專利名稱：關(guān)節(jié)軸承高低溫環(huán)境壽命試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測試機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種在高低溫環(huán)境工況下評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)軸承壽命的關(guān)節(jié)軸承高低溫環(huán)境壽命試驗(yàn)機(jī)。
背景技術(shù)：
關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)簡單、體積小、承載能力大且具有自定位作用，廣泛應(yīng)用于航天儀器、工程機(jī)械、水利工程、風(fēng)電系統(tǒng)、紡織與食品加工等領(lǐng)域。隨著航天航空和工程應(yīng)用等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)關(guān)節(jié)軸承性能的要求越來越苛刻，要求其能夠適應(yīng)更高的載荷、更高的速度、更寬的溫度范圍，故綜合評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)軸承服役壽命有著重要的意義。在已公開的專利中《關(guān)節(jié)軸承試驗(yàn)檢測裝置》(中國專利201110156342. 9)，《復(fù)合擺動(dòng)式關(guān)節(jié)軸承試驗(yàn)機(jī)》(中國專利201010276423.8)，《關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)》(中國專利201020281486. 8)都涉及了檢測關(guān)節(jié)軸承壽命的試驗(yàn)機(jī)。但是在工況環(huán)境模擬條件下磨損量精確檢測沒有補(bǔ)償裝置，軸承夾具安裝與調(diào)整不夠簡便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了能在較真實(shí)工況環(huán)境下精確評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)軸承的服役性能，提供一種可根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在不同環(huán)境溫度，不同載荷，不同擺動(dòng)角，不同轉(zhuǎn)速下評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)軸承服役壽命的關(guān)節(jié)軸承高低溫環(huán)境壽命試驗(yàn)機(jī)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種關(guān)節(jié)軸承高低溫環(huán)境壽命試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)包括動(dòng)力系統(tǒng)，液壓加載系統(tǒng)，環(huán)境模擬系統(tǒng)，軸承夾具系統(tǒng)，磨損量檢測系統(tǒng)，控制系統(tǒng)；動(dòng)力系統(tǒng)包括調(diào)整滑臺(tái)，伺服電機(jī)，減速器，聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀，萬向節(jié)，傳動(dòng)軸。在調(diào)整滑臺(tái)上，伺服電機(jī)通過減速器，聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀，萬向節(jié)與傳動(dòng)軸相連；加載系統(tǒng)由液壓壓力平臺(tái)和壓力傳感器組成；壓力傳感器與液壓壓力平臺(tái)升降油缸相連接；環(huán)境模擬系統(tǒng)包括環(huán)境箱和溫度傳感器，環(huán)境箱前端安放于液壓壓力平臺(tái)上；軸承夾具系統(tǒng)由端蓋I，陪試軸承座I, T型板，連接軸，陪試軸承座11，端蓋II，傳扭件，底座，抬升架滾輪，抬升架，抬升螺栓，抬升固定架，底座滾輪，陪試軸承I，軸承頂軸I，試驗(yàn)軸，軸承壓蓋I，軸承壓蓋11，軸承頂軸11，試驗(yàn)軸承，陪試軸承11組成；試驗(yàn)軸承安裝在T型板孔內(nèi)，試驗(yàn)軸承外圈分別與軸承壓蓋I和軸承壓蓋II相接觸，軸承壓蓋I和軸承壓蓋II分別固定在T型板兩側(cè)，端蓋I和端蓋II分別固定在陪試軸承座I和陪試軸承座II上,試驗(yàn)軸從右至左依次穿過端蓋II,軸承頂軸I，試驗(yàn)軸承，軸承頂軸II ;試驗(yàn)軸通過鍵與軸承頂軸I和軸承頂軸II相連接，試驗(yàn)軸與試驗(yàn)軸承內(nèi)圈通過過渡配合連接，軸承頂軸I和軸承頂軸II安裝在試驗(yàn)軸承兩側(cè)并頂住試驗(yàn)軸承內(nèi)圈，帶有陪試軸承I和陪試軸承II的陪試軸承座II和陪試軸承座I安裝在T型板兩側(cè)，并通過四根連接軸將陪試軸承座I和陪試軸承座II連接，抬升固定架通過螺釘固定于陪試軸承座I和陪試軸承座II上，抬升架的一端以連接軸為支點(diǎn)安裝在抬升固定架下端；軸承夾具系統(tǒng)安放于環(huán)境箱內(nèi)，傳扭件將動(dòng)力系統(tǒng)中傳動(dòng)軸與軸承夾具系統(tǒng)中試驗(yàn)軸相連接；磨損量檢測系統(tǒng)固定于液壓壓力平臺(tái)下端，磨損量檢測系統(tǒng)由測量套筒固定卡具，彈簧固定卡具，彈簧，測量卡具，位移傳感器，檢測支架，測量套筒，直線軸承，測量細(xì)桿組成；安裝有直線軸承的檢測支架固定在液壓壓力平臺(tái)的機(jī)體上，穿有測量細(xì)桿的測量套筒穿過直線軸承并固定于液壓壓力平臺(tái)的機(jī)體上，測量細(xì)桿上端通過彈簧壓力與軸承夾具系統(tǒng)中T型板相接觸，測量套筒下端固定測量套筒固定卡具，測量套筒固定卡具上安裝位移傳感器，測量卡具固定在測量細(xì)桿上，并與位移傳感器測量頭相接觸，測量細(xì)桿下端穿有彈簧，彈簧上端面與彈簧固定卡具接觸，彈簧下端面與檢測支架接觸。轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀、壓力傳感器、溫度傳感器、位移傳感器的信號(hào)線均與控制系統(tǒng)的信號(hào)端連接。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明能較真實(shí)的模擬關(guān)節(jié)軸承的高低溫工況環(huán)境。動(dòng)力臺(tái)和軸承夾具系統(tǒng)均采用可調(diào)整機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)的便利性和可調(diào)性。可根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在不同環(huán)境溫度，不同載荷，不同擺動(dòng)角，不同轉(zhuǎn)速下精確評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)軸承服役壽命。


圖1為關(guān)節(jié)軸承高低溫環(huán)境試驗(yàn)機(jī)總體示意圖；圖2為軸承夾具及可抬升機(jī)構(gòu)主視圖；圖3為軸承夾具及可抬升機(jī)構(gòu)右視圖；圖4為軸承夾具及可抬升機(jī)構(gòu)俯視圖；圖5為軸承夾具內(nèi)部及磨損量檢測方式示意圖；圖6為關(guān)節(jié)軸承安裝位置示意圖；圖7為磨損量檢測系統(tǒng)示意圖。圖中1、調(diào)整滑臺(tái)，2、伺服電機(jī)，3、減速器，4、聯(lián)軸器，5、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀，6、萬向節(jié)，7、傳動(dòng)軸，8、液壓壓力平臺(tái)，9、壓力傳感器，10、軸承夾具系統(tǒng)，11、磨損量檢測系統(tǒng)，12、環(huán)境箱，13、控制系統(tǒng)，14、端蓋I，15、陪試軸承座I，16、T型板，17、連接軸，18、陪試軸承座II，19、端蓋II，20、傳扭件，21、底座，22、抬升架滾輪，23、抬升架，24、抬升螺栓，25、抬升固定架，26、底座滾輪，27、陪試軸承I，28、軸承頂軸I，29、試驗(yàn)軸，30、軸承壓蓋I，31、測量套筒固定卡具，32、彈簧固定卡具，33、彈簧，34、測量卡具，35、位移傳感器，36、檢測支架，37、測量套筒，38、直線軸承，39、測量細(xì)桿，40、軸承壓蓋II，41、軸承頂軸II，42、試驗(yàn)軸承，43、陪試軸承II。
具體實(shí)施例方式下面通過具體試驗(yàn)說明該關(guān)節(jié)軸承高低溫環(huán)境壽命試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理參照附圖1，本發(fā)明包括動(dòng)力系統(tǒng)，液壓加載系統(tǒng)，環(huán)境模擬系統(tǒng)，軸承夾具系統(tǒng)，磨損量檢測系統(tǒng)，控制系統(tǒng)；動(dòng)力系統(tǒng)包括調(diào)整滑臺(tái)1，伺服電機(jī)2，減速器3，聯(lián)軸器4，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀5，萬向節(jié)6，傳動(dòng)軸7。在調(diào)整滑臺(tái)I上，伺服電機(jī)2通過減速器3，聯(lián)軸器4，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀5，萬向節(jié)6與傳動(dòng)軸7相連；加載系統(tǒng)由液壓壓力平臺(tái)8和壓力傳感器9組成；壓力傳感器9與液壓壓力平臺(tái)8的升降油缸相連接；環(huán)境模擬系統(tǒng)包括環(huán)境箱12和溫度傳感器，環(huán)境箱12前端安放于液壓壓力平臺(tái)8上；參照附圖5，軸承夾具系統(tǒng)10包括端蓋114，陪試軸承座115，T型板16，連接軸17，陪試軸承座1118，端蓋1119，傳扭件20，底座21，抬升架滾輪22，抬升架23，抬升螺栓24，抬升固定架25，底座滾輪26，陪試軸承127，軸承頂軸128，試驗(yàn)軸29，軸承壓蓋130，軸承壓蓋1140，軸承頂軸1141，試驗(yàn)軸承42，陪試軸承1143 ；試驗(yàn)軸承42安裝；如圖5和圖6所示，試驗(yàn)軸承42安裝在T型板16孔內(nèi)，試驗(yàn)軸承42外圈分別與軸承壓蓋130和軸承壓蓋1140相接觸，軸承壓蓋130和軸承壓蓋1140分別固定在T型板16兩側(cè)，端蓋114和端蓋1119分別固定在陪試軸承座I (15)和陪試軸承座II (18)上，試驗(yàn)軸29從右至左依次穿過端蓋1119，軸承頂軸128，試驗(yàn)軸承42，軸承頂軸1141 ;試驗(yàn)軸29通過鍵與軸承頂軸128和軸承頂軸1141相連接，試驗(yàn)軸29與試驗(yàn)軸承42內(nèi)圈通過過渡配合連接,軸承頂軸128和軸承頂軸1141安裝在試驗(yàn)軸承42兩側(cè)并頂住試驗(yàn)軸承42內(nèi)圈，帶有陪試軸承127和陪試軸承1143的陪試軸承座II18和陪試軸承座115安裝在T型板16兩側(cè)，并通過四根連接軸17將陪試軸承座115和陪試軸承座1118連接；軸承夾具系統(tǒng)10安放與聯(lián)接；如圖3、圖4、圖5所示，抬升固定架25通過螺釘固定于陪試軸承座115和陪試軸承座1118上，抬升架23的一端以連接軸17為支點(diǎn)安裝在抬升固定架25下端；通過調(diào)整抬升螺栓24將抬升架23壓下，抬升架23以連接軸17為支點(diǎn)，抬升架滾輪22將軸承夾具緩慢抬起，直至底座21上的底座滾輪26支撐受力，整個(gè)軸承夾具便由抬升架滾輪22和底座滾輪26抬起，將軸承夾具借助四個(gè)滾輪推入環(huán)境箱12體內(nèi)，再調(diào)整抬升螺栓24，松開抬升架23使軸承夾具落下；如圖1所示，將軸承夾具系統(tǒng)10安放于環(huán)境箱12體內(nèi)后，調(diào)整動(dòng)力滑臺(tái)I位置，通過傳扭件20將動(dòng)力系統(tǒng)中傳動(dòng)軸7與夾具系統(tǒng)10中試驗(yàn)軸29相連接。如圖5所示，將磨損量檢測系統(tǒng)11中測量細(xì)桿39通過彈簧壓力頂在軸承夾具系統(tǒng)10中T型板16上；試驗(yàn)實(shí)施；如圖1所示，依次啟動(dòng)液壓加載系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)液壓加載系統(tǒng)液壓壓力平臺(tái)8的升降油缸下壓，通過環(huán)境箱12上過渡裝置壓在軸承夾具系統(tǒng)10中T型板16的上端，給試驗(yàn)軸承42施加載荷，壓力傳感器實(shí)時(shí)采集壓力數(shù)據(jù)并反饋給控制系統(tǒng)13 ;環(huán)境模擬系統(tǒng)模擬關(guān)節(jié)軸承高低溫工況環(huán)境；動(dòng)力系統(tǒng)伺服電機(jī)2通過減速器3，聯(lián)軸器4，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀5，萬向節(jié)6，傳動(dòng)軸7帶動(dòng)試驗(yàn)軸29和試驗(yàn)軸承42往復(fù)擺動(dòng)，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀5將實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)軸承42的摩擦力矩，并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)13 ;磨損量檢測系統(tǒng)11 :隨著試驗(yàn)軸承42的磨損，軸承夾具系統(tǒng)10中T型板16下移，與T型板16接觸的測量細(xì)桿39也隨著下移，固定在測量細(xì)杠39上的測量卡具34與固定在測量套筒37上的位移傳感器35產(chǎn)生相對(duì)位移，即檢測出試驗(yàn)軸承42的磨損量；由于環(huán)境溫度的變化，軸承夾具系統(tǒng)10和磨損量檢測系統(tǒng)11會(huì)產(chǎn)生熱變形，影響試驗(yàn)軸承42的磨損量檢測精度；測量細(xì)桿39采用與測量套筒37熱膨脹系數(shù)成一定比例關(guān)系的材料，隨著環(huán)境箱內(nèi)溫度的變化，使測量細(xì)桿39與測量套筒37熱變形量相互抵消，消除由于溫度變化給磨損量檢測精度帶來的影響；試驗(yàn)控制；如圖1所示，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，試驗(yàn)過程中采集到的摩擦力矩，試驗(yàn)載荷，關(guān)節(jié)軸承溫度和關(guān)節(jié)軸承磨損量會(huì)實(shí)時(shí)顯示在控制屏幕上。同時(shí)控制系統(tǒng)設(shè)有自保護(hù)程序，當(dāng)某些試驗(yàn)參數(shù)超過試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的極限值時(shí)，試驗(yàn)機(jī)便會(huì)自動(dòng)停機(jī)并向試驗(yàn)人員發(fā)出警報(bào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的自保護(hù)功能。
權(quán)利要求
1.一種關(guān)節(jié)軸承高低溫環(huán)境壽命試驗(yàn)機(jī)，包括動(dòng)力系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)、軸承夾具系統(tǒng)、磨損量檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，其特征是軸承夾具系統(tǒng)由端蓋I，陪試軸承座I，T型板，連接軸，陪試軸承座II，端蓋II，傳扭件，底座，抬升架滾輪，抬升架，抬升螺栓，抬升固定架，底座滾輪，陪試軸承I，軸承頂軸I,試驗(yàn)軸,軸承壓蓋I,軸承壓蓋II,軸承頂軸II，試驗(yàn)軸承，陪試軸承II組成；試驗(yàn)軸承安裝在T型板孔內(nèi)，試驗(yàn)軸承外圈分別與軸承壓蓋I和軸承壓蓋II相接觸，軸承壓蓋I和軸承壓蓋II分別固定在T型板兩側(cè)，端蓋I 和端蓋II分別固定在陪試軸承座I和陪試軸承座II上，試驗(yàn)軸從右至左依次穿過端蓋II， 軸承頂軸I，試驗(yàn)軸承，軸承頂軸II ;試驗(yàn)軸通過鍵與軸承頂軸I和軸承頂軸II相連接,試驗(yàn)軸與試驗(yàn)軸承內(nèi)圈通過過渡配合連接,軸承頂軸I和軸承頂軸II安裝在試驗(yàn)軸承兩側(cè)并頂住試驗(yàn)軸承內(nèi)圈，帶有陪試軸承I和陪試軸承II的陪試軸承座II和陪試軸承座I安裝在T型板兩側(cè)，并通過四根連接軸將陪試軸承座I和陪試軸承座II連接，抬升固定架通過螺釘固定于陪試軸承座I和陪試軸承座II上，抬升架的一端以連接軸為支點(diǎn)安裝在抬升固定架下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)軸承高低溫環(huán)境壽命試驗(yàn)機(jī)，其特征是磨損量檢測系統(tǒng)固定于液壓壓力平臺(tái)下端，磨損量檢測系統(tǒng)由測量套筒固定卡具，彈簧固定卡具，彈簧， 測量卡具，位移傳感器，檢測支架，測量套筒，直線軸承，測量細(xì)桿組成；安裝有直線軸承的檢測支架固定在液壓壓力平臺(tái)的機(jī)體上，穿有測量細(xì)桿的測量套筒穿過直線軸承并固定于液壓壓力平臺(tái)的機(jī)體上，測量細(xì)桿上端通過彈簧壓力與軸承夾具系統(tǒng)中T型板相接觸，測量套筒下端固定測量套筒固定卡具，測量套筒固定卡具上安裝位移傳感器，測量卡具固定在測量細(xì)桿上，并與位移傳感器測量頭相接觸，測量細(xì)桿下端穿有彈簧，彈簧上端面與彈簧固定卡具接觸，彈簧下端面與檢測支架接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種關(guān)節(jié)軸承高低溫環(huán)境壽命試驗(yàn)機(jī)，由動(dòng)力系統(tǒng)，液壓加載系統(tǒng)，環(huán)境模擬系統(tǒng)，軸承夾具系統(tǒng)，磨損量檢測系統(tǒng)，控制系統(tǒng)組成；動(dòng)力系統(tǒng)包括調(diào)整滑臺(tái)，伺服電機(jī)，減速器，聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀，萬向節(jié)，傳動(dòng)軸。加載系統(tǒng)由液壓壓力平臺(tái)和壓力傳感器組成；軸承夾具系統(tǒng)由軸承試驗(yàn)機(jī)構(gòu)和夾具抬升機(jī)構(gòu)組成；環(huán)境模擬系統(tǒng)包括環(huán)境箱和溫度傳感器。本發(fā)明可在不同環(huán)境溫度，不同載荷，不同擺動(dòng)角，不同轉(zhuǎn)速下評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)軸承服役壽命，能較真實(shí)的模擬關(guān)節(jié)軸承服役的高低溫工況環(huán)境，對(duì)關(guān)節(jié)軸承關(guān)鍵試驗(yàn)參數(shù)實(shí)現(xiàn)精確檢測，最終為評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)軸承壽命提供數(shù)據(jù)支持。
文檔編號(hào)G01M13/04GK103048136SQ20121055621
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者胡占齊, 李巍, 楊育林, 齊效文 申請人:燕山大學(xué)