[发明专利]一种超低温滚动轴承寿命试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种超低温滚动轴承寿命试验装置，其特征在于，包括驱动电机、加载机构、监测系统和试验段；所述试验段包括试验腔体与试验轴系，其中的试验腔体分为低温腔和油气润滑腔体；所述低温腔位于该油气润滑腔体的上端，并通过组合密封结构将所述低温腔与油气润滑腔体密封隔离；所述试验轴系包括机械主轴、压盖、试验轴承和支承轴承；该试验轴系位于该试验腔体内，并使该试验轴系中的机械主轴贯穿油气润滑腔体，机械主轴上端位于低温腔内，机械主轴的下端穿过主轴后端盖，处在油气润滑腔体外部；压盖套装并固定在该机械主轴的上端，通过该压盖实现对试验轴承的定位；机械主轴位于油气润滑腔体内的上下两端分别通过两个上支承轴承和两个下支承轴承支承；所述驱动电机与所述机械主轴连接；所述监测系统的各输入端口分别与分布在加载机构、试验腔体内、试验轴承和支承轴承处的各传感器通过数据线连通；所述加载机构位于所述低温腔的上端，并使该加载机构中的加载气缸与加载杆固连；所述加载杆的下端位于低温腔内，并通过加载轴承与载荷施加组件中的第三载荷施加件连接；所述加载轴承位于第三载荷施加件内；

所述载荷施加组件包括第一载荷施加件、第二载荷施加件、第三载荷施加件和加载轴承；其中：所述第三载荷施加件位于第二载荷施加件的上端，并通过螺栓将二者固连；所述第一载荷施加件位于该第二载荷施加件的下端，并通过螺栓将二者固连；两个加载轴承位于所述第三载荷施加件内；

所述低温腔的腔体由低温腔外壳、组合密封结构和低温腔密封端盖组成，载荷施加组件与试验轴承均位于该低温腔的腔体内，并由该载荷施加组件与试验轴承将该低温腔的腔体分隔为内腔室与外腔室，形成了双层结构；所述试验轴承套装在该机械主轴的上端，并位于载荷施加组件的第一载荷施加件内；所述机械主轴的上端端面连接有导流头，通过该导流头将低温介质导入试验轴承；导流头位于载荷施加组件内，该导流头的下端面与所述机械主轴的上端面和压盖的上端面贴合；在低温腔外壳上端端面有低温腔密封端盖；所述试验轴承位于低温腔内并套装在所述机械主轴上；该低温腔外壳上有低温介质出口；

所述油气润滑腔体包括主轴外壳、温度调节水套、主轴后端盖、内隔圈、外隔圈和轴承间隔环；所述内隔圈位于该油气润滑腔体内，并套装在该机械主轴的外圆周表面上；所述外隔圈套装在该内隔圈的外圆周表面上，并使该内隔圈的外圆周表面与该外隔圈的内圆周表面之间有4mm的间隙，形成了润滑介质流动通道的上段；所述温度调节水套位于主轴外壳内，套装在所述外隔圈的外圆周表面上，并使该温度调节水套的外表面与主轴外壳的内表面之间干涉配合；由位于该温度调节水套外表面的温度调节介质通道形成了温度调节介质的流动通道；所述温度调节水套的内表面与所述外隔圈的外表面、套装在机械主轴上的支承轴承的外表面和轴承间隔环的外表面干涉配合；

所述上支承轴承位于油气润滑腔体内的上端，下支承轴承位于油气润滑腔体内的下端；所述上支承轴承与下支承轴承均套装在机械主轴上，并使该上支承轴承位于所述内隔圈和外隔圈的上方，使下支承轴承位于所述内隔圈和外隔圈的下方；两个上支承轴承之间安装有轴承间隔环，两个下支承轴承之间亦安装有轴承间隔环；各所述轴承间隔环均分为内环与外环，并且该外环的内径比内环的外径大1.5mm，由该外环的内表面与内环的外表面之间的圆环状空腔形成了润滑介质的流动通道；各所述轴承间隔环外环上端面的外缘处与该轴承间隔环外环下端面的外缘处分别有与所配合的支承轴承端面贴合的凸台，在该轴承间隔环外环的上端面和下端面分别形成凹面；各所述的凹面分别形成了润滑介质的流动通道。