軸承試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)技術(shù)

劉蘇亞

(洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司 試驗(yàn)技術(shù)開(kāi)發(fā)部，河南 洛陽(yáng) 471039)

隨著對(duì)軸承試驗(yàn)重要性的逐步認(rèn)識(shí)，生產(chǎn)廠家對(duì)軸承試驗(yàn)的要求也越來(lái)越高。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段要做結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，檢驗(yàn)軸承能否滿足其使用工況的要求，主要是對(duì)軸承結(jié)構(gòu)的考核。產(chǎn)品定型后，試驗(yàn)主要是對(duì)軸承質(zhì)量的考核，鑒別其質(zhì)量等級(jí)，找到軸承在結(jié)構(gòu)、材料、制造工藝等方面的薄弱環(huán)節(jié)，并加以控制，促進(jìn)質(zhì)量的提高。試驗(yàn)是軸承設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中一個(gè)不可缺少的重要的驗(yàn)證過(guò)程，能把質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)有效地控制在生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部。

目前，軸承試驗(yàn)的種類(lèi)大致有壽命試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)、性能試驗(yàn)、零部件試驗(yàn)、材料試驗(yàn)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)、強(qiáng)化試驗(yàn)等。壽命試驗(yàn)即確定軸承疲勞壽命的試驗(yàn)。模擬試驗(yàn)是在試驗(yàn)機(jī)上按照軸承的實(shí)際工況，如轉(zhuǎn)速、軸向載荷、徑向載荷、環(huán)境溫度、潤(rùn)滑狀態(tài)等進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到預(yù)定壽命或直到軸承失效，常見(jiàn)的有輪轂軸承模擬試驗(yàn)、汽車(chē)離合器分離軸承模擬試驗(yàn)、汽車(chē)水泵軸連軸承模擬試驗(yàn)等。性能試驗(yàn)考核軸承的某種特殊性能，如極限轉(zhuǎn)速試驗(yàn)、大載荷試驗(yàn)、潤(rùn)滑性能試驗(yàn)、防塵試驗(yàn)、脂漏試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、高溫試驗(yàn)、低溫試驗(yàn)、噴水試驗(yàn)、軸承打滑試驗(yàn)等。零部件試驗(yàn)主要是針對(duì)鋼球、滾子、密封圈的試驗(yàn)。強(qiáng)化試驗(yàn)是壽命試驗(yàn)的一種，即給定試驗(yàn)載荷為軸承額定載荷的0.5倍，用以縮短試驗(yàn)時(shí)間。設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)是根據(jù)軸承試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，如溫升、振動(dòng)及噪聲等提出設(shè)計(jì)改進(jìn)意見(jiàn)。

與上述試驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的軸承試驗(yàn)機(jī)有壽命試驗(yàn)機(jī)、模擬試驗(yàn)機(jī)、性能試驗(yàn)機(jī)、零部件試驗(yàn)機(jī)等。雖然這些試驗(yàn)機(jī)的功能不同，但其主體結(jié)構(gòu)、測(cè)試技術(shù)、加載技術(shù)、控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)卻基本相同。下文就試驗(yàn)機(jī)常用技術(shù)及軸承試驗(yàn)方法逐一介紹。

1 試驗(yàn)主體

試驗(yàn)機(jī)主體結(jié)構(gòu)包括試驗(yàn)軸承、軸系及支承部分，是試驗(yàn)機(jī)的核心，決定試驗(yàn)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和承受的最大載荷。軸系的精度決定了試驗(yàn)機(jī)的精度，進(jìn)而決定試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。任何一種試驗(yàn)機(jī)所試驗(yàn)的軸承尺寸均有一定范圍，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的就是要解決轉(zhuǎn)速、載荷和軸承尺寸范圍的矛盾。

(1)橋式結(jié)構(gòu)：主要用于壽命機(jī)，1次可試驗(yàn)深溝球軸承或圓柱滾子軸承4套、角接觸球軸承或圓錐滾子軸承2套。其特點(diǎn)是加工精度高，適用于高轉(zhuǎn)速試驗(yàn)。

(2)懸臂結(jié)構(gòu)：每次只能試驗(yàn)1套軸承，拆裝和測(cè)試方便，可用于潤(rùn)滑狀態(tài)測(cè)試、油膜厚度測(cè)試、內(nèi)圓溫度測(cè)試以及軸心運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)試等，適用于性能試驗(yàn)及研究。

(3) 組合式結(jié)構(gòu)：實(shí)際也是一種橋式結(jié)構(gòu)，有3個(gè)活動(dòng)的方塊在方箱內(nèi)，試驗(yàn)軸承跨距在一定范圍內(nèi)可調(diào)，結(jié)構(gòu)緊湊，試驗(yàn)軸承的范圍較大。由于支承試驗(yàn)軸承的襯套沒(méi)有固定，轉(zhuǎn)速較低，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)一定值后，整機(jī)振動(dòng)較大，影響試驗(yàn)效果。

2 測(cè)試技術(shù)

測(cè)試技術(shù)是試驗(yàn)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，直接影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)試技術(shù)發(fā)展很快，常用的測(cè)試方式均采用不同類(lèi)型計(jì)算機(jī)測(cè)試，在計(jì)算機(jī)和傳感器之間安裝接口電路(濾波等信號(hào)處理系統(tǒng))，測(cè)試頻率、測(cè)試精度由計(jì)算機(jī)和傳感器確定。

2.1 單片機(jī)測(cè)試

測(cè)試方法簡(jiǎn)單、成本低，但內(nèi)存較小，對(duì)數(shù)據(jù)要求高的試驗(yàn)機(jī)一般不采用。

2.2 計(jì)算機(jī)直接測(cè)試

測(cè)試結(jié)構(gòu)如圖1所示，由傳感器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換和計(jì)算機(jī)組成。能存儲(chǔ)大量信息，可記錄軸承的全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄間隔按秒、分、時(shí)可以任意設(shè)置，真正做到無(wú)人看守、無(wú)人記錄。但由于受CPU的限制，采樣頻率較低，每秒鐘采樣低于100次，若需要更高的采樣頻率，則CPU只能停止其他工作，在某一段時(shí)間內(nèi)采樣頻率每秒可達(dá)幾千次。采樣精度則根據(jù)A/D采集卡的位數(shù)確定，一般高于0.1%。

圖1 試驗(yàn)機(jī)測(cè)試控制原理圖

2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試

網(wǎng)絡(luò)測(cè)試即計(jì)算機(jī)上、下位機(jī)測(cè)試，上位機(jī)只管理系統(tǒng)，讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；而下位機(jī)采用單片機(jī)或PLC單獨(dú)測(cè)試數(shù)據(jù)并存入下位機(jī)存儲(chǔ)器，當(dāng)存儲(chǔ)器即將存滿后，將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)。下位機(jī)和上位機(jī)還可采取無(wú)線通信協(xié)議。這種測(cè)試系統(tǒng)復(fù)雜、造價(jià)高，但抗干擾性好、測(cè)試速度快，一般用于振動(dòng)信號(hào)的采集和分析，以及測(cè)試參數(shù)較多、采樣頻率要求較高的場(chǎng)合。

2.4 測(cè)試參數(shù)

2.4.1 溫度

一般測(cè)試軸承的外圈溫度，特殊場(chǎng)合測(cè)試軸承的供油、回油溫度。軸承溫度是軸承試驗(yàn)機(jī)必測(cè)參數(shù)，軸承溫升的高低是確定軸承質(zhì)量的特征參數(shù)之一。由于溫度參數(shù)變化緩慢，因而測(cè)試頻率要求不高，測(cè)試精度一般為1%，要求較高的場(chǎng)合可達(dá)0.5%或更高，普通軸承的外圈溫度傳感器測(cè)試范圍在0～200 ℃。

2.4.2 載荷

試驗(yàn)軸承的載荷也是試驗(yàn)機(jī)測(cè)試的重要參數(shù)，其準(zhǔn)確度的高低直接影響軸承的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于壽命試驗(yàn)機(jī)，采用壓力傳感器測(cè)出加載系統(tǒng)油壓，根據(jù)加載油缸面積，計(jì)算出載荷。由于油缸的邊沿效應(yīng)，實(shí)際測(cè)試中存在誤差，最高達(dá)10%。因此，要用力傳感器進(jìn)行校正。在載荷恒定不變的情況下，采樣速度和響應(yīng)速度一般傳感器均滿足要求。汽車(chē)輪轂軸承試驗(yàn)機(jī)的載荷，采用力傳感器直接測(cè)試。由于輪轂軸承試驗(yàn)機(jī)為變載荷系統(tǒng)，因此測(cè)試頻率、響應(yīng)速度均要高于載荷的變化速度，否則測(cè)試誤差可達(dá)30%以上。由于變載荷加載系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，因而測(cè)試精度及響應(yīng)速度對(duì)加載精度有著非常重要的作用。

2.4.3 振動(dòng)

振動(dòng)參數(shù)是判定軸承是否失效的重要參數(shù)之一。GB/T 24607—2009《滾動(dòng)軸承壽命及可靠性試驗(yàn)與評(píng)定》中規(guī)定：疲勞失效是軸承的主要失效形式，指軸承樣品的套圈或滾動(dòng)體工作表面基體金屬出現(xiàn)的疲勞剝落。剝落深度≥0.05 mm；剝落面積：球軸承零件>0.5 mm2，滾子軸承零件≥1.0 mm2。這就要求測(cè)試振動(dòng)信號(hào)精度高，靈敏度高，以便在軸承試驗(yàn)過(guò)程中準(zhǔn)確判斷軸承失效的最佳時(shí)機(jī)，有效地保留疲勞失效樣本，為進(jìn)一步的軸承失效分析奠定良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然，軸承疲勞失效時(shí)的振動(dòng)值并不是定值，對(duì)不同的試驗(yàn)軸承，不同的試驗(yàn)機(jī)的失效振動(dòng)信號(hào)是不同的，這需要試驗(yàn)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，不同的試驗(yàn)機(jī)采用振動(dòng)信號(hào)的單位也不太一樣。一般采用振動(dòng)信號(hào)的均方根值來(lái)確定失效，當(dāng)需要對(duì)振動(dòng)信號(hào)分析時(shí)則采用瞬時(shí)振動(dòng)信號(hào)，采樣頻率則要求大于每秒一萬(wàn)次。

另外，主電動(dòng)機(jī)電流也是測(cè)試的主要參數(shù)，其大小可以直接反映試驗(yàn)機(jī)是否正常工作。某些有特殊要求的試驗(yàn)，則要測(cè)試摩擦力矩、啟動(dòng)力矩、軸心運(yùn)動(dòng)軌跡等，保持架轉(zhuǎn)速、軸承轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油流量及環(huán)境溫度等參數(shù)。

不管什么樣的傳感器，隨時(shí)間的推移，測(cè)試精度、變送器放大倍數(shù)都會(huì)發(fā)生漂移。為保證測(cè)試精度，需要在測(cè)試軟件中對(duì)每個(gè)測(cè)試參數(shù)設(shè)置校正系數(shù)，以便定期校正。

3 加載技術(shù)

載荷是試驗(yàn)機(jī)的主要指標(biāo)，其加載精度和加載速度決定了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，加載精度和速度的不同可能導(dǎo)致加載系統(tǒng)的價(jià)格相差幾倍或更高。

3.1 杠桿砝碼加載

優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要載荷傳感器測(cè)試，由加載砝碼可以確定出載荷的大小，但不適合高速，若速度過(guò)高會(huì)引起砝碼振動(dòng)，導(dǎo)致載荷不穩(wěn)，變載荷也不方便，僅適用于壽命試驗(yàn)，成本低。

3.2 彈簧加載

載荷的大小取決于彈簧的大小和彈簧的壓縮量，加載范圍較小，所占空間比較大，成本比較低，一般用于特殊試驗(yàn)。

3.3 液靜壓加載

即手動(dòng)螺旋液壓加載，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)小液壓缸的壓力達(dá)到控制試驗(yàn)機(jī)油缸壓力的目的，加載方式簡(jiǎn)單、無(wú)噪聲，但受溫度影響大，精度低，一般用于壽命試驗(yàn)，在環(huán)境溫度變化時(shí)需人工調(diào)節(jié)。特別是開(kāi)機(jī)第1小時(shí)內(nèi)需注意試驗(yàn)機(jī)溫度變化情況及壓力變化情況，隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力。

3.4 液壓比例自動(dòng)加載

由液壓系統(tǒng)、工控機(jī)和壓力傳感器組成閉環(huán)系統(tǒng)，如圖2所示，由工控機(jī)數(shù)字調(diào)節(jié)器控制液壓比例閥，進(jìn)而控制載荷。該結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，但控制精度高，可達(dá)1%。系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是載荷可控，可按照預(yù)先編制的程序變化，特別適合做模擬試驗(yàn)，如汽車(chē)發(fā)電機(jī)軸承試驗(yàn)機(jī)即采用此種加載結(jié)構(gòu)。

圖2 試驗(yàn)機(jī)液壓加載結(jié)構(gòu)圖

對(duì)于汽車(chē)輪轂軸承，試驗(yàn)機(jī)加載結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，軸向載荷為交變載荷，控制比較困難，如系統(tǒng)調(diào)整不好，超調(diào)量可達(dá)60%,將導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真。為解決這一問(wèn)題，需要選用響應(yīng)速度快的油缸，在控制軟件中除采用PID算法外，還要增加智能控制技術(shù)軟件。圖3為模擬試驗(yàn)機(jī)的加載圖。這種系統(tǒng)在程序模擬試驗(yàn)機(jī)中的響應(yīng)時(shí)間一般為1 s，超調(diào)量7%。另外還需注意的是，液壓油要采用標(biāo)準(zhǔn)的液壓油，絕對(duì)不能采用再生油，否則將使整個(gè)系統(tǒng)報(bào)廢。

圖3 模擬試驗(yàn)機(jī)的加載圖

3.5 液壓伺服加載

當(dāng)比例加載系統(tǒng)的加載頻率不能滿足試驗(yàn)要求時(shí)，就要選擇液壓伺服系統(tǒng)，其原理和比例加載相同，采用液壓伺服閥來(lái)控制載荷，這種系統(tǒng)的加載頻率可達(dá)每秒20次，但成本更高，對(duì)油的清潔度要求也高，一般用于軍工試驗(yàn)和特殊試驗(yàn)等。

除上述加載方式外，有砝碼加載和液靜壓加載組成的加載系統(tǒng)；還有液靜壓加載和伺服電動(dòng)機(jī)組成的自動(dòng)加載系統(tǒng)；彈簧加載和伺服電動(dòng)機(jī)組成的彈簧自動(dòng)加載系統(tǒng)。

4 驅(qū)動(dòng)技術(shù)

4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

由電動(dòng)機(jī)、變頻器、同步帶和傳動(dòng)組件組成，電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速一般在10 000 r/min以內(nèi)，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)調(diào)速精度在2%以內(nèi)，調(diào)速范圍為1∶10。由于電動(dòng)機(jī)調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，而試驗(yàn)機(jī)工作時(shí)的調(diào)速方式為恒功率調(diào)速，要使電動(dòng)機(jī)適用于試驗(yàn)機(jī)的調(diào)速方式，還需采用其他措施，提高電動(dòng)機(jī)功率或更換皮帶輪。

4.2 電主軸直接驅(qū)動(dòng)

當(dāng)軸承試驗(yàn)機(jī)的轉(zhuǎn)速要求超過(guò)10 000 r/min時(shí)采用電主軸直接驅(qū)動(dòng)。該系統(tǒng)由電主軸、變頻器、轉(zhuǎn)速傳感器、潤(rùn)滑冷卻器組成,轉(zhuǎn)速一般為10 000～70 000 r/min，考慮到轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性，采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)速精度0.5%，調(diào)速范圍達(dá)到1∶20。

4.3 伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

當(dāng)試驗(yàn)軸承的調(diào)速范圍要求超過(guò)1∶50時(shí)采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、編碼器組成。特點(diǎn)是調(diào)速范圍寬，最高轉(zhuǎn)速為10 000 r/min，轉(zhuǎn)速控制精度高，達(dá)到0.05%，成本也較高，一般用于特殊場(chǎng)合。

5 控制技術(shù)

目前的試驗(yàn)機(jī)絕大部分為工業(yè)計(jì)算機(jī)控制，可以完全按照預(yù)先編制好的程序運(yùn)行，做到無(wú)人值守和一鍵式操作。轉(zhuǎn)速、載荷及環(huán)境溫度均采用計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制，可以在允許的范圍內(nèi)任意變化。轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)控制精度為0.5%，載荷穩(wěn)態(tài)控制精度為2%，溫度穩(wěn)態(tài)控制精度為1%。若不計(jì)成本，控制精度還可提高。且每個(gè)測(cè)試參數(shù)均設(shè)有上限報(bào)警值，當(dāng)所測(cè)試的參數(shù)超過(guò)報(bào)警值時(shí)，計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)停機(jī)，并記錄當(dāng)前參數(shù)。

6 試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)介

6.1 壽命試驗(yàn)機(jī)

普通壽命試驗(yàn)機(jī)主體采用橋式結(jié)構(gòu)，液壓自動(dòng)加載，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。試驗(yàn)軸承的內(nèi)徑為2～240 mm，分6個(gè)型號(hào)(尺寸段)覆蓋；轉(zhuǎn)速50～30 000 r/min；載荷0.01～800 kN；試驗(yàn)軸承的環(huán)境溫度和潤(rùn)滑油溫度均為常溫～200 ℃。根據(jù)GB/T 24607—2009編制了可靠度的計(jì)算方法軟件，用戶可根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接得到軸承的可靠度。

6.2 模擬試驗(yàn)機(jī)

汽車(chē)輪轂?zāi)M試驗(yàn)機(jī)模擬汽車(chē)的運(yùn)行方式及安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，按試驗(yàn)軸承內(nèi)徑尺寸分為15～45和30～70，可試驗(yàn)1～3代汽車(chē)輪轂軸承、SUV轎車(chē)輪轂軸承和大客車(chē)輪轂軸承等；最高轉(zhuǎn)速2 500 r/min和1 500 r/min，最大載荷20 kN和50 kN，溫度測(cè)量范圍0～200 ℃，精度±2 ℃，環(huán)境溫度 150 ℃±5 ℃；試驗(yàn)機(jī)主軸的徑跳和端跳不超過(guò)0.015 mm，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)圈或外圈旋轉(zhuǎn)；采用液壓加載方式，提供拉力和壓力交變載荷，按徑向水平加載(拉力)、軸向水平加載(拉壓力)的結(jié)構(gòu)布局，進(jìn)行輪轂單元性能試驗(yàn)(一般耐久性試驗(yàn))時(shí)軸向力通過(guò)車(chē)輪半徑加載，軸向和徑向加載裝置分布在試驗(yàn)體兩側(cè)，軸向加載油缸行程±30 mm，加載位置即力臂的調(diào)節(jié)范圍(車(chē)輪半徑)300 mm或400 mm，徑向加載油缸行程±20 mm，加載位置可根據(jù)不同型號(hào)軸承力線調(diào)整；控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制，加載采用閉環(huán)控制，可在計(jì)算機(jī)參數(shù)設(shè)定窗口任意設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)(轉(zhuǎn)速、載荷、循環(huán)步數(shù))、循環(huán)時(shí)間數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤(pán)時(shí)間等，系統(tǒng)可監(jiān)控試驗(yàn)的振動(dòng)、電動(dòng)機(jī)電流、轉(zhuǎn)速、載荷、試驗(yàn)時(shí)間和循環(huán)次數(shù)等；具有電動(dòng)機(jī)電流、試驗(yàn)機(jī)的振動(dòng)及試驗(yàn)軸承溫度超限自動(dòng)報(bào)警停機(jī)功能等。

除此之外，還有汽車(chē)離合器軸承試驗(yàn)機(jī)、汽車(chē)水泵軸連軸承試驗(yàn)機(jī)、汽車(chē)張緊輪試驗(yàn)機(jī)、風(fēng)電變槳軸承試驗(yàn)機(jī)(試驗(yàn)軸承外徑達(dá)4 m，傾覆力矩為8 000 kN·m)、風(fēng)電偏航軸承試驗(yàn)機(jī)、變速箱軸承試驗(yàn)機(jī)及發(fā)電機(jī)軸承試驗(yàn)機(jī)等。

6.3 航空、航天軸承試驗(yàn)機(jī)

航空、航天專(zhuān)用軸承的技術(shù)性能要求較高，工作條件惡劣，可靠性要求也很高。在試驗(yàn)時(shí)不僅要滿足載荷、轉(zhuǎn)速及環(huán)境溫度變化等要求，軸承的安裝方式、供油方式也要求與實(shí)際工況相同，還要模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行包線，進(jìn)行變載荷、變轉(zhuǎn)速運(yùn)行。航空、航天軸承試驗(yàn)機(jī)均采用電主軸直接驅(qū)動(dòng)，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)15×104r/min。某型航空軸承試驗(yàn)機(jī)的轉(zhuǎn)速為17 000 r/min，電主軸最大驅(qū)動(dòng)功率達(dá)100 kW，可同時(shí)試驗(yàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的全部5～7套軸承，模擬各套軸承在發(fā)動(dòng)機(jī)中的工作狀態(tài)。該試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、驅(qū)動(dòng)功率大、噪聲低、效率高，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，并于2009年獲機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

7 試驗(yàn)方法

7.1 壽命試驗(yàn)方法

GB/T 24607—2009規(guī)定壽命試驗(yàn)方法有3種，即完全試驗(yàn)方法、截尾試驗(yàn)方法和序貫試驗(yàn)方法，根據(jù)用戶要求選取。試驗(yàn)時(shí)，要采用鑒定合格的軸承壽命試驗(yàn)機(jī)，按要求選取軸承與軸及外襯套的配合尺寸，選用合適的潤(rùn)滑方式，取8～20套軸承進(jìn)行編碼，確定試驗(yàn)軸承的載荷、轉(zhuǎn)速，一般選取額定動(dòng)載荷的20%～30%，極限轉(zhuǎn)速的20%～60%。在試驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)控試驗(yàn)機(jī)的載荷、轉(zhuǎn)速、油壓、振動(dòng)、噪聲和溫升，當(dāng)試驗(yàn)軸承發(fā)生故障，不能正常試驗(yàn)或疲勞剝落大于規(guī)定值時(shí)，判定軸承失效。根據(jù)失效的時(shí)間及樣品容量，由Weibull分布參數(shù)進(jìn)行分析處理，即可得出該試驗(yàn)軸承的可靠度。

7.2 模擬試驗(yàn)方法

根據(jù)用戶的試驗(yàn)要求或試驗(yàn)任務(wù)書(shū)，編制試驗(yàn)大綱，確定試驗(yàn)軸承的載荷譜、轉(zhuǎn)速曲線及試驗(yàn)軸承環(huán)境溫度。根據(jù)用戶提供的軸承安裝方式設(shè)計(jì)試驗(yàn)工裝，確定軸承受力點(diǎn)、加載半徑、供油方式及配合公差，對(duì)試驗(yàn)軸承編號(hào)，檢查加工工裝的精度，安裝試驗(yàn)軸承，并在試驗(yàn)機(jī)上檢查安裝位置、供油狀態(tài)是否符合任務(wù)書(shū)要求，然后運(yùn)轉(zhuǎn)并記錄試驗(yàn)參數(shù)。試驗(yàn)軸承不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或疲勞剝落超過(guò)規(guī)定值即為失效，根據(jù)試驗(yàn)記錄，整理撰寫(xiě)試驗(yàn)報(bào)告。

8 軸承試驗(yàn)技術(shù)展望

軸承試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，是和軸承新產(chǎn)品的研發(fā)緊密相連的。隨著我國(guó)軸承新產(chǎn)品的大量開(kāi)發(fā)，對(duì)軸承的各種試驗(yàn)方法、試驗(yàn)裝置、數(shù)學(xué)模型的建立、失效數(shù)據(jù)和非失效數(shù)據(jù)的處理和變換、試驗(yàn)機(jī)的控制技術(shù)、各種試驗(yàn)信號(hào)等物理量的拾取精度和反映速度、自動(dòng)控制技術(shù)等等，都將提出越來(lái)越高的要求，這是未來(lái)軸承試驗(yàn)技術(shù)的難點(diǎn)所在。

在軸承試驗(yàn)機(jī)發(fā)展的同時(shí)，試驗(yàn)軟件技術(shù)的發(fā)展也是相輔相成的，其包括：試驗(yàn)規(guī)程(或規(guī)范)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法和評(píng)定方法、試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和對(duì)今后如何加以利用、試驗(yàn)信號(hào)的積累和軸承壽命的預(yù)測(cè)推論、老化篩選試驗(yàn)技術(shù)、軸承的性能壽命試驗(yàn)技術(shù)和軸承的精度壽命試驗(yàn)技術(shù)，這些都是以后要解決的軟件問(wèn)題。

由于軸承壽命試驗(yàn)機(jī)是個(gè)性化、專(zhuān)用性較強(qiáng)的設(shè)備。隨著軸承產(chǎn)品的多樣化和個(gè)性化，軸承試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展必然呈現(xiàn)出多品種、小批量、高精度、多控制和群控化、模擬工況化及專(zhuān)用性的格局。

軸承品種多樣性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，決定了軸承試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)、試驗(yàn)方法和試驗(yàn)結(jié)果處理方法的研究和發(fā)展方向，是一門(mén)將數(shù)學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械學(xué)及控制學(xué)等綜合學(xué)科交織在一起的應(yīng)用學(xué)科。在軸承行業(yè)廣大技術(shù)人員的共同努力下，軸承試驗(yàn)技術(shù)必定迅速向前發(fā)展。