穿过长孔。如此设置通过曲柄轴端的不同连接孔位可实现曲柄的长度调节，从而实现轴承摆动幅度的调节。作为优选，所述径向正弦脉冲加载模块包括推杆、弹簧组件、滑块组件、第一力传感器、加载滚珠、上基座和下基座，所述下基座固定在操作台上，所述滑块组件包括滑块、若干导轨以及套在导轨上的直线轴承，所述导轨固定在上基座和下基座之间，所述滑块在导轨上可上下移动，所述推杆一端为框形结构并套住曲柄，所述推杆另一端与滑块固定连接，所述弹簧组件穿过下基座和滑块并固定在滑块上，所述第一力传感器固定在弹簧组件上，所述加载滚珠嵌在第一力传感器上。如此设置，将曲柄的旋转运动通过推杆转换成滑块的上下移动，并带动弹簧组件上下移动，产生正弦规律脉冲径向载荷，通过载荷第一力传感器、加载滚珠和外套施加至试验轴承；而在此处设置加载滚珠可以减少力的加载处摩擦力对摩擦力矩监测的影响。作为更优选，所述弹簧组件包括弹簧、弹簧外壳和弹簧调整套，所述弹簧调整套套接在弹簧外壳的内部，所述弹簧外壳通过紧固件固定在滑块上，所述第一力传感器通过紧固件固定在弹簧外壳上。如此设置是考虑到通过推杆将将曲柄的旋转运动转换成滑块的上下移动，从而对试验轴承施加脉动力，而若弹簧组件的往返点和起始点不变，那对试验轴承所施加的脉动力无论驱动电机的转速如何，其范围值总是固定不变的；因此在弹簧组件中设置弹簧调整套，通过调整弹簧力调整套的位置可以输出不同范围的脉动力。作为优选，所述轴承支撑模块包括第三支撑侧板、第四支撑侧板、以及嵌在第三支撑侧板内的第一支撑轴承、以及嵌在第四支撑侧板内的第二支撑轴承、以及穿过第三支撑侧板并抵住试验轴承的左半轴、以及穿过第四支撑侧板和试验轴承并抵试验轴承的右半轴，所述第三支撑板和第四支撑板固定在上基座上，所述左半轴和右半轴通过螺纹或过盈配合连接，所述右半轴与试验轴承过盈配合，所述第一支撑轴承和第二支撑轴承寿命远大于试验轴承寿命。作为优选，所述摩擦力矩监测模块包括第二力传感器、连接杆和连接块，所述连接块一端垂直嵌入外套内，所述连接块另一端与连接杆螺纹配合或过盈配合，所述连接块与连接杆互相垂直，所述第二力传感器固定连接在连接杆上以及固定在第三支撑侧板、第四支撑侧板和上基座任一个上。如此设置，便能测得切向力FT，同时试验轴承中心到连接杆中心轴的距离为d，则试验轴承摆动时内圈给外圈的摩擦力矩为M＝FT·d。作为优选，所述温度检测模块固定在上基座上并对准外套，所述温度检测模块为红外温度传感器。如此设置是为了监测轴承摩擦生热时的温度变化情况。作为优选，所述左半轴与导杆轴通过联轴器连接，所述左半轴与联轴器过盈配合，所述导杆轴与联轴器过盈配合，所述联轴器为刚性联轴器。如此设置，通过联轴器将导杆轴的摆动运动传递到试验轴承。作为优选，相邻试验模块间的左半轴与右半轴联轴器连接，所述左半轴与联轴器过盈配合，所述右半轴与联轴器过盈配合，所述联轴器为刚性联轴器。如此设置，通过联轴器将试验轴承的摆动运动传递到下一个试验轴承。作为优选，相邻试验模块间的滑块通过连接板固定连接。如此设置可以实现多个试验模块中的滑块同步上下移动，保证施加载荷的一致性。本专利技术的有益效果：a、采用带飞轮的曲柄导杆机构实现旋转运动到摆动运动的转换，运行时动载荷小，振动噪音小，所以能适合高速运行；b、采用弹簧调整套实现轴承运行过程中弹簧位置的变化从而实现径向脉动力载荷的跟随变化；c、通过第二力传感器，监测试验轴承摆动时的切向约束力FT，通过公式M＝FT·d，得到轴承摆动时的摩擦力矩M变化情况，从而判断轴承是否出现失效情况，d为FT到试验轴承中心的距离；d、在保证各零部件联接刚性的前提下，可实现多个试验轴承同时试验，有利于降低试验成本。附图说明图1是本专利技术高速摆动轴承疲劳寿命试验装置的整体结构示意图一；图2是本专利技术转动摆动转换模块的的结构示意图；图3是本专利技术转动曲柄轴的的结构示意图；图4是本专利技术摩擦力矩监测模块和温度检测模块的示意图；图5是本专利技术径向正弦脉冲加载模块的结构示意图；图6是本专利技术相邻试验模块的连接示意图；图7是本专利技术图6的局部放大图；图8是本专利技术高速摆动轴承疲劳寿命试验装置的整体结构示意图二。附图标记说明：1、操作台；2、驱动电机；3、转动摆动转换模块；4、试验模块；5、试验轴承；51、外套；41、正弦脉冲本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置，其特征在于，包括操作台(1)以及位于操作台(1)上的驱动电机(2)、转动摆动转换模块(3)、若干试验模块(4)和试验轴承(5)，所述试验轴承(5)套有外套(51)；所述试验模块(4)包括径向正弦脉冲加载模块(41)、摩擦力矩监测模块(42)、温度检测模块(43)和轴承支撑模块(44)，所述若干试验模块(4)中的径向正弦脉冲加载模块(41)相互连接，所述若干试验模块(4)中的轴承支撑模块(44)相互连接；所述转动摆动转换模块(3)设有飞轮(31)并与驱动电机(2)直连，所述转动摆动转换模块(3)带动试验轴承(5)往复旋转摆动，并同时带动径向正弦脉冲加载模块(41)为试验轴承(5)提供脉冲径向载荷。
【技术特征摘要】
1.一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置，其特征在于，包括操作台(1)以及位于操作台(1)上的驱动电机(2)、转动摆动转换模块(3)、若干试验模块(4)和试验轴承(5)，所述试验轴承(5)套有外套(51)；所述试验模块(4)包括径向正弦脉冲加载模块(41)、摩擦力矩监测模块(42)、温度检测模块(43)和轴承支撑模块(44)，所述若干试验模块(4)中的径向正弦脉冲加载模块(41)相互连接，所述若干试验模块(4)中的轴承支撑模块(44)相互连接；所述转动摆动转换模块(3)设有飞轮(31)并与驱动电机(2)直连，所述转动摆动转换模块(3)带动试验轴承(5)往复旋转摆动，并同时带动径向正弦脉冲加载模块(41)为试验轴承(5)提供脉冲径向载荷。2.根据权利要求1所述的一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置，其特征在于，所述转动摆动转换模块(3)包括第一支撑侧板(32)、第二支撑侧板(33)以及位于第一支撑侧板(32)和第二支撑侧板(33)之间的曲柄轴(34)和导杆轴(35)，以及固定于曲柄轴(34)上的曲柄(36)，以及与导杆轴(35)固定连接并与曲柄(36)相连的导杆(37)，所述曲柄轴(34)与驱动电机(2)直连并与飞轮(31)同轴。3.根据权利要求2所述的一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置，其特征在于，所述导杆(37)上设有长孔(371)，所述曲柄轴(34)上设有若干连接孔(341)，所述若干连接孔(341)分别位于不同半径的同心圆上，所述曲柄(36)与连接孔(341)螺纹配合并穿过长孔(371)。4.根据权利要求2所述的一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置，其特征在于，所述径向正弦脉冲加载模块(41)包括推杆(411)、弹簧组件(412)、滑块组件(413)、第一力传感器(414)、加载滚珠(415)、上基座(4131)和下基座(4132)，所述下基座(4132)固定在操作台(1)上，所述滑块组件(413)包括滑块(4133)、若干导轨(4134)以及套在导轨(4134)上的直线轴承(4135)，所述导轨(4134)固定在上基座(4131)和下基座(4132)之间，所述滑块(4133)在导轨(4134)上可上下移动，所述推杆(411)一端为框形结构并套住曲柄(36)，所述推杆(411)另一端与滑块(4133)固定连接，所述弹簧组件(412)穿过下基座(4132)和滑块(4133)并固定在滑块(4133)上，所述第一力传感器(414)固定在弹簧组件(412)上，所述加载滚珠(415)嵌...
【专利技术属性】
技术研发人员：卓耀彬，叶晓平，林云峰，
申请(专利权)人：丽水学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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