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《滾動(dòng)軸承疲勞壽命試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、滾動(dòng)軸承疲勞壽命試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)第1章緒論1.1課題研究的目的和意義滾動(dòng)軸承是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中重要的零部件，是旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分之一，具有承受載荷和傳遞動(dòng)運(yùn)動(dòng)的作用?？墒?，滾動(dòng)軸承是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主要故障來源之一，有數(shù)據(jù)結(jié)果分析表明：旋轉(zhuǎn)機(jī)器中有35%的故障都與軸承的失效相關(guān)，軸承能夠使用多久和可靠性的大小直接影響到機(jī)器系統(tǒng)的整體性能。為此在對(duì)軸承的加速老化試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)，對(duì)于研究軸承的故障演變規(guī)律和失效原理有著很重要的意義。在20世紀(jì)前期，Lundberg和Palmgren對(duì)5210的滾動(dòng)軸承做了很多試驗(yàn)，根據(jù)1400多套滾子軸承、球軸承的壽命試驗(yàn)結(jié)果，在Weib
2、ull分布理論的基礎(chǔ)上，通過研究得到了壽命與負(fù)載的方程式，稱為L-P公式。伴隨我國軸承制造技術(shù)的不斷發(fā)展，軸承的幾何結(jié)構(gòu)和制造精度得到了相當(dāng)高的提升和改進(jìn)。目前，在市場(chǎng)上有幾百種不一樣型號(hào)的滾動(dòng)軸承。現(xiàn)在的5210軸承鋼的材料和制造精度比以前的要好，而且現(xiàn)在在材料的選擇上已近不局限于軸承鋼?，F(xiàn)在生產(chǎn)軸承的原料包括合金鋼，陶瓷，軸承鋼和塑料等。為此，為了評(píng)估新材料的處理工藝，新材料和新幾何結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)軸承的磨損壽命，還得對(duì)滾動(dòng)軸承做疲勞壽命試驗(yàn)。另外由于加工技術(shù)的提高和材料科學(xué)的發(fā)展，使用時(shí)潤滑條件的改善，軸承能夠使用的時(shí)間越來越長。來自工業(yè)和武器等方面的需求也助推
3、了滾動(dòng)軸承箱相當(dāng)好的方向發(fā)展。比如發(fā)電設(shè)備，排水設(shè)備等要求軸承工作時(shí)間連續(xù)不間斷的十幾二十幾的小時(shí)不間斷的無故障運(yùn)行10000-20000個(gè)小時(shí)，折算一下相當(dāng)于與連續(xù)工作11-22年并且中間沒有出現(xiàn)任何故障，即使是電動(dòng)工具、一般機(jī)械和家用電器等對(duì)壽命的要求相對(duì)較低的使用場(chǎng)景也要求軸承無故障的間斷或不間斷的工作4000-8000小時(shí)。因此，在很多情況下，研究軸承的壽命必須利用加速疲勞壽命試驗(yàn)方法來獲得軸承在高應(yīng)力的疲勞壽命，并且通過加速實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來估計(jì)不一樣應(yīng)力水平下的疲勞壽命，以減少試驗(yàn)時(shí)的成本和時(shí)間。11.2國內(nèi)疲勞試驗(yàn)臺(tái)的現(xiàn)狀國內(nèi)最早的疲勞壽命試驗(yàn)平臺(tái)產(chǎn)品都
4、是從前蘇聯(lián)引進(jìn)，采用剖分式試驗(yàn)主體，在國內(nèi)稱之為第一種機(jī)型。經(jīng)過改造，在我國重要的軸承試驗(yàn)臺(tái)生產(chǎn)廠先后制造出了名為ZS系列的軸承壽命試驗(yàn)臺(tái)，以滿足當(dāng)下我國軸承生產(chǎn)公司對(duì)軸承使用時(shí)間的要求，以此，同時(shí)為剛剛開始不久的我國軸承疲勞壽命試驗(yàn)累積了一定的試驗(yàn)參考依據(jù)。第一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)機(jī)型結(jié)構(gòu)包括徑向加載油缸、軸、中承載體、2個(gè)端承載體和試驗(yàn)主軸。試驗(yàn)臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)拼接后安裝在主體被剖分了的底座內(nèi)，試驗(yàn)主軸由聯(lián)軸器和傳動(dòng)主軸連接，傳動(dòng)主軸的動(dòng)力經(jīng)過帶輪靠電機(jī)帶動(dòng)變速傳動(dòng)。豎向和橫向的施加載荷的油缸依次同手動(dòng)加壓缸結(jié)合，利用扭轉(zhuǎn)促使手動(dòng)加壓缸活塞得到不一樣的壓力。這種試驗(yàn)臺(tái)在我國
5、使用比較廣泛，為軸承制造業(yè)的進(jìn)步發(fā)揮了很大的作用。這種試驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)在于：容易保障試驗(yàn)精度，結(jié)構(gòu)簡單；傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是皮帶傳動(dòng)，由帶輪來改變速度，結(jié)構(gòu)單一；加載是手動(dòng)加壓缸增加壓力，能量消耗少；試驗(yàn)主軸和傳動(dòng)主軸由聯(lián)軸器連接在一起，布局正當(dāng)，容易獲得高速轉(zhuǎn)動(dòng)，可是不好的地方：載荷和轉(zhuǎn)速的調(diào)整，溫度數(shù)據(jù)的采錄和檢測(cè)振動(dòng)都是要人工操作，試驗(yàn)員工作量較大；傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的皮帶易打滑易發(fā)熱而造成危險(xiǎn)；加壓油缸在試驗(yàn)時(shí)容易泄露從而引起壓力不足或發(fā)熱引起壓力變高時(shí)必須人為的更改，小軸承試驗(yàn)支撐之間的距離比較大，不能實(shí)現(xiàn)較大載荷實(shí)驗(yàn)。1.3我校實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)臺(tái)情況之前設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)如圖1-1，
6、這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)包括主實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)、固定框架、徑向加壓結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在固定的機(jī)架下面，主結(jié)構(gòu)安裝于機(jī)架的上面。主實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)由主軸、被測(cè)軸承和支撐軸承構(gòu)成。支撐軸承安置在主軸的中心位置，試驗(yàn)軸承安置在主軸的一端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)由同步帶帶著主軸旋轉(zhuǎn)，徑向加載依靠液壓泵提供載荷，安裝在支架的底下。通過控制液壓泵對(duì)被測(cè)軸承施加徑向壓力。這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)采用的是液壓加載，有利于加載載荷大小的控制，主軸和電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)過載保護(hù)，主軸和被測(cè)軸承之間用錐形結(jié)構(gòu)連接，一邊實(shí)現(xiàn)軸承的快換。2圖1-1滾動(dòng)軸承試驗(yàn)臺(tái)1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、同步帶3、主軸4、支撐軸承的安裝位5、支撐軸承6
7、、支撐軸承的安裝位7、螺栓8、軸套9、溫度傳感器10、加速度傳感器11、被測(cè)軸承座12、被測(cè)軸承13、錐型套14、軸承端蓋15、固定框架16、液壓缸17、上輸油管18、下輸油管19、二通閥20、壓力表21、液壓泵22、支撐軸承圖1-2試驗(yàn)臺(tái)布局圖圖1-3試驗(yàn)臺(tái)受力圖如上圖在實(shí)驗(yàn)的過程中，由于受力不平衡造成了一個(gè)彎矩使支撐軸承出現(xiàn)偏移，支撐軸承的外圈出現(xiàn)過度磨損。這可能是由于布局的不規(guī)范和設(shè)計(jì)的不合理導(dǎo)致試驗(yàn)臺(tái)的壽命3過短，沒有起到很大的實(shí)際作用，而且又要長時(shí)間的不間斷工作，導(dǎo)致液壓加載系統(tǒng)漏油，不能施加穩(wěn)定的載荷，是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果得不到很好的保證。1.4本文研究的內(nèi)
8、容本文主要研究內(nèi)容如下：
