CN101726410A - 基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置与方法。该装置采用包括四隔间结构,动力与传动机构,轴承固定与加载总成,液压控制机构,传感器与采集***。制热间和制冷间为试验间提供交变高低温,动力与传动机构提供试件运行所需的动力,轴承固定与加载总成用于试件轴承固定与加载,液压控制机构用于调节试验间阀门开闭,控制试件轴承所受载荷,传感器与采集***监测并采集试验过程中的试件振动、试验间温度与试件径向加载力。本发明解决了轴承疲劳寿命试验中如何在高低温冲击环境下精确控制径向加载力的问题,同时,本发明可对多组试件运行状况同时监测,消除已失效试件对正常试件的影响,实现对失效原因判断的准确性与可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承疲劳寿命试验装置与方法,尤其是涉及一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置与方法。
背景技术
轴承的加速寿命试验是研究轴承可靠性的重要方法。由于影响轴承疲劳寿命的因素复杂,加上轴承疲劳寿命理论仍需完善,进行寿命试验无疑成为评定这项指标的唯一有效途径。低载荷、高转速的常规寿命试验方法在一定程度上可以满足评定需要,但常规的试验方法其试验结果可靠性不尽如人意,且需要消耗大量的时间与动力。
高低温冲击是轴承疲劳寿命试验中的一种有效方法,温度交变对轴承润滑、材料有很显著的影响;轴承所承受载荷的变化是影响轴承寿命的另外一个重要因素,载荷的变化直接关系到轴承的疲劳寿命,国外一些轴承寿命试验装置通过提供交变的载荷来进行轴承寿命试验。然而,现有的轴承寿命试验装置仅仅以单一的影响因素作为试验条件,往往难以取得贴近实际运行状况的效果。另外,一些轴承寿命试验装置提供的轴承载荷难以精确控制,在多组试验时,往往难以消除失效试件对其余试件的影响,难以取得较好的试验效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置与方法。为评估高低温冲击环境及不同加载载荷作用下的轴承疲劳寿命研究提供支持。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一、一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置:
(1)采用四隔间结构:包括一侧上、中、下结构的制热间,试验间,制冷间,另一侧为动力间;制热间与试验间、制冷间与试验间内外壁之间设有保温隔热密封层,试验间与制热间、试验间与制冷间之间分别设有两个气流孔,通过液压控制阀门开闭;中间隔板安装在动力间一侧将制热间、试验间、制冷间三者与动力间隔开;动力间内安装动力与传动机构和液压控制机构;动力间外侧壁安装显示屏、电控柜、工控机和传感器与采集***;
(2)动力与传动机构:包括电机、从动带轮和四个试件带轮;中间隔板从下至上依次安装有连通动力间和试验间的从动带轮轴、第一试件带轮轴和第一横连杆、第二试件带轮轴和第二横连杆、第三试件带轮轴和第三横连杆、第四试件带轮轴和第四横连杆,位于动力间一侧的中间隔板的从动带轮轴上安装从动带轮,四个试件带轮轴分别安装有四个结构相同的试件带轮,从动带轮通过第一V型带与电机连接,四个试件带轮通过第二V型带与从动带轮连接,每个试件带轮上方分别安装有一个滑道,滑道安装在中间隔板上,单作用油缸安装在滑道上,单作用油缸的活塞杆与横连杆一端固定连接,位于试验间一侧中间隔板安装四组结构相同的试件轴承固定与加载总成,四组试件轴承固定与加载总成上方分别安装导向套;横连杆另一端与直连杆一端固定连接,试件轴承固定与加载总成的V型块与直连杆另一端固定连接,直连杆安装在导向套的导向孔中;
(3)液压控制机构:包括液压泵站、四组结构相同的单作用油缸控制油路、一组控制制热间与试验间阀门的油路和一组控制制冷间与试验间阀门的油路,其中每个单作用油缸控制油路的单作用油缸的活塞杆与横连杆连接,双作用增压缸、第二个二位四通电磁换向阀与四个第二单向阀组成增压回路;先导型溢流阀通过第三单向阀与增压回路连接组成卸荷回路;蓄能器通过第三单向阀与增压回路连接组成保压回路;第二个二位四通电磁换向阀输入端和第三个二位四通电磁换向阀第一输出端连接,第三个二位四通电磁换向阀第二输出端通过第四单向阀连接保压回路,第三个二位四通电磁换向阀输入端与液压泵站连接;单作用油缸与保压回路和卸荷回路并联;第一双作用油缸的活塞杆连接制热间与试验间的阀门,第二双作用油缸的活塞杆连接制冷间与试验间的阀门;第一双作用油缸的无杆腔与第一个二位四通电磁换向阀的第一输出端连接,第一双作用油缸的有杆腔与第一个二位四通电磁换向阀的第二输出端连接,第二双作用油缸的无杆腔与第四个二位四通电磁换向阀的第一输出端连接,第二双作用油缸的有杆腔与第四个二位四通电磁换向阀的第二输出端连接,第一个二位四通电磁换向阀输入端与液压泵站连接。
(4)传感器与采集***:包括四个加速度传感器、四个压力传感器、两个温度传感器、电荷放大器和采集卡;四个加速度传感器分别安装在各自试件轴承固定与加载总成的试件用轴承座上,四个压力传感器分别安装在各自试件轴承固定与加载总成V型块的V型面底部和试件轴承外圈接触处,两个温度传感器分别安装在位于试验间的中间隔板上下端面;四个加速度传感器输出端连接加速度传感器用电荷放大器,四个压力传感器信号输出端连接压力传感器用电荷放大器,加速度传感器用电荷放大器、压力传感器用电荷放大器与采集卡连接,两个温度传感器信号输出端连接采集卡;采集卡接入工控机中。
(5)四组结构相同的试件轴承固定与加载总成:均包括试件轴承、单作用油缸、滑道、V型块、试件用轴承座、试件带轮轴、横连杆、直连杆和导向套;其中,试件带轮轴与试件带轮同轴固定连接;试件轴承安装在试件带轮轴上,V型块的V型面与试件轴承外圈接触,V型块固定在直连杆下端,直连杆安装在导向套中的导向孔内,导向套固定在试件轴承上方的中间隔板上,直连杆上端与横连杆一端固定连接,横连杆安装在中间隔板中的通孔内,横连杆另一端与单作用油缸的活塞杆固定连接,单作用油缸安装在滑道中,滑道固定在试件带轮上方的中间隔板上,试件用轴承座偏心安装,试件用轴承座中心线位于试件带轮轴中心线正下方2mm处。
二、一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验方法:
包括对加速度传感器、温度传感器、压力传感器所产生信号的采集***,信号处理与特征提取***,控制与执行***,其中,加速度传感器固定在试件用轴承座上,用于测试轴承运行过程中产生的振动;温度传感器安装在试验间内中间隔板上,用于测试试验间温度;压力传感器固定在V型块的V型面底部,与试件轴承接触,用于监测单作用油缸加载力;采集卡对加速度信号、温度信号、压力信号进行实时采集,经模/数转换后存储至工控机;工控机对加速度信号、温度信号、压力信号进行时域分析,提取出振动的有效值和峭度、温度信号的有效值、压力信号的有效值;控制与执行***实时监测振动的有效值和峭度、温度信号的有效值、压力信号的有效值,并将其和预先人为设定的振动和峭度值、温度上限值和下限值、压力信号大小比较,当某一振动信号的特征值超过设定阈值后,工控机发送指令至可编程控制器,控制振动超限信号对应试件处油路中的先导型溢流阀,打开卸荷回路,完成单作用油缸卸荷,并将实时信息输出至显示屏,制冷间试验间、制热间与试验间阀门的开闭控制方法包括监测试验间内温度波动,与当前试验所需要的温度值对比,当试验间温度低于所需试验温度时,通过可编程控制器控制第一个二位四通电磁换向阀和第四个二位四通电磁换向阀,关闭制冷间与试验间的阀门,开启制热间与试验间的阀门;当试验间温度高度所需试验温度时,通过可编程控制器控制第一个二位四通电磁换向阀和第二个二位四通电磁换向阀,关闭制热间与试验间的阀门,开启制冷间与试验间的阀门;压力传感器用于监测每个试件轴承所承受的压力大小,以确定此刻施加在试件上的径向负载,并将实时信息输出至显示屏上。
本发明具有的有益的效果是:
解决了高低温冲击环境下精确控制径向加载负荷来进行轴承疲劳寿命试验手段的问题,使轴承疲劳寿命试验更加准确有效。同时,本发明可对多组试件运行状况同时监测,将试件的运行情况记录,方便实现各个试件失效原因的判断。另外,本发明通过监测试件的运行状态,对以发生失效的试件取消径向加载力,消除已失效试件对正常试件的影响,进一步实现了对失效原因判断的准确性与可靠性。
附图说明:
图1是本发明装置的结构简图主视图。
图2是本发明装置的结构简图侧视图。
图3是试验间主视图。
图4是试验间传动机构的左视图。
图5是试验间固定与加载机构的右视图。
图6是固定与加载机构放大的主视图。
图7是固定与加载机构放大的侧视图。
图8是液压控制机构原理图。
图9是传感器与采集***的结构框图。
图中:1、电机,2、主动带轮,3、从动带轮,4、试件带轮,5、阀门,6、试件轴承固定与加载总成,7、螺钉,8、轴承座,9、紧定螺钉,10、垫圈,11、轴承端盖,12、沉头螺钉,13、中间隔板,14、深沟球轴承,15、试件带轮用轴承座,16、试件轴承,17、单作用油缸,18、油缸固定螺栓,19、T型螺母,20、滑道,21、滑道紧固螺钉,22、V型块连接螺栓,23、V型块,24、橡胶密封圈,25、锁紧螺母,26、轴承端盖,27、试件用轴承座,28、试件带轮轴,29、从动带轮轴,30、横连杆,31、直连杆,32导向套,33、油箱,34、过滤器,35、油泵,36、第一单向阀,37、双作用增压缸,38、先导型溢流阀,39、蓄能器,40、第一双作用油缸,41、第一个二位四通电磁换向阀,42、第二个二位四通电磁换向阀,43、第三个二位四通电磁换向阀,44、加速度传感器,45、压力传感器,46、温度传感器,47、加速度传感器用电荷放大器,48、压力传感器用电荷放大器,49、采集卡,50、第二单向阀,51、第三单向阀,52、第四单向阀,53、第二双作用油缸,54、第四个二位四通电磁换向阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明的一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置,主要包括以下结构:
(1)四隔间结构:如图1和图2所示,包括一侧上、中、下结构的制热间A,试验间B,制冷间C,另一侧为动力间D;制热间A与试验间B、制冷间C与试验间B内外壁之间设有保温隔热密封层,试验间B与制热间A、试验间B与制冷间C之间分别设有两个气流孔,通过液压控制阀门5开闭;中间隔板13安装在动力间D一侧将制热间A、试验间B、制冷间C三者与动力间D隔开;动力间D内安装动力和传动机构、液压控制机构E;动力间外侧壁安装显示屏F、电控柜G、工控机H和传感器与采集***I;
(2)动力与传动机构:包括电机1、主动带轮2、从动带轮3、试件带轮4、轴承端盖11、螺钉7、轴承座8、紧定螺钉9、垫圈10、沉头螺钉12、深沟球轴承14、试件带轮用轴承座15、试件带轮用轴承端盖26、试件带轮用轴承座27、试件带轮轴28和从动带轮轴29,其中,如图1所示,电机1安装在动力间D底板上,主动带轮2与电机1主轴同轴固定连接,中间隔板13从下至上依次安装有连通动力间D和试验间B的从动带轮轴29、第一试件带轮轴和第一横连杆、第二试件带轮轴和第二横连杆、第三试件带轮轴和第三横连杆、第四试件带轮轴和第四横连杆,如图3所示,位于动力间一侧的中间隔板13的从动带轮轴29上安装从动带轮3,从动带轮3一侧通过从动带轮轴29的轴肩固定,另一侧通过垫圈10与紧定螺钉9完成带轮的轴向固定,从动带轮轴通过深沟球轴承14实现在中间隔板13上的固定,深沟球轴承14安装在轴承座8中,深沟球轴承14外圈一侧通过轴承座8固定,外圈另一侧通过轴承端盖11固定,深沟球轴承14内圈通过从动带轮轴29轴肩固定,轴承端盖11通过沉头螺钉12固定在轴承座8上,轴承座8通过螺钉7固定在中间隔板13上,四个试件带轮轴分别安装有四个结构相同的试件带轮,试件带轮4一侧通过试件带轮轴28的轴肩固定,另一侧通过垫圈10与紧定螺钉9完成试件带轮4的轴向固定,试件带轮轴通过深沟球轴承14实现中间隔板13上的固定,深沟球轴承14安装在试件带轮用轴承座15中,深沟球轴承14外圈一侧通过试件带轮用轴承座15固定,外圈另一侧通过试件用轴承端盖26固定,深沟球轴承14内圈通过试件带轮轴28轴肩固定,试件带轮用轴承端盖26通过沉头螺钉12固定在试件带轮用轴承座15上,试件带轮用轴承座15通过螺钉7固定在中间隔板13上,如图5所示,从动带轮3通过第一V型带与电机1连接,四个试件带轮通过第二V型带与从动带轮3连接,如图3所示,每个试件带轮上方分别安装有一个滑道,滑道安装在中间隔板13上,单作用油缸17安装在滑道20上,单作用油缸17的活塞杆与横连杆30一端固定连接,位于试验间一侧中间隔板13安装四组结构相同的试件轴承固定与加载总成6,如图7所示,四组试件轴承固定与加载总成6上方分别安装导向套32,横连杆30另一端与直连杆31一端固定连接,试件轴承固定与加载总成6的V型块23与直连杆31另一端固定连接,直连杆31安装在导向套32的导向孔中;
(3)液压控制机构:包括油箱33、过滤器34、油泵35、第一单向阀36、双作用增压缸37、先导型溢流阀38、蓄能器39、单作用油缸17、第一双作用油缸40、第一个二位四通电磁换向阀41、第二个二位四通电磁换向阀42、第三个二位四通电磁换向阀43、第二单向阀50、第三单向阀51、第四单向阀52和第二双作用油缸53;其中,如图8所示,油箱32、过滤器33、油泵34、单向阀35组成液压泵站,双作用增压缸37、先导型溢流阀38、蓄能器39、单作用油缸17、第二个二位四通电磁换向阀42、第三个二位四通电磁换向阀43、第二单向阀50、第三单向阀51和第四单向阀52组成四组结构相同的单作用油缸控制油路,其中一组单作用油缸控制油路的单作用油缸的活塞杆与横连杆连接,双作用增压缸37、第二个二位四通电磁换向阀42与四个第二单向阀50组成增压回路,先导型溢流阀38通过第三单向阀51与增压回路连接组成卸荷回路,蓄能器39通过第三单向阀51与增压回路连接组成保压回路,第二个二位四通电磁换向阀42输入端和第三个二位四通电磁换向阀43第一输出端连接,第三个二位四通电磁换向阀43第二输出端通过第四单向阀52连接保压回路,第三个二位四通电磁换向阀43输入端与液压泵站连接;单作用油缸17与保压回路和卸荷回路并联;第一双作用油缸40的活塞杆连接制热间与试验间的阀门,第二双作用油缸53的活塞杆连接制冷间与试验间的阀门;第一双作用油缸40的无杆腔与第一个二位四通电磁换向阀41的第一输出端连接,第一双作用油缸40的有杆腔与第一个二位四通电磁换向阀41的第二输出端连接,第二双作用油缸53的无杆腔与第四个二位四通电磁换向阀54的第一输出端连接,第二双作用油缸53的有杆腔与第四个二位四通电磁换向阀54的第二输出端连接,第一个二位四通电磁换向阀41输入端与液压泵站连接。
(4)传感器与采集***:包括四个加速度传感器、四个压力传感器、两个温度传感器、加速度传感器用电荷放大器47、压力传感器用电荷放大器48和采集卡49;如图6所示,四个加速度传感器44分别安装在各自试件轴承固定与加载总成6的试件用轴承座27上,用于测试轴承运行过程中产生的振动,四个压力传感器45分别安装在各自试件轴承固定于加载总成V型块23的V型面底部与试件轴承16外圈接触处,用于监测单作用油缸加载力,如图3所示,两个温度传感器46安装在位于试验间的中间隔板13上下端面,如图9所示,四个加速度传感器44输出端连接加速度传感器用电荷放大器47,四个压力传感器信号45输出端连接压力传感器用电荷放大器48,加速度传感器用电荷放大器47、压力传感器用电荷放大器48与采集卡49连接,两个温度传感器46信号输出端连接采集卡49,采集卡接入工控机H中。
(5)试件轴承固定与加载总成:包括螺钉7、沉头螺钉12、试件轴承16、单作用油缸17、滑道20、V型块23、橡胶密封圈24、锁紧螺母25、试件用轴承端盖26、试件用轴承座27、试件带轮轴28、横连杆30、直连杆31和导向套32;其中,如图4、图6和图7所示,试件带轮轴28与试件带轮4同轴固定连接,试件轴承16安装在试件带轮轴28上,试件轴承16内圈一侧通过试件带轮轴28轴肩固定,内圈另一侧通过锁紧螺母25固定,试件轴承16外圈一侧通过试件用轴承座27固定,外圈另一侧通过试件用轴承端盖26固定,轴承端盖采用橡胶密封圈24密封,V型块23的V型面与试件轴承16外圈接触,V型块23用V型块连接螺栓22固定在直连杆31下端,直连杆31安装在导向套32中的导向孔内,导向套32固定在试件轴承上方的中间隔板13上,直连杆31上端与横连杆30一端固定连接,横连杆30安装在中间隔板13中的通孔内,横连杆30另一端与单作用油缸17的活塞杆固定连接,单作用油缸17用油缸固定螺栓18和T型螺母19安装在滑道20中,滑道20用滑道紧固螺钉21固定在试件带轮4上方的中间隔板13上,试件用轴承座27偏心安装,试件用轴承座27中心线位于试件带轮轴28中心线正下方2mm处。
本发明基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验方法:
包括对加速度传感器、温度传感器、压力传感器所产生信号的采集***,信号处理与特征提取***,控制与执行***,其中,加速度传感器固定在试件用轴承座27上,用于测试轴承运行过程中产生的振动;温度传感器安装在试验间内中间隔板13上,用于测试试验间温度;压力传感器固定在V型块23的V型面底部,与试件轴承16外圈接触,用于测试单作用油缸加载力,采集卡对加速度信号、温度信号、压力信号进行实时采集,经模/数转换后存储至工控机,工控机对加速度信号、温度信号、压力信号进行时域分析,提取出振动的有效值和峭度、温度信号的有效值、压力信号的有效值,控制与执行***实时监测振动的有效值和峭度、温度信号的有效值、压力信号的有效值,并将其和预先人为设定的振动和峭度值、温度上限值和下限值、压力信号大小比较,当某一振动信号的特征值超过设定阈值后,工控机发送指令至可编程控制器,控制振动超限信号对应试件处油路中的先导型溢流阀,打开卸荷回路,完成单作用油缸卸荷,并将实时信息输出至显示屏,制冷间试验间、制热间与试验间阀门的开闭控制方法包括监测试验间内温度波动,与当前试验所需要的温度值对比,当试验间温度低于所需试验温度时,通过可编程控制器控制第一个二位四通电磁换向阀41和第四个二位四通电磁换向阀54,关闭制冷间与试验间的阀门,开启制热间与试验间的阀门;当试验间温度高度所需试验温度时,通过可编程控制器控制第一个二位四通电磁换向阀41和第二个二位四通电磁换向阀54,关闭制热间与试验间的阀门,开启制冷间与试验间的阀门;压力传感器用于监测每个试件轴承所承受的压力大小,以确定此刻施加在试件上的径向负载,并将实时信息输出至显示屏上。
Claims (3)
1.一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置,其特征在于:包括四隔间结构,动力与传动机构,液压控制机构,试件轴承固定与加载总成,传感器与采集***;其中:
1)所述四隔间结构:包括一侧上、中、下结构的制热间(A),试验间(B),制冷间(C),另一侧为动力间(D);制热间(A)与试验间(B)、制冷间(C)与试验间(B)内外壁之间设有保温隔热密封层,试验间(B)与制热间(A)、试验间(B)与制冷间(C)之间分别设有两个气流孔,通过液压控制阀门(5)开闭;中间隔板(13)安装在动力间(D)一侧将制热间(A)、试验间(B)、制冷间(C)三者与动力间(D)隔开;动力间(D)内安装动力与传动机构和液压控制机构;动力间外侧壁安装显示屏(F)、电控柜(G)、工控机(H)和传感器与采集***(I);
2)所述动力与传动机构:包括电机(1)、从动带轮(3)和四个试件带轮(4);中间隔板(13)从下至上依次安装有连通动力间(D)和试验间(B)的从动带轮轴(29)、第一试件带轮轴和第一横连杆、第二试件带轮轴和第二横连杆、第三试件带轮轴和第三横连杆、第四试件带轮轴和第四横连杆,位于动力间一侧的中间隔板(13)的从动带轮轴(29)上安装从动带轮(3),四个试件带轮轴分别安装有四个结构相同的试件带轮,从动带轮(3)通过第一V型带与电机(1)连接,四个试件带轮通过第二V型带与从动带轮(3)连接,每个试件带轮上方分别安装有一个滑道,滑道安装在中间隔板(13)上,单作用油缸(17)安装在滑道(20)上,单作用油缸(17)的活塞杆与横连杆(30)一端固定连接,位于试验间一侧中间隔板(13)安装四组结构相同的试件轴承固定与加载总成,四组试件轴承固定与加载总成上方分别安装导向套(32);横连杆(30)另一端与直连杆(31)一端固定连接,试件轴承固定与加载总成的V型块(23)与直连杆(31)另一端固定连接,直连杆(31)安装在导向套(32)的导向孔中;
3)所述液压控制机构:包括液压泵站、四组结构相同的单作用油缸控制油路、一组控制制热间与试验间阀门的油路和一组控制制冷间与试验间阀门的油路,其中每个单作用油缸控制油路的单作用油缸的活塞杆与横连杆连接,双作用增压缸(37)、第二个二位四通电磁换向阀(42)与四个第二单向阀组成增压回路;先导型溢流阀(38)通过第三单向阀与增压回路连接组成卸荷回路;蓄能器(39)通过第三单向阀与增压回路连接组成保压回路;第二个二位四通电磁换向阀(42)输入端和第三个二位四通电磁换向阀(43)第一输出端连接,第三个二位四通电磁换向阀(43)第二输出端通过第四单向阀(52)连接保压回路,第三个二位四通电磁换向阀(43)输入端与液压泵站连接;单作用油缸(17)与保压回路和卸荷回路并联;第一双作用油缸(40)的活塞杆连接制热间与试验间的阀门,第二双作用油缸(53)的活塞杆连接制冷间与试验间的阀门;第一双作用油缸(40)的无杆腔与第一个二位四通电磁换向阀(41)的第一输出端连接,第一双作用油缸(40)的有杆腔与第一个二位四通电磁换向阀(41)的第二输出端连接,第二双作用油缸(53)的无杆腔与第四个二位四通电磁换向阀(54)的第一输出端连接,第二双作用油缸(53)的有杆腔与第四个二位四通电磁换向阀(54)的第二输出端连接,第一个二位四通电磁换向阀(41)输入端与液压泵站连接。
4)所述传感器与采集***:包括四个加速度传感器、四个压力传感器、两个温度传感器、电荷放大器和采集卡;四个加速度传感器(44)分别安装在各自试件轴承固定与加载总成的试件用轴承座(27)上,四个压力传感器(45)分别安装在各自试件轴承固定与加载总成V型块的V型面底部和试件轴承外圈接触处,两个温度传感器分别安装在位于试验间的中间隔板(13)上下端面;四个加速度传感器(44)输出端连接加速度传感器用电荷放大器(47),四个压力传感器(45)信号输出端连接压力传感器用电荷放大器(48),加速度传感器用电荷放大器(47)、压力传感器用电荷放大器(48)与采集卡(49)连接,两个温度传感器信号(46)输出端连接采集卡(49);采集卡接入工控机(H)中。
2.根据权利要求书1所述的一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验装置,其特征在于,所述的四组结构相同的试件轴承固定与加载总成:均包括试件轴承(16)、单作用油缸(17)、滑道(20)、V型块(23)、试件用轴承座(27)、试件带轮轴(28)、横连杆(30)、直连杆(31)和导向套(32);其中,试件带轮轴(28)与试件带轮(4)同轴固定连接;试件轴承(16)安装在试件带轮轴(28)上,V型块(23)的V型面与试件轴承(16)外圈接触,V型块(23)固定在直连杆(31)下端,直连杆(31)安装在导向套(32)中的导向孔内,导向套(32)固定在试件轴承上方的中间隔板(13)上,直连杆(31)上端与横连杆(30)一端固定连接,横连杆(30)安装在中间隔板(13)中的通孔内,横连杆(30)另一端与单作用油缸(17)的活塞杆固定连接,单作用油缸(17)安装在滑道(20)中,滑道(20)固定在试件带轮(4)上方的中间隔板(13)上,试件用轴承座(27)偏心安装,试件用轴承座(27)中心线位于试件带轮轴(28)中心线正下方2mm处。
3.一种基于高低温冲击与径向变载的轴承寿命试验方法,其特征在于:包括对加速度传感器、温度传感器、压力传感器所产生信号的采集***,信号处理与特征提取***,控制与执行***,其中,加速度传感器固定在试件用轴承座上,用于测试轴承运行过程中产生的振动;温度传感器安装在试验间内中间隔板上,用于测试试验间温度;压力传感器固定在V型块的V型面底部,与试件轴承接触,用于监测单作用油缸加载力;采集卡对加速度信号、温度信号、压力信号进行实时采集,经模/数转换后存储至工控机;工控机对加速度信号、温度信号、压力信号进行时域分析,提取出振动的有效值和峭度、温度信号的有效值、压力信号的有效值;控制与执行***实时监测振动的有效值和峭度、温度信号的有效值、压力信号的有效值,并将其和预先人为设定的振动和峭度值、温度上限值和下限值、压力信号大小比较,当某一振动信号的特征值超过设定阈值后,工控机发送指令至可编程控制器,控制振动超限信号对应试件处油路中的先导型溢流阀,打开卸荷回路,完成单作用油缸卸荷,并将实时信息输出至显示屏,制冷间试验间、制热间与试验间阀门的开闭控制方法包括监测试验间内温度波动,与当前试验所需要的温度值对比,当试验间温度低于所需试验温度时,通过可编程控制器控制第一个二位四通电磁换向阀和第四个二位四通电磁换向阀,关闭制冷间与试验间的阀门,开启制热间与试验间的阀门;当试验间温度高度所需试验温度时,通过可编程控制器控制第一个二位四通电磁换向阀和第二个二位四通电磁换向阀,关闭制热间与试验间的阀门,开启制冷间与试验间的阀门;压力传感器用于监测每个试件轴承所承受的压力大小,以确定此刻施加在试件上的径向负载,并将实时信息输出至显示屏上。
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