一种强载荷滚动轴承加速疲劳试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种强载荷滚动轴承加速疲劳试验装置，属于机械工程技术领域。
【背景技术】
[0002]滚动轴承在机械行业中占有举足轻重的地位，滚动轴承被誉为“工业的关节”。据资料记载，旋转机械故障失效有30%是由于轴承故障问题引起的。对滚动轴承接触疲劳失效进程的准确判断不仅能够确保企业或试验的正常运行，又能避免邻近寿命终止阶段的突发故障而未时更换导致停机损失，对维持企业的良好经济效益具有十分重要的意义。本实用新型对推力轴承开展疲劳失效研宄，可扩展到对其它类型滚动轴承接触疲劳失效的研宄中。
[0003]为有效控制故障发生，须尽早掌握轴承损伤状况，以准确判定疲劳进程。早期损伤信号非常微弱，极易煙没于背景噪声难以辨识，现有实验方案基本为开放式，环境噪声极易混入。并且结构复杂，信号传递路径长，衰减大，不利于研宄早期微弱信号特征。即使具有短传递路径的疲劳试验台也因加载力度不够或者不恒定等问题使得最终获取的损伤信号因实验条件不一致而导致损伤进程误判。并且由于目前试验台自身结构因素无法加载强载荷，即使加载强载荷仍会造成试验安全隐患，轴承失效进程缓慢，导致试验及科研效率的降低。此外，目前的试验方案较少关注试验台自身的润滑情况，忽视润滑可能导致次要部件提早磨损，导致其损伤信号混入目标信号中增加辨识难度，并且试验台使用寿命也因磨损而大大降低。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种强载荷滚动轴承加速疲劳试验装置，以解决现有试验装置试验过程中因易引入大量干扰噪声、传递路径长信号衰减大导致的采集信号信噪比低、无法加载强载荷、试验安全系数不高、试验中可能存在的非关键元件故障干扰、试验台因缺少润滑等原因造成的整体寿命降低、试验周期长等问题。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种强载荷滚动轴承加速疲劳试验装置，包括驱动装置、传动装置、试验测试装置、加载装置、导轨装置、防过载保护装置；其中导轨装置安置在地面上，驱动装置、传动装置、试验测试装置、加载装置均安装在导轨装置上，驱动装置与传动装置一端连接，传动装置的另一端与试验测试装置的一端连接，试验测试装置的另一端与加载装置连接，驱动装置与传动装置之间，传动装置与加载装置之间通过防过载保护装置连接。
[0006]所述驱动装置包括电机1、联轴器2 ;电机I安装在导轨装置的滑块22上，联轴器2一端与电机I的驱动轴连接；
[0007]传动装置包括传动轴3、防尘塞4、防尘盖I 5、角接触轴承I 6、垫片7、角接触轴承II 8、轴承座9、防尘盖II 10、轴承支撑盘11 ;轴承座9安装在滑块22上，防尘塞4、防尘盖I5、角接触轴承I 6、垫片7、角接触轴承II 8、防尘盖II 10安装在轴承座9上，垫片7位于角接触轴承I 6、角接触轴承II 8之间，传动轴3安装在角接触轴承I 6、垫片7、角接触轴承
II8、防尘盖II 10上，防尘盖II 10与传动轴3、轴承座9正面相吻合，传动轴3 —端与联轴器2相连接，另一端与轴承支撑盘11相连接；
[0008]试验测试装置包括测试推力轴承12、对中紧固螺钉13、加速疲劳滚圈14、传感器
I15、传感器II 16、传感器容纳仓18、隔音橡胶块25;测试推力轴承12—侧与轴承支撑盘11相连接，测试推力轴承12另一侧安设加速疲劳滚圈14并与传感器容纳仓18相连接，并通过对中紧固螺钉13固定，传感器容纳仓18另一端与加载装置连接，对中紧固螺钉13、加速疲劳滚圈14、隔音橡胶块25安装在轴承座容纳仓18上，传感器I 15、传感器II 16安装在传感器容纳仓18内与加速疲劳滚圈14背部连接；
[0009]加载装置包括液压缸19、脚架20 ;液压缸19与传感器容纳仓18相连接，脚架20与液压缸19相连接并固定在滑块22上；
[0010]导轨装置包括双头螺柱21、滑块22、导轨23 ;导轨23安置在地面，滑块22通过双头螺柱21安装在导轨23上；
[0011]防过载保护装置包括销钉17、防过载保护条24、肋板26、止推挡块27 ;销钉17垂直于液压缸19的活塞杆，销钉17将传感器容纳仓18与液压缸19的活塞杆相连接，防过载保护条24将轴承座9与液压缸19相连接，肋板26与轴承座9背部相连接，止推挡块27将电机I与轴承座9相连接。
[0012]所述联轴器2 —端与电机I的驱动轴通过键或通过螺纹连接；传动轴3 —端与联轴器2通过键或通过螺纹相连接，另一端与轴承支撑盘11通过键或通过螺纹相连接；测试推力轴承12 —侧与轴承支撑盘11通过键或通过螺纹相连接；肋板26与轴承座9 一体加工或通过焊接连接。
[0013]所述轴承座9背部设有偶数对称分布的通孔、顶部开设脂润滑槽；防尘塞4与轴承座9背部通孔相吻合；所述防尘盖I 5形状与轴承座9顶部所开脂润滑槽形状相吻合。
[0014]所述对中紧固螺钉13垂直于传感器容纳仓18圆柱表面切线。
[0015]所述加速疲劳滚圈14为直径、厚度、材质与热处理工艺完全与测试推力轴承12滚圈一致的圆形薄板。
[0016]所述传感器容纳仓18设有多个出线口，未使用的出线口由隔音橡胶块25密封。
[0017]所述液压缸19具有压力表及保压装置。
[0018]所述防过载保护条24以电机轴进行成对对称安装，止推挡块27以电机轴进行对称安装。
[0019]本实用新型的工作过程是:
[0020]首先将液压缸19安放于滑块22上固定于导轨23之上，随后按照防拉伸条档位尺寸将电机1、止推挡块27、轴承座9、角接触轴承I 6、垫片7、角接触轴承II 8、传动轴3、轴承支撑盘11按图1固定于适当位置，联轴器2已将电机I与传动轴3连接。其中防尘塞4、防尘盖I 5、防尘盖II 10已经安装在轴承座9上，肋板26已通过焊接等方式与轴承座9固定连接。多对防过载保护条24将轴承座9底部与液压缸19底部相连接。之后，将传感器容纳仓18与液压缸19的活塞杆通过螺纹等结构相连接后，通过销钉17将二者固定，在加速疲劳滚圈14背部贴放传感器I 15 (传感器II 16可同时进行贴放)，随后将加速疲劳滚圈14与传感器(传感器15 1、传感器II 16) —同扣向传感器容纳仓18，传感器的线材通过传感器容纳仓18的出线口延伸出来，未使用的传感器容纳仓18出线口则使用隔音橡胶块25进行隔音密封，随后通过精确扭力扳手等类似工具对对中紧固螺钉13进行扭转，通过对中紧固螺钉13的螺纹预紧力固定好加速疲劳滚圈14。将测试推力轴承12另一端与轴承支撑盘11连接好后，开动液压缸19对测试推力轴承12加载，将液压力表读数作为加载基准，使加载条件一致。最后，通过给电机I供电，带动传动轴3等转动，则可在对应转速条件下展开推力轴承加速疲劳测试试验。试验结束后，在不拆卸试验台的情况下，移除轴承座9顶部防尘盖I 5可方便的对轴承座9中角接触轴承I 6与角接触轴承II 8更新润滑脂。若长期不做实验或因濒临角接触轴承I 6与角接触轴承II 8疲劳寿命需要拆卸时，通过同时击打插入轴承座9背部防尘塞4孔的半径比防尘塞4稍小的销钉以顺利取出角接触轴承I 6和角接触轴承II 8。
[0021]本实用新型的工作原理是:
[0022]首先将驱动装置、传动装置、试验测试装置、加载装置、导轨装置、防过载保护装置按图1位置固定好，通过加载装置对测试推力轴承12进行加载，并对电机I通电旋转保持试验台处于工作状态。试验过程中，加速疲劳滚圈14代替了原始轴承滚圈，由曲面接触转变为平面接触，减小了接触面积，在同等加载条件下能够增大接触应力。将空心的原始滚圈由实心的加速疲劳滚圈14代替，在其背后可贴放多枚传感器(传感器I 15、传感器II 16等)，可将信号以最短传递路径进行拾取，有效降低信号衰减，尤其对于高频信号。配合传感器容纳仓18结构，以几乎密闭的形式开展实验，可基本杜绝环境噪声干扰。传感器容纳仓18开有多处出线口，方便传感器线材的集中与分散布放，未使用的出线口由隔音橡胶块25密封，有效降低传感器容纳仓18中来自外部的噪声。在传感器容纳仓18的端口配有螺纹孔，通过精确扭力扳手对对中紧固螺钉13扭转，通过对中紧固螺钉13的螺纹预紧力固定好加速疲劳滚圈14，使试验前后加速疲劳滚圈14始终对中，保障了加载力均匀。由于试验要求施加强载荷以缩短试验周期，加快科研进程，防过载保护装置可以保障试验在强载荷下安全进行。销钉17可防止因强载荷产生的过大摩擦力将与液压缸19活塞杆螺纹连接的传感器容纳仓18转动，防止因传感器容纳仓18转动而将传感器线材卷曲、拉断或因拉动作用而对传感器造成的移位、损伤。防过载保护条24具有多个位置档位，可根据具体试验需要进行不同档位的选择，在试验过程中能够确保加载装置加载位移不超过防过载保护条24限定的位置，使电机I驱动轴不因过载而造成损坏。在轴承座9背后配合肋板26、及其内部将角接触球轴承I 6、角接触球轴承II 8串联，增强了轴承座9整体抵抗推力的能力，防止了轴承座9因承受推力过大而造成根部断裂等问题的发生。止推挡块27将电机1、轴承座9连接，使得施加的强载荷被电机I与导轨23间的摩擦力分担去一部分，进一步降低了施加强载荷可能造成的安全隐患，同时使电机I与轴承座9间始终保持一定距离，也进一步保护了电机I驱动轴的正常无轴向载荷运转。轴承座9顶部开有润滑脂槽，可在不拆卸试验台的情况下方便、及时的更新润滑脂，避免因润滑脂失