專利名稱：一種軸承長(zhǎng)壽命、高精度供油速率試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸承試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種軸承長(zhǎng)壽命、高精度供油 速率試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)航天軸承領(lǐng)域，軸承的特點(diǎn)是所承受的載荷小，但要求軸承的精度高、 壽命長(zhǎng)、摩擦力矩小且穩(wěn)定。這類軸承失效的方式主要是由于在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過程 中，軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油產(chǎn)生揮發(fā)和爬移，使軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油不足，出現(xiàn)干摩擦， 引起軸承摩擦力矩增大和不穩(wěn)定，造成軸承的精度喪失而失效。因此，為保證 這類軸承的長(zhǎng)壽命，必須設(shè)計(jì)供油裝置對(duì)軸承進(jìn)行補(bǔ)充供油，供油量既不能過 大也不能過小，供油時(shí)間既不能過早也不能過晚。為保證其長(zhǎng)壽命，對(duì)軸承的持續(xù)潤(rùn)滑越來越重視，但對(duì)如何確定軸承供油 時(shí)間和供油速率的大小，還沒有一套完整的試驗(yàn)技術(shù)。本發(fā)明根據(jù)航天軸承供油的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套試驗(yàn)方案和計(jì)算方法，來確 定對(duì)軸承的供油速率的大小和供油時(shí)間。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述不足之處，本發(fā)明提出了一種軸承長(zhǎng)壽命、高精度供油速率試驗(yàn) 方法，根據(jù)該方法來確定對(duì)軸承供油速率的大小和供油時(shí)間。 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案所述的軸承長(zhǎng)壽命、高精度供油速率試驗(yàn)方法包含供油速率確定和延時(shí)時(shí) 間確定兩條路徑， 一條路徑為延時(shí)時(shí)間確定一供油延時(shí)設(shè)計(jì)試驗(yàn)一確定延時(shí)時(shí)間一軸承潤(rùn)滑驗(yàn)證試驗(yàn)，另一條路徑為供油速率確定一同步一次性供油試驗(yàn)一 同步供油路徑試驗(yàn)一同步供油速率測(cè)試一回歸確定供油速率一軸承潤(rùn)滑驗(yàn)證 試驗(yàn)；其中所含內(nèi)容分述如下1) 一次性供油試驗(yàn)一次性供油試驗(yàn)是指對(duì)軸承不施加外界補(bǔ)充潤(rùn)滑，只依靠軸承滾道內(nèi)的潤(rùn) 滑油膜和軸承保持架內(nèi)的潤(rùn)滑油，測(cè)試軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間；在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中根 據(jù)軸承失效的判據(jù)，不間斷監(jiān)測(cè)軸承，直至失效為止；根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定以 下內(nèi)容① 、通過試驗(yàn)和分析確定在主機(jī)工作狀態(tài)下軸承的一次性潤(rùn)滑壽命；② 、通過試驗(yàn)和分析計(jì)算確定供油速率的大??；③ 、通過試驗(yàn)和分析計(jì)算確定供油延時(shí)時(shí)間；2) 供油路徑試驗(yàn)供油路徑試驗(yàn)是指將供油裝置安裝在軸承或軸承組件上，按照軸承的工作 條件進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，通過試驗(yàn)分析從供油裝置供出的潤(rùn)滑油是否供油到軸承；通過 對(duì)各部位油量的測(cè)試與分析，確定供油裝置向軸承供油量的大小，從而對(duì)供油 裝置供油速率進(jìn)行修正；3) 供油速率測(cè)試在供油裝置結(jié)構(gòu)中，影響供油裝置供油速率的主要因素是供油芯閥的材 料、成型工藝以及尺寸，并且由于芯閥材料的不均勻性，相同材料、工藝和尺 寸的芯閥其供油速率也不相同，因此必須進(jìn)行供油速率的測(cè)試，主要研究?jī)?nèi)容 包括① 、根據(jù)供油速率值，通過試驗(yàn)確定芯閥的材料、成型工藝和結(jié)構(gòu)尺寸；② 、通過試驗(yàn)確定由于芯閥的不均勻性引起供油速率的離散范圍，確定供 油裝置供油速率范圍；4) 供油延時(shí)時(shí)間試驗(yàn)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)的初期，潤(rùn)滑油比較充分，供油裝置不能向軸承供油，否則軸 承會(huì)由于油量過多而造成力矩增大和波動(dòng)；延時(shí)一段時(shí)間后，軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油 在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)爬移和揮發(fā)，造成軸承潤(rùn)滑的不足，供油裝置才能向軸承 供油。因此，何時(shí)向軸承供油是供油裝置的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)；① 、確定供油裝置的延時(shí)時(shí)間；② 、確定延時(shí)環(huán)的材料、成形方法和尺寸；③ 、進(jìn)行延時(shí)時(shí)間驗(yàn)證試驗(yàn)； 5)軸承潤(rùn)滑驗(yàn)證試驗(yàn)將確定好參數(shù)的供油裝置裝入軸承，按照軸承的工作條件進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)， 待一次性潤(rùn)滑壽命時(shí)間結(jié)束后，對(duì)軸承內(nèi)的潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。 由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性 該試驗(yàn)方法可應(yīng)用于多種型號(hào)長(zhǎng)壽命、高精度軸承組件中，通過該試驗(yàn)方 法得到供油裝置的供油速率和供油時(shí)間，滿足軸承的長(zhǎng)壽命要求。


圖1是本發(fā)明試驗(yàn)方法流程框架圖； 圖2是本發(fā)明一次性供油試驗(yàn)試驗(yàn)電流曲線圖； 圖3是本發(fā)明一次性供油試驗(yàn)軸承含油量曲線圖； 圖4是本發(fā)明延時(shí)環(huán)示意圖。 在圖2中；X軸——電流I Y軸——時(shí)間區(qū)域I——軸承潤(rùn)滑充分區(qū) 區(qū)域n——軸承潤(rùn)滑平衡區(qū) 區(qū)域III——軸承潤(rùn)滑不足區(qū) 區(qū)域IV——軸承潤(rùn)滑破壞區(qū)在圖3中；X軸——軸承內(nèi)損耗的潤(rùn)滑油量Y軸——時(shí)間區(qū)域I —一軸承潤(rùn)滑充分區(qū) 區(qū)域II——軸承潤(rùn)滑平衡區(qū) 區(qū)域III——軸承潤(rùn)滑不足區(qū)區(qū)域IV——軸承潤(rùn)滑破壞區(qū)具體實(shí)施方式
圖l是本發(fā)明試驗(yàn)方法流程框架圖，在供油速率試驗(yàn)中，首先要確定的是 供油裝置供油的速率和延時(shí)時(shí)間兩個(gè)目標(biāo)參數(shù)，這可以通過一次性供油試驗(yàn)確 定。對(duì)主機(jī)軸承不加供油裝置的一次性供油試驗(yàn)進(jìn)行分析，根據(jù)其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和電流可得出如圖2和圖3所示曲線圖。圖2是一次性供油試驗(yàn)試驗(yàn)電流曲線圖，其中X軸和Y軸分別為電流和 時(shí)間，I、 II、 III、 IV四個(gè)圍成的區(qū)域分別表示為軸承的不同潤(rùn)滑狀態(tài)軸承 潤(rùn)滑充分區(qū)、軸承潤(rùn)滑平衡區(qū)、軸承潤(rùn)滑不足區(qū)、軸承潤(rùn)滑破壞區(qū)，由此可看 出供油裝置應(yīng)當(dāng)在軸承潤(rùn)滑不足區(qū)之前開始對(duì)軸承供油，在對(duì)應(yīng)的Y軸上找出 相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)，即得出供油延時(shí)時(shí)間。圖3是一次性供油試驗(yàn)軸承含油量曲線圖，其中X軸和Y軸分別為軸承 潤(rùn)滑油損耗量和時(shí)間，I、 II、 III、 IV四個(gè)圍成的區(qū)域分別表示為軸承的不同 潤(rùn)滑狀態(tài)軸承潤(rùn)滑充分區(qū)、軸承潤(rùn)滑平衡區(qū)、軸承潤(rùn)滑不足區(qū)、軸承潤(rùn)滑破 壞區(qū)，由圖3可看出軸承潤(rùn)滑油損耗量主要是在潤(rùn)滑充分區(qū)，如圖3陰影部分 I所示，那么由I的面積除以Y軸對(duì)應(yīng)的時(shí)間即可得出供油速率的大??；同時(shí) 根據(jù)圖2和圖3的時(shí)間曲線,也可確定主機(jī)工作狀態(tài)下軸承的一次性潤(rùn)滑壽命。將裝有著色潤(rùn)滑油的供油裝置裝入主機(jī)中，通過一定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，供油裝 置供出的潤(rùn)滑油在離心力的作用下會(huì)出現(xiàn)潤(rùn)滑油的轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)移的路徑上會(huì)留 下著色潤(rùn)滑油；主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后拆卸檢査潤(rùn)滑系統(tǒng)的各個(gè)部件，在顯微鏡下觀察著色潤(rùn)滑油在各個(gè)部件上的形貌和狀態(tài)，達(dá)到分析和驗(yàn)證供油系統(tǒng)供油賂線的目的。供油裝置供油速率大小的控制方法可以通過改變出油芯閥截面積來實(shí)現(xiàn)； 極小且均勻的供油速率對(duì)軸承的摩擦力矩和溫升沒有影響，這是確保軸承潤(rùn)滑 的關(guān)鍵，通過試驗(yàn)來確定供油器供油速率的大小實(shí)際上也就是確定芯閥截面積 的大??；供油裝置供油速率的計(jì)算是通過其失重量除以時(shí)間來計(jì)算的。供油裝置供油延時(shí)是通過延時(shí)環(huán)來實(shí)現(xiàn)的，如圖4所示；將浸油后的延時(shí) 環(huán)裝入高速離心機(jī)中，按照主機(jī)工作轉(zhuǎn)速進(jìn)行一定時(shí)間的離心運(yùn)轉(zhuǎn)，延時(shí)環(huán)中 的潤(rùn)滑油在離心力的作用下會(huì)被甩出。在這個(gè)甩油過程中通過對(duì)延時(shí)環(huán)的精確 稱重，確定延時(shí)環(huán)的動(dòng)態(tài)飽和含油量，去除以供油速率即得出延時(shí)環(huán)含油達(dá)到 動(dòng)態(tài)飽和所需時(shí)間。以一次性潤(rùn)滑壽命確定的延時(shí)時(shí)間為目標(biāo)，通過試驗(yàn)調(diào)整 延時(shí)環(huán)的尺寸、材料、成型工藝，達(dá)到目標(biāo)參數(shù)值。將確定好參數(shù)的供油裝置裝入軸承，按照軸承的工作條件進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)， 待一次性潤(rùn)滑壽命時(shí)間結(jié)束后，對(duì)軸承內(nèi)的潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
權(quán)利要求
1、一種軸承長(zhǎng)壽命、高精度供油速率試驗(yàn)方法，其特征在于包含供油速率確定和延時(shí)時(shí)間確定兩條路徑，一條路徑為延時(shí)時(shí)間確定→供油延時(shí)設(shè)計(jì)試驗(yàn)→確定延時(shí)時(shí)間→軸承潤(rùn)滑驗(yàn)證試驗(yàn)，另一條路徑為供油速率確定→同步一次性供油試驗(yàn)→同步供油路徑試驗(yàn)→同步供油速率測(cè)試→回歸確定供油速率→軸承潤(rùn)滑驗(yàn)證試驗(yàn)；其中所含內(nèi)容分述如下1)一次性供油試驗(yàn)一次性供油試驗(yàn)是指對(duì)軸承不施加外界補(bǔ)充潤(rùn)滑，只依靠軸承滾道內(nèi)的潤(rùn)滑油膜和軸承保持架內(nèi)的潤(rùn)滑油，測(cè)試軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間；在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中根據(jù)軸承失效的判據(jù)，不間斷監(jiān)測(cè)軸承，直至失效為止；根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定以下內(nèi)容①、通過試驗(yàn)和分析確定在主機(jī)工作狀態(tài)下軸承的一次性潤(rùn)滑壽命；②、通過試驗(yàn)和分析計(jì)算確定供油速率的大??；③、通過試驗(yàn)和分析計(jì)算確定供油延時(shí)時(shí)間；2)供油路徑試驗(yàn)供油路徑試驗(yàn)是指將供油裝置安裝在軸承或軸承組件上，按照軸承的工作條件進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，通過試驗(yàn)分析從供油裝置供出的潤(rùn)滑油是否供油到軸承；通過對(duì)各部位油量的測(cè)試與分析，確定供油裝置向軸承供油量的大小，從而對(duì)供油裝置供油速率進(jìn)行修正；3)供油速率測(cè)試在供油裝置結(jié)構(gòu)中，影響供油裝置供油速率的主要因素是供油芯閥的材料、成型工藝以及尺寸，并且由于芯閥材料的不均勻性，相同材料、工藝和尺寸的芯閥其供油速率也不相同，因此必須進(jìn)行供油速率的測(cè)試，主要研究?jī)?nèi)容包括①、根據(jù)供油速率值，通過試驗(yàn)確定芯閥的材料、成型工藝和結(jié)構(gòu)尺寸；②、通過試驗(yàn)確定由于芯閥的不均勻性引起供油速率的離散范圍，確定供油裝置供油速率范圍；4)供油延時(shí)時(shí)間試驗(yàn)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)的初期，潤(rùn)滑油比較充分，供油裝置不能向軸承供油，否則軸承會(huì)由于油量過多而造成力矩增大和波動(dòng)；延時(shí)一段時(shí)間后，軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)爬移和揮發(fā)，造成軸承潤(rùn)滑的不足，供油裝置才能向軸承供油。因此，何時(shí)向軸承供油是供油裝置的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)；①、確定供油裝置的延時(shí)時(shí)間；②、確定延時(shí)環(huán)的材料、成形方法和尺寸；③、進(jìn)行延時(shí)時(shí)間驗(yàn)證試驗(yàn)；5)軸承潤(rùn)滑驗(yàn)證試驗(yàn)將確定好參數(shù)的供油裝置裝入軸承，按照軸承的工作條件進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，待一次性潤(rùn)滑壽命時(shí)間結(jié)束后，對(duì)軸承內(nèi)的潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
全文摘要
一種軸承長(zhǎng)壽命、高精度供油速率試驗(yàn)方法，包含供油速率確定和延時(shí)時(shí)間確定兩條路徑，一條路徑為延時(shí)時(shí)間確定→供油延時(shí)設(shè)計(jì)試驗(yàn)→確定延時(shí)時(shí)間→軸承潤(rùn)滑驗(yàn)證試驗(yàn)，另一條路徑為供油速率確定→同步一次性供油試驗(yàn)→同步供油路徑試驗(yàn)→同步供油速率測(cè)試→回歸確定供油速率→軸承潤(rùn)滑驗(yàn)證試驗(yàn)；該試驗(yàn)方法可應(yīng)用于多種型號(hào)長(zhǎng)壽命、高精度軸承組件中，通過該試驗(yàn)方法得到供油裝置的供油速率和供油時(shí)間，滿足軸承的長(zhǎng)壽命要求。
文檔編號(hào)G01M13/00GK101221090SQ20071019312
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者維 姜, 虎 楊, 潘鋼鋒, 臧穩(wěn)通, 郭向東, 靳國(guó)棟, 飛 高 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司