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1、新型軸承性能試驗機測控系統(tǒng)設計（洛陽軸研科技股份有限公司，河南洛陽471039）摘要：為了驗證軸承壽命及嚴苛工況下的性能，研制了新型軸承性能試驗機，介紹了試驗機技術參數和結構，及工作原理，并通過軸承試驗進行了驗證。關鍵詞：汽車零部件軸承；高溫高速試驗；升降速試驗；疲勞壽命試驗ThemeasurementandcontrolsystemdesignofnewbearingperformancetestingmachineYangXiao,QuQing-chun,WangJian,LiBan-hu(Luoyan
2、gBearingResearchInstituteCo.Ltd,Luoyang471039,Henan)Abstract:Inordertoverifytheperformanceofbearinglifeandtheperformanceofbearinginharshconditions,wedevelopedthenewbearingperformancetestingmachine.Weintroducethetechnicalparameters,structureandoperatingprin
3、cipleofthetestingmachine.Weverifyitbybearingstest.Keywords:automotivebearings;hightemperatureandhighspeedtest;accelerationanddecelerationtest;fatiguelifetest近年來，汽車工業(yè)發(fā)展迅速，汽車零部件軸承行業(yè)隨之發(fā)展，由于大部分汽車零部件軸承廠商面向國外客戶，因此對軸承的性能和壽命試驗要求越來越高。性能試驗的種類越來越多，要求模擬更多的工況，為滿足新的試驗要求
4、，研制開發(fā)了新型的軸承性能試驗機，用于軸承的疲勞壽命試驗或性能試驗。1.主要技術參數試驗軸承類型包括深溝球軸承、角接觸球軸承、短圓柱滾子軸承。試驗軸承內徑范圍φ8mm-φ35mm。試驗潤滑方式包括油潤滑和脂潤滑2種。試驗頭組件裝有加熱棒，可對試驗軸承進行加熱，加熱溫度最高可達200℃，加熱速度快，溫度控制精度為±3℃。電主軸轉速最高達36000r/min，功率最高18KW，轉速穩(wěn)態(tài)誤差≤±1％FS，充分滿足試驗軸承轉速要求。試驗徑向載荷最高10KN，軸向載荷最高5KN，穩(wěn)態(tài)誤差≤±1％FS。2．主要結構設計
5、該試驗機主要由軸承試驗頭工裝、試驗主體部件、傳動系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、計算機等部分組成。試驗機采用工業(yè)計算機自動控制，可自動采樣與存儲數據。試驗參數（轉速、載荷、加熱溫度、升降速時間等）可在指標范圍內任意設置，測試參數窗口顯示，試驗數據存儲；能按報警參數自動報警并停機，用戶可自行編譜進行試驗。系統(tǒng)可監(jiān)控試驗機的轉速、載荷、溫度、振動、主機電流、試驗時間、循環(huán)次數等參數。試驗機試驗軸同時可試驗2套軸承。可以做參考對比，提高試驗效率。試驗軸由電主軸進行傳動，通過智能矢量變頻器控制電主
6、軸在額定轉速范圍內運轉。本試驗機采用液壓加載方式，通過比例液壓閥調節(jié)油壓控制徑向、軸向活塞作用在軸承上的載荷。同時在試驗頭組件上裝有加熱棒，可對試驗軸承進行加熱，模擬工況。試驗機原理圖如圖1所示。圖1試驗機原理圖工控機信號采集原理圖如圖2所示。圖2工控機信號采集原理圖2.1試驗主體結構試驗主體結構如圖3所示。試驗主體是試驗機的核心部件,主要由試驗頭組件、軸向加載組件、徑向加載組件、上蓋與底座、電主軸、聯(lián)軸器、傳感器等組成。試驗頭組件采用橋式結構，一次裝4套軸承，主體殼體為剖分件，便于拆裝；電主軸通過彈性聯(lián)軸
7、節(jié)與試驗軸連接，為試驗軸提供試驗所需的轉速；軸向加載組件、徑向加載組件分別對試驗軸承施加軸向、徑向載荷；殼體壓蓋上安裝溫度傳感器6只（4只測軸承外圈、2只測加熱器）、振動傳感器1只（測主機振動），電主軸后端軸伸端裝有聯(lián)軸器，與旋轉編碼器連接（測試電主軸轉速）。主體結構原理圖如圖3所示。圖3主體結構原理圖2.1.1電主軸驅動系統(tǒng)該系統(tǒng)由變頻器，電主軸，旋轉編碼器組成。系統(tǒng)采用智能矢量變頻器，與旋轉編碼器連接，工控機通過通訊的方式向變頻器發(fā)送轉速指令，旋轉編碼器向變頻器進行轉速反饋，形成閉環(huán)控制。旋轉編碼器采用
8、國外優(yōu)質品牌，精度高。電主軸額定轉速為36000r/min，功率最高18KW，完全滿足試驗軸承轉速要求。變頻器采用高性能矢量變頻器，通訊方式為RS485串行通訊，通訊速率高，滿足高精度的控制要求?？刂圃韴D如圖4所示。圖4轉速控制原理圖變頻器選用了附加的剎車制動模塊，在電主軸減速停機時吸收回生的能量，使試驗機具備進行升降速性能試驗的條件。本試驗機在試驗軸承加載荷的條件下，能夠進行升降12000r/min范圍的升降
