滚动轴承寿命试验机的制作方法

本发明属于轴承实验机领域，涉及一种滚动轴承寿命试验机。

背景技术：

随着工业产品市场的发展，轴承行业的壮大，出口产品的增多以及国外的轴承产品在国内加工，对产品质量的可靠性要求逐渐提高，但缺乏专门用于前桥转向节轴承疲劳模拟试验的专业设备对轴承进行相关的测试试验。鉴于以上问题，急需一种用于前桥转向节轴承寿命分析的试验机对前桥转向节轴承进行疲劳模拟试验。主要实验是对推力圆锥滚子轴承进行摆动实验，对推力球轴承进行旋转实验。

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、使用方便的滚动轴承寿命试验机。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的滚动轴承寿命试验机，包括机架，其特征在于：机架上设置有轴承安装装置、轴承摆动驱动装置和轴承旋转驱动装置；

轴承安装装置包括从下往上依次连接的轴向液压顶和轴向压式负荷传感器，还包括轴承安装工装和轴承上定位支座，轴向液压顶固定在机架下部，轴承上定位支座固定在机架上部，实验轴承通过轴承安装工装安装在轴承上定位支座与轴向压式负荷传感器之间；通过轴向液压顶给予轴承一定轴向压力，模拟轴承安装在汽车上的安装状态；轴承安装工装包括摆动实验工装和旋转实验工装；

轴承摆动驱动装置采用第一电机，它连接摆动实验工装从而带动实验轴承摆动；

轴承旋转驱动装置包括第二电机，它连接旋转实验工装从而带动实验轴承连续旋转。

摆动实验工装包括摆动套、摆动杆、定位销和第一轴承下定位支座，摆动套一侧固定连接摆动杆，摆动杆活动连接轴承摆动驱动装置，定位销插入摆动套的中心孔内，第一轴承下定位支座下端与轴向压式负荷传感器上端接触或连接，摆动套和定位销位于第一轴承下定位支座与轴承上定位支座之间；一个实验轴承安装在摆动套的上侧与轴承上定位支座之间，另一个实验轴承安装在摆动套的下侧与轴承下定位支座之间，定位销贯穿两个实验轴承的中心孔；

旋转实验工装包括旋转套组件和第二轴承下定位支座，旋转套组件横截面呈凸字形，旋转套组件上端连接第二电机输出轴，第二轴承下定位支座下端与轴向压式负荷传感器上端接触或连接；一个实验轴承套在旋转套组件的上部并与轴承上定位支座接触，另一个实验轴承安装在旋转套组件的下侧与第二轴承下定位支座之间，而且另一个实验轴承套在旋转套组件下部外侧。

轴承摆动驱动装置中，第一电机依次连接转动轮、推拉杆、拉式负荷传感器，第一电机经减速机连接转动轮，拉式负荷传感器活动连接摆动杆。

第二电机、轴承上定位支座都通过上支座固定在机架上，轴向压式负荷传感器用于测量轴向液压顶压力大小；轴向液压顶连接液压加载装置，液压加载装置安装在机架内。

机架上还安装有径向液压顶，径向液压顶前端安装径向压力传感器，径向压力传感器前端安装有滚轮，滚轮与摆动套接触，径向液压顶用于给轴承施加径向压力，径向液压顶连接液压加载装置。

摆动实验工装和旋转实验工装里面安装有温度传感器，用于测量轴承温度。

本发明的滚动轴承寿命试验机，还包括plc控制器，它分别连接和控制各个电机、液压加载装置。

本发明的滚动轴承寿命试验机，还包括电脑，电脑连接plc控制器和各个传感器。

轴向液压顶加装液压锁及蓄能器进行保压，通过轴向式负荷传感器将信号传递至电脑，通过plc控制系统控制液压加载系统启动及停止，液压加载系统总压力采用压力比例阀精确控制。

本发明的有益效果是，能够模拟轴承实际工作条件进行寿命测试，结果直接准确。只要根据待测轴承的尺寸更换实验工装，就可以对不同规格的滚子轴承进行模拟工况测试，提高实验机的使用率，降低测试成本。该设备能够对推力圆锥滚子轴承进行摆动实验，实验时对其施加轴向压力和径向压力。该设备还能够对推力球轴承进行旋转实验，实验时对其施加轴向压力。摆动试验和旋转试验分开进行，进行摆动实验时安装上摆动实验工装，进行旋转实验时安装上旋转实验工装，不用的工装要拆卸下来。

附图说明

附图为本发明的结构示意图。

图1、图2依次为本发明的主视图、俯视图示意图。图3为去掉第二电机和上支座后的俯视图，图4为旋转实验工装主视图，图5为摆动实验工装主视图。

1：计算机（电脑）、2：plc控制器、3：液压加载系统、4：轴向液压顶支座、5：机架、6：轴向液压顶、7：轴向压式负荷传感器、8：传动轴、9：轴承下定位支座、10：试验轴承下、11：摆动套、12：拉式负荷传感器、13：摆动杆、14：试验轴承上、15：轴承上定位支座、16：第二电机、17：上支座、18：滚轮、19：径向液压顶、20：推拉杆、21：转动轮、22：减速机、23：第一电机、24：辅助轴承、25：旋转套、26：销轴，27：径向压式负荷传感器、28：关节轴承、29：定位销轴，30：定位销。

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。

本发明的滚动轴承寿命试验机，包括机架5，机架上设置有轴承安装装置、轴承摆动驱动装置和轴承旋转驱动装置；

轴承安装装置包括从下往上依次连接的轴向液压顶6和轴向压式负荷传感器7，还包括轴承安装工装和轴承上定位支座15，轴向液压顶固定在机架下部，轴承上定位支座固定在机架上部，实验轴承14、10通过轴承安装工装安装在轴承上定位支座与轴向压式负荷传感器之间；通过轴向液压顶给予轴承一定轴向压力，模拟轴承安装在汽车上的安装状态；轴承安装工装包括摆动实验工装和旋转实验工装；

轴承摆动驱动装置采用第一电机23，它连接摆动实验工装从而带动实验轴承摆动；

轴承旋转驱动装置包括第二电机16，它连接旋转实验工装从而带动实验轴承连续旋转。

摆动实验工装包括摆动套11、摆动杆13、定位销30和第一轴承下定位支座9，摆动套一侧固定连接摆动杆，摆动杆活动连接轴承摆动驱动装置，定位销插入摆动套的中心孔内，第一轴承下定位支座下端与轴向压式负荷传感器7上端接触或连接，摆动套和定位销位于第一轴承下定位支座9与轴承上定位支座15之间；一个实验轴承安装在摆动套11的上侧与轴承上定位支座之间，另一个实验轴承安装在摆动套的下侧与轴承下定位支座之间，定位销贯穿两个实验轴承的中心孔；

旋转实验工装包括旋转套组件和第二轴承下定位支座9，旋转套组件横截面呈凸字形，旋转套组件上端连接第二电机16的输出轴，第二轴承下定位支座下端与轴向压式负荷传感器7上端接触或连接；一个实验轴承套在旋转套组件的上部并与轴承上定位支座接触，另一个实验轴承安装在旋转套组件的下侧与第二轴承下定位支座之间，而且另一个实验轴承套在旋转套组件下部外侧。

轴承摆动驱动装置中，第一电机23依次连接转动轮21、推拉杆20、拉式负荷传感器12，第一电机经减速机22连接转动轮，拉式负荷传感器活动连接摆动杆13。

第二电机16、轴承上定位支座15都通过上支座17固定在机架上，轴向压式负荷传感器用于测量轴向液压顶压力大小；轴向液压顶连接液压加载装置3，液压加载装置安装在机架内。

机架上还安装有径向液压顶19，径向液压顶前端安装径向压力传感器27，径向压力传感器前端安装有滚轮18，滚轮与摆动套11接触，径向液压顶用于给轴承施加径向压力，径向液压顶连接液压加载装置3。

摆动实验工装和旋转实验工装里面安装有温度传感器，用于测量轴承温度。

本发明的滚动轴承寿命试验机，还包括plc控制器2，它分别连接和控制各个电机、液压加载装置。

本发明的滚动轴承寿命试验机，还包括电脑1，电脑连接plc控制器和各个传感器。

轴向液压顶加装液压锁及蓄能器进行保压，通过轴向压式负荷传感器将信号传递至电脑，通过plc控制系统控制液压加载系统启动及停止，液压加载系统总压力采用压力比例阀精确控制。

旋转套组件包括旋转套25和定位销轴29，旋转套设有中心孔，定位销轴为阶梯轴并且贯穿旋转套的中心孔，定位销轴通过键与旋转套连接。一个实验轴承套在旋转套的上部并与轴承上定位支座接触，另一个实验轴承安装在旋转套的下侧与第二轴承下定位支座之间，而且另一个实验轴承套在定位销轴下部外侧。

为增加高度，轴向压式负荷传感器7上端连接传动轴8。

第一电机、第二电机采用三相异步电机。

本发明的滚动轴承模拟试验装置，包括安装在机架上的液压加载系统3、试验台部件、传动系统，以及电气系统和plc控制系统2。以机架部件为基础框架，液压加载系统垂直安装在试验台部件上方和水平安装在试验台左侧，通过液压加载系统对试验台部件中的定位有试验轴承的上、下固定支座15、9和摆动套11加压；通过第一电机23带动推拉杆20和摆动套11摆动从而带动轴承摆动。并利用压式负荷传感器7和拉式负荷传感器12对试验轴承在设定参数和条件下的运转情况进行测试，自动化程度高，并可通过计算机进行实时的反馈控制。

该用于前桥转向节滚动轴承寿命试验的试验机，可模拟前桥转向节轴承实际安装使用情况进行摆动寿命试验。机架的上下端分别固定设置有轴向液压顶支座4和上支座17，所述轴向液压顶上部装有轴向压式负荷传感器7、轴承下定位支座9。当进行摆动试验时，两个待测试的推力圆锥滚子轴承分别通过定位销30定位在摆动套11的上下两侧。定位销贯穿上部推力轴承14、定位套、下部推力轴承10，使两个轴承的上、中、下三部分同轴，从而定位住上下两个轴承，防止轴承移位，上面那个实验轴承由上固定支座和摆动套的上表面压住，下面那个实验轴承由下固定支座和摆动套的下表面压住。所述摆动套右端设置有摆动杆13，所述摆动杆通过螺杆与关节轴承28相连。机架上部固定设置有配带减速机22的第一电机23，减速机右侧设置有转动轮21，在转动轮上安装有带拉式负荷传感器12的推拉杆20，上支座左侧固定设置有径向液压顶19和径向压式负荷传感器27，plc控制系统传递信号至液压系统对试验轴承施加轴向及径向压力负荷，所述轴、径向压式负荷传感器和拉式负荷传感器将检测到的信号传送至电脑。

转动轮21上垂直固定有销轴26，推拉杆20可转动的连接销轴，推拉杆大致与转动轮所在平面平行，推拉杆与摆动杆13大致垂直，推拉杆施加给摆动套11沿切线方向的拉力。

摆动动作的实现是以配带减速机22的第一电机23转动带动转动轮21的转动，转动轮的转动带动推拉杆20的推拉，所述推拉杆与摆动杆13通过关节轴承28相连，推拉杆的推拉带动摆动杆的摆动，摆动杆的摆动带动摆动套11和试验轴承14、10的摆动。同时，径向液压顶19经滚轮18向摆动套施加压力，从而对轴承施加压力，模拟轴承在汽车上的受力状态。实验完毕，先将轴向液压顶松开，当要拆卸摆动实验工装时，可从螺栓处拆开，使摆动杆与关节轴承断开，然后将旋转实验工装装上。

旋转动作的实现是，第二电机16带动旋转套组件连续旋转，从而带动实验轴承连续旋转，记录第二电机的转速、旋转时间，即为实验轴承的转速、旋转时间。旋转实验时，旋转套组件上面可以安装一个推力球轴承作为辅助轴承24，旋转套组件的下面放置一个推力圆锥滚子轴承作为实验轴承。实验完毕，先将轴向液压顶松开，将旋转套组件从第二电机输出轴上拆卸下来，将轴承下定位支座取下来即可。

实验轴承的轴向、径向可同时加载，所述电脑接收各传感器传送的信号（测量参数有轴承的切向拉力、轴向压力、径向压力、轴承发热温度，分别由拉式负荷传感器、轴向压式负荷传感器、温度传感器），经过电脑内部的相关软件可以测绘记录轴承载荷变化情况，可设定记录试验时间、压力、摆动转动次数相关参数，数据可导出保存。

轴向液压系统加装液压锁及蓄能器进行保压，采用压力传感器将信号传递至电脑，通过plc控制系统控制油泵电机启动及停止，系统总压力采用压力比例阀精确控制。

液压泵站配备溢流阀，可手动设定压力，通过plc控制系统控制加载、卸载循环，径向液压顶右端设有两滚轮，其径向力通过两滚轮滚动摩擦传递给摆臂套和旋转套。

电机频率可通过plc控制系统进行控制，可跟据所需被测试滚动轴承的相关参数进行设定。