专利名称：轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷的修正方法
技术领域：
本发明属于轴承试验装备技术领域，主要涉及一种轴承试验机轴向薄膜油缸等效
载荷的修正方法。
背景技术：
图1是一种通用轴承试验机，该试验机的轴向薄膜油缸2大多采用液压加载方式， 液压油隔着密封的轴向橡皮薄膜3通过轴向加载活塞4对试验轴承12施加轴向载荷，轴向 载荷的大小等于轴向薄膜油缸8内液压油的压强乘以轴向加载活塞4的面积，该轴向载荷 是一种等效载荷。 轴承试验机加载时由计算机控制液压系统中的比例减压阀输出一定压强的液压 油，油压的实际大小P《由压强传感器实时采集到计算机系统并与理论压强值进行比较，再 由计算机系统对比例减压阀的实际输出P《进行调节形成加载系统的闭环控制，实现试验 机轴向载荷的自动加载。 由于轴向薄膜油缸2采用橡皮薄膜3密封，为了防止在油压作用下活塞的边缘剪 切轴向橡皮薄膜3，经常将轴向加载活塞4的边缘设计成R0. 5 Rl的圆角，具体结构参见 图2，使得实际加载活塞的面积小于理论设计面积。 由于轴向橡皮薄膜3会在油压作用时产生一定的弹性变形，这又给加载增加了额
外的弹性阻力。薄膜式油缸活塞面积的边缘损失和密封橡皮薄膜的弹性变形，使得轴承试
验机轴向实际加载载荷的大小不等于试验时计算机的理论设定值，尤其在低端载荷和高端
载荷处产生的相对误差更大，最大稳态误差会超过满量程的5% FS，加载的误差直接影响
试验数据的准确性，使得试验结果难以真实准确的反映出被测轴承的性能指标。 为了提高轴承试验机轴向加载时的准确性和稳态精度并为轴承试验提供更为准
确可靠的试验数据，需要专门的测试装置和修正方法来进行这方面的试验研究，而该技术
目前在国内尚属空白，相关文献也未见到报道。 开展轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷修正的研究，可进一步提高我国轴承试验 行业的试验技术水平。
发明内容
为克服上述轴承试验机轴向薄膜油缸加载时产生较大的误差缺陷，本发明提供一 种轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷的修正方法，该修正方法可提高轴承试验机轴向加载 时的准确性，使轴向薄膜油缸在加载时的满量程稳态误差《±1% FS，为轴承试验提供更 为准确稳定的轴向加载载荷。 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案 所述的轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷的修正方法，实现该修正方法的前提是 设计一套轴向载荷测试装置，该轴向载荷测试装置的中间设置有满量程稳态误差0. 2% FS 的测试压力传感器，在测试压力传感器的右端旋接有平头螺栓，测试压力传感器的左端与左定位芯轴联接并通过左定位芯轴安装在左固定衬套中，左定位芯轴外径与左固定衬套的
内孔为间隙配合并在结合面上涂有润滑油，使左定位芯轴可在左固定衬套内孔内灵活转动
或移动，左固定衬套通过其凹槽与轴承试验机的底座联接并做轴向定位，在左固定衬套的
左端联接轴向薄膜油缸，轴向加载活塞的球头面顶在左定位芯轴的左端面上，测试装置右
端的右固定衬套通过其凹槽与轴承试验机的底座联接在一起并做轴向定位，右固定衬套的
中间拧有球头螺栓，球头螺栓的球面顶在平头螺栓的平面上，此时轴向加载活塞、左定位芯
轴、测试压力传感器、平头螺栓及球头螺栓的中心线在一条直线上，在球头螺栓上备紧螺母
消除螺纹间隙并使调节好的轴向载荷测试装置轴向限位，安装压盖并通过螺钉与底座联接
固定住轴向载荷测试装置后即可实施轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷的修正测试；修正
测试时由计算机控制轴承试验机的比例减压阀并通过轴向薄膜油缸对轴向载荷测试装置
施加一组轴向载荷F。、巳、&、F3…Fi、F^，其中F。为轴向薄膜油缸输出的最小轴向载荷，F^
为轴向薄膜油缸输出的最大轴向载荷，巳、F2、 F3 Fi分别为F。至Fmax区间的N等分分散轴
向载荷，平均轴向载荷由Fp = (F^-F。)/N得出，其中N取值有两种 当最大轴向载荷Fm^《10kN时N取值为40 ; 当最大轴向载荷Fm^〉 10kN时N取值为100 ; 由此推出A = F。+Fp，F2 = F。+2p，F3 = F。+3Fp…Fi = F。+iFp，F隨=F。+NFp，所述 的i = N-l且为自然数； 修正测试时从测试压力传感器测得与F。、 ^、 F2、 F3 Fi、 Fmax —一对应的实测轴向 载荷分别是F。' 、F/ 、F2' 、F' 3'…F/ 、F隨'，由此得出轴向薄膜油缸的修正系数K。二 F。' /F。，K,F/ AVKfV /F2，K3 = F3' /F,"K,Fi' /Fi，K隨二F隨'/F隨，把轴向薄 膜油缸的修正系数K。、K"K2、K3…Ki、K^存储到计算机的数据库中；在上述修正测试过程中，
K。对应载荷区间[Fo， )，由于轴承试验机所采用的比例减压阀的输出特性是线性的，
该线性度《0.5%，重复精度《0. lX，所以在载荷区间[Fo， ^^^)所取的任意轴向载荷F
得出的对应修正系数KF与K。的相对误差^^《0. 1%，因此当F满足F。《F<
尺o 2
时确定K。作为[FQ， ^^)的修正系数；同理I^对应的载荷区间[^1^， ^^)， 当F满足^|^-《F< ^^时确定&作为[^|^ ， )的修正系数；依此类
推1(2对应的载荷区间["^^， ^!^)，当F满足^^《F〈^^时确定I^作 为[^^， F"^)的修正系数；Ki对应的载荷区间[^^"-F二， ^^)，当F满足 f^t^《F< ^^^时确定Ki作为[Zl^！ ，1^1^ )的修正系数;KMX对应的载荷区
、"「 Pn - 1 + F max t， \ ,, 、a门Pn - 1 + F max , ^ ' 〃 、, 「 Pn - 1 + F maxp \
间[——^——，P,)，当F满足——^——<f7,p时确定IU作为[——^——，F画) 的修正系数； 为防止修正测试时轴承试验机和轴向载荷测试装置产生系统误差，因此对上述修
6正测试过程进行一次复检测试以比较修正系数的准确性，施加的一组轴向载荷F。、 F2、 F3 Fmax条件不变，复检测试时由测试压力传感器测得与F。、巳、F2、 F3 Fmax —一对应 的实测轴向载荷分别是F。〃 、F/' 、F2〃 、F3〃…Fi〃 、F隨"，得出复检测试时轴向薄膜油缸
的修正系数K。' 、K/ 、K2' 、K3'…Ki' K隨'，由1^^ 二K比o、^^'-二K比"^^二
k^= K比3…^^二 K比、^-二K比腿计算出相对误差，若相对误差
K比o、 Kttl、 K比"Ktt3'"Ktti、 K比max《0. 5%则统一按K0、 V K2、 K,"Kr"Kmax进行取值，若 相对误差K比o、K比丄、K比2、K比3…K比i、K比maxX).5^则统一按(K0+K0' )/2、 (W )/2、 (K2+K2' )/2、 (K3+K3' )/2…(Ki+Ki' )/2、 (Kmax+Kmax' )/2进行取值并建立修正系数数据 库； 上述修正测试完毕后，再次由计算机控制轴承试验机的比例减压阀并通过轴向薄 膜油缸向轴向载荷测试装置施加一组轴承试验时的常用整数试验载荷值Fy;。、 Fai、 Fa2、 F试3…F试i、F试max，其中F试o = F。、F试丄=Fo+100N、F试2 = Fo+200N、F试3 = F。+300N…F试i = F。+i X 100N、FWmax = Fmax，此时计算机将根据输入载荷的大小判断其所在的载荷区间并在修 正系数数据库提取所在区间的修正系数K。、KpK2、K3…Ki…Kmax或(K。+K。' )/2、(K,K/ )/2、 (K2+K2' )/2、(K3+K3' )/2…(&+1(/ )/2、 (Kmax+Kmax' )/2，计算机计算出比例减压阀在F试。、
F试"F试2、F试3…F试i、F试max时依据理论输出压强P理=F试/S理得出的P細、P理! 、 P理2 、 P理广
P理i、 P理max，再根据所述修正系数并依据P实二 P理/K计算出实际输出压强P实o、 P实p P实"
P实3…P实i、P实隨，计算机把P实0、P实"P实2、P实3…P实i、P实隨指令发给比例减压阀，比例减 压阀再实际输出压强P实0、P实i、P实2、P实3…P实i、P实max的压力油，这些不同实际输出压强的 压力油分别作用在实际活塞面积S实上产生实际载荷F实o、 F实p F实2、 F实3…F实i、 F实max，然
后依据(F实i-F试i)/F试iX100X分别计算出所在的载荷区间的满量程相对稳态误差A0% FS、 A工^FS、 A2%FS、 A3%FS Ai%FS、 Amax% FS，据此给出试验机轴向薄膜油缸的加 载精度，其中F实。、F实"F实2、F实3…F实i、F实腿x作为轴承试验时F试。、F试pF试2、F试3…F试i、 Famax的实际轴向载荷参考值； 轴承试验机轴向薄膜油缸借助轴向载荷测试装置通过计算机修正后，在实际加载 时对于试验人员设定的任意一个试验载荷Fa，计算机软件程序将根据上述修正方法首先 进行载荷区间判断，提取载荷区间对应的修正系数K，计算Fy;时的理论压强P，再由修正系 数K修正理论压强Pa得到实际输出压强P《，最后计算机控制比例减压阀向轴向薄膜油缸 密封腔体内输出P《大小的压力油，整个计算和控制过程由计算机自动完成，轴向薄膜油缸 密封腔体内实际压强值为P《的压力油隔着密封橡皮膜作用在实际活塞面积S《产生的实际 载荷F《即是与设定的试验载荷Fy;满量程相对稳态误差《±1% FS的实际轴向载荷，该载 荷通过轴向加载活塞施加在试验轴承上，此时在试验轴承上便得到了与试验人员设定的试
验载荷F y;相一致的实际载荷F《。 实现所述的轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷的修正方法的轴向载荷测试装置
由左固定衬套、左定位芯轴、测试压力传感器、平头螺栓、右固定衬套、螺母和球头螺栓构 成，轴向载荷测试装置中的测试压力传感器的右端联接平头螺栓，测试压力传感器的左端 联接左定位芯轴，左定位芯轴安装在左固定衬套内，左固定衬套左端联接轴承试验机的轴 向薄膜油缸，轴向薄膜油缸的轴向加载活塞顶在左定位芯轴的左端面上，在轴向载荷测试装置右端的右固定衬套里拧有球头螺栓并在球头螺栓上备有螺母，球头螺栓顶在测试压力 传感器右端联接的平头螺栓上，整个轴向载荷测试装置通过左固定衬套和右固定衬套的凹 槽定位安装在轴承试验机的底座上，底座和压盖通过螺钉联接在一起使轴向载荷测试装置 固定在轴承试验机中部。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性 1、轴向载荷测试装置结构简单、安装方便、测试准确、重复性好。 2、通过计算机对液压系统中的比例减压阀输出压强的修正，减小了理论载荷值与
实际载荷值的相对误差。 3、本发明可适用于各种薄膜加载油缸等效载荷的修正及标校，通用性好。
图1是轴承试验机的结构示意图； 图2是I向放大的轴向薄膜油缸加载时油膜边界变形示意图；
图3是本发明的轴向载荷测试装置结构示意图。 上述图中l-底座；2-轴向薄膜油缸；3_轴向橡皮薄膜；4_轴向加载活塞；5-轴 向加载套；6-左支承衬套；7-压盖；8-径向薄膜油缸；9-径向加载活塞；10-径向橡皮薄 膜；ll-径向加载套；12-试验轴承；13-右支承衬套；14_左同定衬套；15_左定位芯轴； 16-测试压力传感器；17-平头螺栓；18-右固定衬套；19-螺母；20_球头螺栓。
具体实施例方式
结合图l-3，本发明的轴承试验机轴向薄膜加载油缸等效载荷的修正方法包括一 套轴向载荷测试装置，该轴向载荷测试装置由左固定衬套14、左定位芯轴15、测试压力传 感器16、平头螺栓17、右固定衬套18、螺母19和球头螺栓20构成组成，在轴向载荷测试装 置的中间设置测试压力传感器16，测试压力传感器16采用"S"梁结构应变式压力传感器， 测试精度为满量程稳态误差0. 2% FS，测试压力传感器16的右端联接平头螺栓17，测试压 力传感器16的左端联接左定位芯轴15，左定位芯轴15安装在左固定衬套14内，左固定衬 套14的左端联接轴承试验机的轴向薄膜油缸2，轴向薄膜油缸2的轴向加载活塞4顶在左 定位芯轴15的左端面上，在轴向载荷测试装置右端的右固定衬套18里拧有球头螺栓20并 在球头螺栓上备有螺母19，球头螺栓20顶在测试压力传感器16右端联接的平头螺栓17 上，整个轴向载荷测试装置通过左固定衬套14和右固定衬套18的凹槽定位安装在轴承试 验机的底座1上，底座1和压盖7通过螺钉联接在一起使整个轴向载荷测试装置固定在轴 承试验机中部。 使用上述轴向载荷测试装置的轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷修正方法如 下 将"S"梁结构应变式测试压力传感器右端拧入平头螺栓，测试压力传感器的左端 与左定位芯轴相连并通过左定位芯轴安装在左固定衬套中，左定位芯轴外径与左固定衬套 的内孔为间隙配合并在结合面处涂有润滑油，使左定位芯轴在左固定衬套内孔内灵活转动 或移动，将左固定衬套连同左定位芯轴、测试压力传感器及平头螺栓通过左固定衬套的凹 槽定位安装在轴承试验机的底座上并在左固定衬套左端联接轴向薄膜油缸；将右固定衬套安装在轴承试验机的底座上并在其中间拧入球头螺栓，调节球头螺栓使其球面顶在平头螺 栓的平面上并推动平头螺栓、测试压力传感器及左定位芯轴沿左固定衬套的内孔一起向左 做轴向移动，使左定位芯轴的左端面顶在轴向加载活塞的球头面上，轴向加载活塞、左定位 芯轴、测试压力传感器、平头螺栓及球头螺栓的中心线重合在一条直线上，此时左定位芯轴 的位置与轴承试验机中轴向加载套位置相同，在球头螺栓上备紧螺母以消除螺纹间隙并使 调节好的测试装置轴向限位，安装压盖并通过螺钉与底座联接固定好轴向载荷测试装置。
启动计算机及液压加载系统，由计算机控制轴承试验机的比例减压阀并通过轴向 薄膜油缸对轴向载荷测试装置施加一组轴向载荷F。、巳、&、F3…Fi、F^，其中F。为轴向薄膜 油缸输出的最小轴向载荷，Fmax为轴向薄膜油缸输出的最大轴向载荷，巳、&、F3…Fi分别为 F。至Fmax区间的N等分分散轴向载荷，平均轴向载荷由Fp = (Fmax-F。) /N得出，其中N取值
有两种 当最大轴向载荷Fm^《10kN时N取值为40 ;
当最大轴向载荷Fmax > 10kN时N取值为100 ; 由此推出A = F。+Fp， F2 = F。+2Fp， F3 = F。+3Fp…Fi = F。+iFp， F隨=F。+NFp，所 述的i = N-l且为自然数。 修正测试时从测试压力传感器测得与F。、 ^、 F2、 F3 ^、 Fmax —一对应的实测轴向 载荷分别是F。' 、F/ 、F2' 、F3'…F/ 、F隨'，由此得出轴向薄膜油缸的修正系数K。二 F0 /F0， Ki — Fi /Fi， K2 — F2 /F2， K3 — F3 /F3***Ki — F± /Fi， Kmax — Fmax /Fmax， 把轴向薄膜油缸的修正系数K。、 V K2、 K3 Ki、 K^存储到计算机的数据库中；在上述修正
测试过程中，K。对应载荷区间[F()， ^|^)，(注数学中常用的半开半闭区间表示方法，
表示包含F。不包含^1^1 ，从F。到^^^内的区间域)，由于轴承试验机所采用的进口 ATOS-RZGO型比例减压阀的输出线性较好，该线性度《0. 5% FS，重复精度《0. 1% FS，所 以在载荷区间[Fo， "^)所取的任意轴向载荷F得出的对应修正系数kf与k。的相对误 差^^《o. 1%，因此当f満足Fq《F〈^^时确定K。作为[Fo， )的修正系
数；同理^对应的载荷区间[~^ ， )，当F满足^y^《F〈i一时确足Id
作为[F^！， f^^)的修正系数；依此类推i^对应的载荷区间[^L，， ^|^)，
当F满足-1—-《P〈"^时确定I^作为[^^^， ^^)的修正系数；Ki对应 的载荷区间L一^^^一， ~^—一)，当F满足~^~《F<<formula>formula see original document page 9</formula> 为防止修正测试时轴承试验机和轴向载荷测试装置可能产生的系统误差，因此对上述修正测试过程进行一次复检测试以比较修正系数的准确性，施加的一组轴向载荷F。、
FpF2、F广Fi、Fmax条件不变，复检测试时由测试压力传感器测得与F。、FpF2、F3…Fi、F隨一一
对应的实测轴向载荷分别是F。〃 、F/' 、F2〃 、F3〃…Fi〃 、F隨"，得出复检测试时轴向薄膜 油缸的修正系数K。' 、K/ 、K2' 、K3'…Ki' 、K隨'，由1^^ =K比oJ^^^K比，、
~ K比3…^r"二 K比，、^-=K比腿计算出相对误差，若
《2 K比2、 夂3 AT, K,',ax
相对误差K比o、K比pK比2、K比3…K比i、K比max《0.5^则统一按WK2、K3…Ki…Kmax进行取值，
若相对误差K比o、K比丄、K比2、K比3…K比i、K比maxX).5^则统一按(K。+V )/2、(K,V )/2、 (K2+K2' )/2、 (K3+K3' )/2…(Ki+Ki' )/2、 (Kmax+Kmax' )/2进行取值并建立修正系数数据 库。 上述修正测试完毕后，再次由计算机控制轴承试验机的比例减压阀并通过轴向薄 膜油缸向轴向载荷测试装置施加一组轴承试验时的常用整数试验载荷值Fy;。、 Fai、 Fa2、 F试3…F试i、F试max，其中F试o = F。、F试丄=Fo+100N、F试2 = Fo+200N、F试3 = F。+300N…F试i = F。+i X 100N、FWmax = Fmax，此时计算机将根据输入载荷的大小判断其所在的载荷区间并在修 正系数数据库提取所在区间的修正系数K。、KpK2、K3…Ki…Kmax或(K。+K。' )/2、(K,K/ )/2、 (K2+K2' )/2、(K3+K3' )/2…(&+1(/ )/2、 (Kmax+Kmax' )/2，计算机计算出比例减压阀在F试。、
F试"F试2、F试3…F试i、F试max时依据理论输出压强P理=F试/S理得出的P細、P理! 、 P理2 、 P理广
P理i、 P理max，再根据所述修正系数并依据P实二 P理/K计算出实际输出压强P实o、 P实p P实"
P实3…P实i、P实隨，计算机把P实0、P实"P实2、P实3…P实i、P实隨指令发给比例减压阀，比例减 压阀再实际输出压强P实0、P实i、P实2、P实3…P实i、P实max的压力油，这些不同实际输出压强的 压力油分别作用在实际活塞面积S实上产生实际载荷F实o、 F实p F实2、 F实3…F实i、 F实max，然
后依据(F实i-F试i)/F试iX100X分别计算出所在的载荷区间的满量程相对稳态误差A0% FS、 A工^FS、 A2%FS、 A3%FS Ai%FS、 Amax% FS，据此给出试验机轴向薄膜油缸的加 载精度，其中F实。、F实"F实2、F实3…F实i、F实腿x作为轴承试验时F试。、F试pF试2、F试3…F试i、
F试max的实际轴向载荷参考值。 轴承试验机轴向薄膜油缸借助轴向载荷测试装置通过计算机修正后，在实际加载 时对于试验人员设定的任意一个试验载荷Fa，计算机软件程序将根据上述修正方法首先
进行载荷区间判断，提取载荷区间对应的修正系数K，计算Fy;时的理论压强P，再由修正系
数K修正理论压强Pa得到实际输出压强P《，最后计算机控制比例减压阀向轴向薄膜油缸 密封腔体内输出P《大小的压力油，整个计算和控制过程由计算机自动完成，轴向薄膜油缸 密封腔体内实际压强值为P《的压力油隔着密封橡皮膜作用在实际活塞面积S《产生的实际
载荷F《即是与设定的试验载荷Fy;满量程相对稳态误差《±1% FS的实际轴向载荷，该载
荷通过轴向加载活塞施加在试验轴承上，此时在试验轴承上便得到了与试验人员设定的试
验载荷F y;相一致的实际载荷F《。 本发明采用简单可靠的轴向载荷测试装置，通过对系统输出信号的修正提高了轴 承试验机轴向薄膜油缸加载的准确性；应用计算机反馈技术对系统进行闭环控制，提高了 轴承试验机轴向薄膜油缸的加载稳定性，使轴向加载系统的稳态误差《±1%FS。该技术 填补了国内的空白，满足了行业对该项技术的需求，为轴承试验提供更为准确的试验加载
能力和可靠的试验数据，可进一步提高我国轴承试验行业的试验技术水平。
权利要求
一种轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷的修正方法，其特征在于实现该修正方法的前提是设计一套轴向载荷测试装置，该轴向载荷测试装置的中间设置有满量程稳态误差0.2％FS的测试压力传感器，在测试压力传感器的右端旋接有平头螺栓，测试压力传感器的左端与左定位芯轴联接并通过左定位芯轴安装在左固定衬套中，左定位芯轴外径与左固定衬套的内孔为间隙配合并在结合面上涂有润滑油，使左定位芯轴可在左固定衬套内孔内灵活转动或移动，左固定衬套通过其凹槽与轴承试验机的底座联接并做轴向定位，在左固定衬套的左端联接轴向薄膜油缸，轴向加载活塞的球头面顶在左定位芯轴的左端面上，测试装置右端的右固定衬套通过其凹槽与轴承试验机的底座联接在一起并做轴向定位，右固定衬套的中间拧有球头螺栓，球头螺栓的球面顶在平头螺栓的平面上，此时轴向加载活塞、左定位芯轴、测试压力传感器、平头螺栓及球头螺栓的中心线在一条直线上，在球头螺栓上备紧螺母消除螺纹间隙并使调节好的轴向载荷测试装置轴向限位，安装压盖并通过螺钉与底座联接固定住轴向载荷测试装置后即可实施轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷的修正测试；修正测试时由计算机控制轴承试验机的比例减压阀并通过轴向薄膜油缸对轴向载荷测试装置施加一组轴向载荷F0、F1、F2、F3…Fi、Fmax，其中F0为轴向薄膜油缸输出的最小轴向载荷，Fmax为轴向薄膜油缸输出的最大轴向载荷，F1、F2、F3…Fi分别为F0至Fmax区间的N等分分散轴向载荷，平均轴向载荷由Fp＝(Fmax-F0)/N得出，其中N取值有两种当最大轴向载荷Fmax≤10kN时N取值为40；当最大轴向载荷Fmax＞10kN时N取值为100；由此推出F1＝F0+Fp，F2＝F0+2Fp，F3＝F0+3Fp…Fi＝F0+iFp，Fmax＝F0+NFp，所述的i＝N-1且为自然数；修正测试时从测试压力传感器测得与F0、F1、F2、F3…Fi、Fmax一一对应的实测轴向载荷分别是F0′、F1′、F2′、F3′…Fi′、Fmax′，由此得出轴向薄膜油缸的修正系数K0＝F0′/F0，K1＝F1′/F1，K2＝F2′/F2，K3＝F3′/F3…Ki＝Fi′/Fi，Kmax＝Fmax′/Fmax，把轴向薄膜油缸的修正系数K0、K1、K2、K3...Ki、Kmax存储到计算机的数据库中；在上述修正测试过程中，K0对应载荷区间由于轴承试验机所采用的比例减压阀的输出特性是线性的，该线性度≤0.5％，重复精度≤0.1％，所以在载荷区间所取的任意轴向载荷F得出的对应修正系数KF与K0的相对误差因此当F满足时确定K0作为的修正系数；同理K1对应的载荷区间当F满足时确定K1作为的修正系数；依此类推K2对应的载荷区间当F满足时确定K2作为的修正系数；Ki对应的载荷区间当F满足时确定Ki作为的修正系数；Kmax对应的载荷区间当F满足时确定Kmax作为的修正系数；为防止修正测试时轴承试验机和轴向载荷测试装置产生系统误差，因此对上述修正测试过程进行一次复检测试以比较修正系数的准确性，施加的一组轴向载荷F0、F1、F2、F3…Fi、Fmax条件不变，复检测试时由测试压力传感器测得与F0、F1、F2、F3…Fi、Fmax一一对应的实测轴向载荷分别是F0′′、F1′′、F2′′、F3′′…Fi′′、Fmax′′，得出复检测试时轴向薄膜油缸的修正系数K0′、K1′、K2′、K3′…Ki′、Kmax′，由计算出相对误差，若相对误差K比0、K比1、K比2、K比3…K比i、K比max≤0.5％则统一按K0、K1、K2、K3…Ki…Kmax进行取值，若相对误差K比0、K比1、K比2、K比3…K比i、K比max＞0.5％则统一按(K0+K0′)/2、(K1+K1′)/2、(K2+K2′)/2、(K3+K3′)/2…(Ki+Ki′)/2、(Kmax+Kmax′)/2进行取值并建立修正系数数据库；上述修正测试完毕后，再次由计算机控制轴承试验机的比例减压阀并通过轴向薄膜油缸向轴向载荷测试装置施加一组轴承试验时的常用整数试验载荷值F试0、F试1、F试2、F试3…F试i、F试max，其中F试0＝F0、F试1＝F0+100N、F试2＝F0+200N、F试3＝F0+300N…F试i＝F0+i×100N、F试max＝Fmax，此时计算机将根据输入载荷的大小判断其所在的载荷区间并在修正系数数据库提取所在区间的修正系数K0、K1、K2、K3…Ki…Kmax或(K0+K0′)/2、(K1+K1′)/2、(K2+K2′)/2、(K3+K3′)/2…(Ki+Ki′)/2、(Kmax+Kmax′)/2，计算机计算出比例减压阀在F试0、F试1、F试2、F试3…F试i、F试max时依据理论输出压强P理＝F试/S理得出的P理0、P理1、P理2、P理3…P理i、P理max，再根据所述修正系数并依据P实＝P理/K计算出实际输出压强P实0、P实1、P实2、P实3…P实i、P实max，计算机把P实0、P实1、P实2、P实3…P实i、P实max指令发给比例减压阀，比例减压阀再实际输出压强P实0、P实1、P实2、P实3…P实i、P实max的压力油，这些不同实际输出压强的压力油分别作用在实际活塞面积S实上产生实际载荷F实0、F实1、F实2、F实3…F实i、F实max，然后依据(F实i-F试i)/F试i×100％分别计算出所在的载荷区间的满量程相对稳态误差Δ0％FS、Δ1％FS、Δ2％FS、Δ3％FS…Δi％FS、Δmax％FS，据此给出试验机轴向薄膜油缸的加载精度，其中F实0、F实1、F实2、F实3…F实i、F实max作为轴承试验时F试0、F试1、F试2、F试3…F试i、F试max的实际轴向载荷参考值；轴承试验机轴向薄膜油缸借助轴向载荷测试装置通过计算机修正后，在实际加载时对于试验人员设定的任意一个试验载荷F试，计算机软件程序将根据上述修正方法首先进行载荷区间判断，提取载荷区间对应的修正系数K，计算F试时的理论压强P理，再由修正系数K修正理论压强P理得到实际输出压强P实，最后计算机控制比例减压阀向轴向薄膜油缸密封腔体内输出P实大小的压力油，整个计算和控制过程由计算机自动完成，轴向薄膜油缸密封腔体内实际压强值为P实的压力油隔着密封橡皮膜作用在实际活塞面积S实产生的实际载荷F实即是与设定的试验载荷F试满量程相对稳态误差≤±1％FS的实际轴向载荷，该载荷通过轴向加载活塞施加在试验轴承上，此时在试验轴承上便得到了与试验人员设定的试验载荷F试相一致的实际载荷F实。F2009102275879C00021.tif,F2009102275879C00022.tif,F2009102275879C00023.tif,F2009102275879C00024.tif,F2009102275879C00025.tif,F2009102275879C00026.tif,F2009102275879C00027.tif,F2009102275879C00028.tif,F2009102275879C00029.tif,F2009102275879C000210.tif,F2009102275879C000211.tif,F2009102275879C000212.tif,F2009102275879C000213.tif,F2009102275879C000214.tif,F2009102275879C000215.tif,F2009102275879C000216.tif,F2009102275879C000217.tif,F2009102275879C000218.tif,F2009102275879C000219.tif,F2009102275879C000220.tif,F2009102275879C000221.tif,F2009102275879C000222.tif,F2009102275879C000223.tif,F2009102275879C000224.tif,F2009102275879C000225.tif
2.实现如权利要求1所述的轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷的修正方法的轴向载 荷测试装置，其特征在于该轴向载荷测试装置由左固定衬套(14)、左定位芯轴(15)、测试 压力传感器(16)、平头螺栓(17)、右固定衬套(1S)、螺母(19)和球头螺栓(20)构成，轴向 载荷测试装置中的测试压力传感器(16)的右端联接平头螺栓(17)，测试压力传感器(16) 的左端联接左定位芯轴(15)，左定位芯轴(15)安装在左固定衬套(14)内，左固定衬套 (14)左端联接轴承试验机的轴向薄膜油缸(2)，轴向薄膜油缸(2)的轴向加载活塞(4)顶 在左定位芯轴(15)的左端面上，在轴向载荷测试装置右端的右固定衬套(18)里拧有球头 螺栓(20)并在球头螺栓上备有螺母(19)，球头螺栓(20)顶在测试压力传感器(16)右端联 接的平头螺栓(17)上，整个轴向载荷测试装置通过左固定衬套(14)和右固定衬套(18)的 凹槽定位安装在轴承试验机的底座(1)上，底座(1)和压盖(7)通过螺钉联接在一起使轴 向载荷测试装置固定在轴承试验机中部。
全文摘要
一种轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷的修正方法是设计一套轴向载荷测试装置，轴向载荷测试装置由左固定衬套(14)、左定位芯轴(15)、测试压力传感器(16)、平头螺栓(17)、右固定衬套(18)、螺母(19)和球头螺栓(20)构成。整个轴向载荷测试装置通过左固定衬套和右固定衬套的凹槽定位安装在轴承试验机的底座(1)上即可实施轴承试验机轴向薄膜油缸等效载荷的修正测试。本发明的修正方法通过对轴向载荷的不断修正和计算机修正运算，可提高轴承试验机轴向加载时的准确性，使轴向薄膜油缸在加载时的满量程稳态误差≤±1％FS，为轴承试验提供更为准确稳定的轴向加载载荷。
文档编号G01M13/00GK101726411SQ20091022758
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者刘苏亚, 张同贺, 王健, 王芳, 贾虹 申请人:洛阳轴研科技股份有限公司