加速寿命接触疲劳试验机的研制.pdfVIP

学兔兔 加速寿命接触疲 劳试验机 的研制 口 曹 珍 口 廖 凯 口 梁 爽 口 王 文 上海大学机电工程及自动化学院 上海 200072 摘 要：介绍一种加速寿命接触疲劳试验机，主要包括驱动部分、实验部分和加载部分，附加装置中的热电偶、加速 度传感器分别测量温度和振动。该试验机的特点是：接触应力较大(最大接触应力可达4 GPa)；转速高(最高转速为4 lOOr／ mi )：功耗小(0．5kW)；还具有自动停机、自动计时、温度测试等功能。该机通过自行开发的Labview测试系统，可以实时 采集试验的振动信号，从而准确判断不同时段摩擦表面的磨损情况。试验机润滑系统采用可控式滴油润滑方式，在节省润 滑油的同时也避免了因润滑油过剩而引发的发热现象。该试验机不仅可对金属材料进行接触疲劳性能试验，还可以进行 油品及润滑油添加剂性能评价试验。该试验机工作稳定可靠，试验效果良好。 关键词：润滑油添加剂 钢球 接触疲劳寿命试验 中图分类号：TH16；TG115 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2010)07—0066—04 随着人们对滚动轴承研究的不断深人 ，接触疲劳 面产生循环接触应力 ，当应力循环到一定次数时，试棒 寿命作为滚动轴承最重要的性能之一 ，已引起各轴承 就会产生疲劳点蚀。 生产单位及相关用户的广泛关注。但由于影响其疲劳 1 试验机工作原理 寿命的因素太多，再加上滚动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 1．1 试验机总体设计 效途径。现在很多单位所采用的低负荷高转速的常规 1．1．1 设计思路 寿命试验方法费时费力，而且试验结果的可靠性差，因 为了提高试验效率，加快试验进度，采用增大载荷 此开发一种加速寿命接触疲劳试验机是很有必要 的。 和转速 的方法加速疲劳寿命试验 。而且试验机需在无 目前 国内常用来检验滚动接触疲劳寿命性能的试 人监控时 ，其试验参数如载荷 、转速 、润滑等不会发生 验机种类较多。包括有4球试验机…、5球试验机 、球 变化。试验机系统的一些基本零部件也存在疲劳破坏 与 v形环试验机…、推力片试验机¨ 等。其中4球试验 的问题 ，因此试验机上一些关键零部件寿命要比试件 机和5球试验机在进行试验的时候被试球与陪试球之 高出很多倍，以保证试验能够顺利完成。此外，试验机 间是滚 、滑状态，这与实 际工况有所不同，因而导致测 应易于保养 ，能长期可靠 、高效运行 ，以保证试验结果 试结果失真。球与 v形环试验机的两个各有两接触点 长期一致性。基于上述要求，设计了加速寿命接触疲劳 的圆截面分别在最大圆截面的两侧，但因被试球的受 试验机。 力不是稳定平衡 而需中心支承，故难 以用实际轴承球 1．1．2 工作原理 进行试验。推力片试验机是最接近纯滚动接触疲劳寿 图1为试验机原理 图，图2为试验机试验部分剖视 命工况的一类试验机，其分别模仿推力轴承和向心轴 图。由图1可知，载荷由砝码杠杆机构加在加载套上。由 承工作原理进行试验。但是这种试验机的被试球上仍 图2可知载荷通过加载套压在锥环上 ，由于上 、下锥环 有一些滑动摩擦，这些滑动摩擦和一些附加结构都增 加了滚动接触疲劳寿命的影响因素。以上各种试验机 有些试验状态和实际工况有较大差异 ，而且大部分试 验周期较长。 因此我们在哈工大 试验机设计原理基础上，自 行研制