一种外圈旋转的滚轮滚针轴承寿命试验方法与流程

本发明属于航空滚轮轴承寿命试验技术领域，具体涉及一种外圈旋转的滚轮滚针轴承寿命试验方法。

背景技术：

滚轮滚针轴承在飞机结构中大量使用，需要通过寿命试验确定其使用寿命。与滚动轴承不同，滚轮滚针轴承在使用过程中内圈作曲线移动，外圈在导轨上转动，现有的滚动轴承试验方法无法模拟滚轮滚针轴承的工作方式和进行寿命评估。

公开号为CN102147341A的中国专利申请公开了一种轴承滚子接触疲劳试验机及操作方法，是由：机身、传动部件架、试验机主体、加载系统、润滑系统，电控测试系统，主电机，主传动轮系，加载轮系，支撑轮系，定位轮系，陪试滚子，试验滚子构成；机身下方中部设置传动部件架传动部件架上方设置主电机，机身上方中部设置试验机主体，试验机主体一侧设置加载系统，另一侧设置电控测试系统，加载系统上方设置润滑系统，主传动轮系一侧与机身下方的主电机一侧带轮外周设置传动带。以上试验机及操作方法中，试验机结构复杂，且各轮系及陪试滚子易磨损；一次运行仅能对单个试验滚子开展试验，效率较低；试验滚子内环无固定措施，不能有效模拟滚轮滚针轴承的工作状态。

技术实现要素：

发明目的：本发明为了解决现有滚轮滚针轴承寿命试验过程中试验装置复杂、效率低，试验状态与轴承工作状态不一致的不足，提供一种滚轮滚针轴承寿命试验过程中轴承内环固定、试验装置受力均衡、多个试验件同时测试的试验方法。

技术方案：一种外圈旋转的滚轮滚针轴承寿命试验方法，其特征在于，试验机包括机架(1)、液压加载系统(5)、液压供油系统(6)、滑动导轨(2)、动力装置(7)，动力装置(7)通过皮带传动与驱动轴(9)连接并可以带动驱动轴(9)旋转，驱动轴上安装两个驱动导轮(4)，每个驱动导轮两侧对称布置两套滑动导轨(4)及液压加载系统(5)，滑动导轨(4)末端固定有安装试验轴承(3)的销轴(8)，试验时对称布置的两套液压加载系统(2)通过滑轨导轨(2)对试验轴承(3)加载，同时在驱动轴(9)上产生大小相等、方向相反的载荷，具体试验方法包括以下步骤：

步骤一，为驱动导轮镶嵌金属外圈，外圈的材料及喷涂状态按照试验轴承实际工作导轨面的技术要求进行；

步骤二，将试验轴承通过销轴固定在滑动导轨末端，试验轴承及滑动导轨位于驱动导轮两侧对称位置；通过液压加载系统驱动滑轨导轨，使试验轴承与驱动导轮接触；

步骤三，通过动力传动装置带动驱动导轮在恒定转速下旋转，并带动试验轴承旋转；

步骤四，通过液压加载系统驱动滑轨导轨给试验轴承施加载荷，同时导轮带动试验轴承外圈旋转；

步骤五，试验一直进行到滚针轴承发生失效时，试验机停止并更换试验件，当试验轴承中的某件或某几件发生失效时，用后续试验件依次替换，若出现仅剩2个轴承需继续试验时，将这两个轴承放置在同一个导轮下试验，允许另一导轮空转，继续试验，若出现仅剩一个或三个轴承需要继续试验时，则用假件替换，继续试验，直至最后一个试验件发生失效，记录试验轴承失效的时间，并计算轴承在正常工作应力下的寿命。

有益效果

本发明的试验方法可以具有试验轴承内圈固定、外圈旋转的特点，可以真实模拟滚轮滚针轴承实际工作状态。本发明的试验方法可以实现一次装夹多个试验件，在不同的接触载荷下同时进行滚轮滚针轴承寿命试验，缩短试验周期，降低成本。两个轴承试验件安装于同一个导轮两侧，加载方向相反，导轮的受力相互抵消，可以减小驱动导轮的转轴所受的载荷，提高试验机疲劳寿命。

附图说明

图1是本发明的滚轮滚针轴承寿命试验机的结构示意图。

图2是本发明的滚轮滚针轴承寿命试验机的结构俯视图。

图1、2中，机架1、滑动导轨2、试验轴承3、驱动导轮4、液压加载系统5，液压供油系统6、动力装置7、销轴8、驱动轴9。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明试验机包括机架(1)、液压加载系统(5)、液压供油系统(6)、滑动导轨(2)、动力装置(7)，动力装置(7)通过皮带传动与驱动轴(9)连接并可以带动驱动轴(9)旋转，驱动轴上安装两个驱动导轮(4)，每个驱动导轮两侧对称布置两套滑动导轨(4)及液压加载系统(5)，滑动导轨(4)末端固定有安装试验轴承(3)的销轴(8)，试验时对称布置的两套液压加载系统(2)通过滑轨导轨(2)对试验轴承(3)加载，同时在驱动轴(9)上产生大小相等、方向相反的载荷，具体试验方法包括以下步骤：

试验时，第一步，为驱动导轮4上镶嵌表面喷涂WC的钛合金外圈。

第二步，将试验轴承3(最多4件，编号为A01～A04)安装在销轴8上，并将销轴8固定在安装于滑动导轨2的夹具上。销轴8与试验轴承3内圈的配合为过渡配合。试验轴承3及滑动导轨2位于驱动导轮两侧对称位置。

第三步，通过动力装置7带动驱动导轮4在指定转速下旋转，通过调整驱动导轮4的转速，带动试验轴承3以90±2r/min的转速进行滚动。

第四步，通过液压加载系统5驱动滑轨导轨2给试验轴承3施加载荷，同时驱动导轮4带动试验轴承3外圈旋转。

第五步，试验一直进行到试验轴承3发生失效时，试验机停止并更换试验件。当试验轴承3(A01～A04)中的某件或某几件发生失效时，用后续试验件依次替换。若出现仅剩2个轴承需继续试验时，将这两个轴承放置在同一个导轮下试验，允许另一导轮空转，继续试验。若出现仅剩一个或三个轴承需要继续试验时，则用假件替换，继续试验。直至最后一个试验件发生失效。

记录试验轴承失效的时间。失效的标志为轴承表面剥落面积不小于1，深度不小于0.05，或其它失效，比如试验轴承的任一零件损坏，使之不能正常运转，如保持架断裂，散套，密封元件变形，不起密封作用等。根据一批试验轴承的失效时间计算轴承在正常工作应力下的寿命，计算出的寿命值考虑了制造因素等造成的分散性。