[实用新型]工况模拟滚动接触疲劳试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种接触疲劳摩擦磨损试验机，特别是一种模拟实际工况并能在线检测工况模拟滚动接触疲劳试验装置。

背景技术

表面摩擦磨损状态、接触疲劳寿命是评价涂层工艺优劣、涂层材料表面性能的主要手段之一。目前，还没有一种完整的能模拟实际工况进行涂层材料摩擦磨损状态和疲劳寿命检测的接触疲劳摩擦磨损试验机。

美国方群公司制造的涂层粘附力测量仪，虽然能够在标准微观条件下进行涂层粘附力测量，但是局部微观测量得到的表面涂层材料性能与实际工况下接触区表面涂层材料的表现行为有很大的差别，难以满足工程使用评估要求。

《滚动与摩擦复合试验机》(中国专利03151240.2)公开的是一种可变速的滚动与滑动摩擦复合试验机，其主要特点是具有复合试验功能。但是，这种试验机只能用于常温、常规、无润滑环境下的摩擦试验。《轴承球滚动接触疲劳寿命试验机》(中国专利03230586.9)公开的是一种专用于轴承球接触疲劳试验装置。该试验机通过监控振幅参量的变化判别试验轴承球体的接触疲劳失效。上述两种试验机均无捕捉试验过程中摩擦副表面疲劳微裂失效、胶合失效和磨损失效瞬间状态的功能；无模拟实际工况润滑状态、工况温度、工况载荷等功能。

实用新型内容

为了满足工程应用对表面涂层摩擦副零件使用性能精确评估要求，本实用新型提供一种工况模拟滚动接触疲劳试验装置，通过对载荷、转速、温度、润滑形式、接触状态等多参数控制来模拟实际工况。本实用新型不仅对表面涂层或非涂层摩擦副表面在线瞬时滚动接触疲劳摩擦磨损过程进行检测，而且当发现裂纹产生、疲劳失效、胶合失效时进行急停保护瞬时接触疲劳状态；可对表面涂层工艺、润滑油和润滑脂润滑效果进行检测评定并能实现快速疲劳磨损试验，缩短疲劳试验时间；还可以对推力轴承的使用寿命、极限转速、承载能力和滚道表面涂层工艺进行检测和评定。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种工况模拟滚动接触疲劳试验装置，构成包括试验装置、加载、驱动和信号采集各部分，其中：

试验装置部分由试验腔、温度控制腔、急停凸轮、上试件、滚动体、下试件和压力块构成，温度控制腔套装在传动轴上，温度控制腔的外围设置移动式加热器，试验腔的下端与传动轴的端部过盈配合，并置于温度控制腔之中，下试件装配在试验腔内，上试件装配在急停凸轮阶梯状凸台上，上下试件之间为滚动体，急停凸轮的上端面装有轴承并与加载杠杆下部的压力块相配合；

加载部分由压力块、加载杠杆、砝码加载装置构成，加载杠杆一端与支架铰链连接，另一端安装砝码加载装置，加载杠杆下部装有压力块，压力块的中心有进油孔；

驱动部分的变频电机固定在机座的侧面上，变频电机通过大皮带轮、皮带与传动轴上的小皮带轮传动连接；

油品分析与润滑部分由流量计、管道、润滑泵站和油品分析仪构成，润滑泵站通过管道、压力块进油孔和急停凸轮的进油孔与试验腔相连通；温度控制腔的出油孔通过管道和油品分析仪与润滑泵站相连通；

信号采集部分由扭矩传感器、温度传感器、速度传感器、加速度传感器、噪声传感器、数据转接卡和计算机构成，扭矩传感器安装在轴的下端，扭矩传动轴通过轴承座固定在支架上，扭矩传动轴上端安装齿轮和摩擦离合器；齿轮与急停凸轮的外圆周轮齿相啮合；温度传感器置于急停凸轮上表面环形凹槽内；速度传感器固定在基座上，转动过程中皮带轮将转速脉冲信号传递给速度传感器；噪声传感器放置在温度控制腔一侧孔内；加速度传感器安装在加载杠杆加载端的上部；接触开关固定在加载杠杆侧面；上述传感器的输出信号通过转接卡输入到计算机进行处理。

上述的工况模拟滚动接触疲劳试验装置，所说的急停凸轮的外圆周加工有轮齿，其上端面有圆柱凸轮，圆柱凸轮周围有环形凹槽，中心加工进油孔；急停凸轮的下端面有阶梯状凸台，阶梯状凸台与上试件相配合。

上述的工况模拟滚动接触疲劳试验装置，也可以采用液压施加载荷，液压缸安装在机座的机架上，液压缸活塞杆的端部安装液压加压块，急停凸轮的上端面装有轴承与装液压加压块相配合，液压加压块加工有进油通孔与急停凸轮的进油孔相联通。