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专利号: 2022109815799
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种液压加载单球头式滚动接触疲劳试验机,其特征在于,包括电机(1)、主轴模块、加载模块、润滑模块和液压油缸模块;

所述主轴模块包括主轴(23)、角接触轴承套杯(21)、第一角接触轴承(22)、第二角接触轴承(34)、止推轴承支座(24)、限位片(25)和单向止推轴承(26);所述电机(1)的转动轴通过联轴器(3)与主轴(23)的上端传动连接;所述主轴(23)沿轴向由上至下依次套设有角接触轴承套杯(21)、止推轴承支座(24)和单向止推轴承(26),底端用于固定试样(27);所述单向止推轴承(26)底部与试样(27)上端面贴合相连,用于支撑试样(27);单向止推轴承(26)的轴片与主轴(23)过盈配合,座片与限位片(25)过盈配合,限位片(25)固定于止推轴承支座(24)底部;所述止推轴承支座(24)与主轴(23)之间设有第二角接触轴承(34);第二角接触轴承(34)的内圈与主轴(23)过盈配合,外圈与止推轴承支座(24)过盈配合;所述角接触轴承套杯(21)与主轴(23)之间设有第一角接触轴承(22);第一角接触轴承(22)的内圈与主轴(23)过盈配合,外圈与角接触轴承套杯(21)过盈配合;第一角接触轴承(22)和第二角接触轴承(34)用于防止主轴(23)晃动;所述加载模块包括活动横梁(8)和用于与试样(27)下端面滚动接触的球头(19),球头(19)通过球头保持架(28)固定于活动横梁(8)上;活动横梁(8)与能提供竖直方向升降力的液压油缸模块相连,通过液压油缸模块能改变球头(19)与试样(27)之间竖直方向的压力;所述润滑模块包括喷油管(32)和若干挡板;所述喷油管(32)的进油端外接稀油润滑泵站(33),出油端冲向球头(19)和试样(27)接触处;所述挡板环绕于球头(19)和试样(27)外侧,用于防止润滑油喷溅;

所述活动横梁(8)上还对称设有若干直线轴承(17);每个直线轴承(17)分别通过导柱(18)与第二支撑板(31)相连,以对活动横梁(8)进行竖直方向移动的限位;

所述球头(19)顶部嵌有能自由滚动的球体,通过球体实现与试样(27)的滚动接触;

还包括控制模块,所述控制模块包括加速度传感器(16)、模拟数字转换器、单片机和上位机;所述加速度传感器(16)安装于活动横梁(8)上,用于检测其震动信号,能依次通过模拟数字转换器和单片机将信号传输至上位机。

2.根据权利要求1所述的一种液压加载单球头式滚动接触疲劳试验机,其特征在于,所述电机(1)为直流电极,固定安装于第一支撑板(2)上;联轴器(3)为膜片型单元键槽式联轴器。

3.根据权利要求1所述的一种液压加载单球头式滚动接触疲劳试验机,其特征在于,所述主轴模块还包括位于角接触轴承套杯(21)和止推轴承支座(24)之间的第二支撑板(31),三者依次叠合设置;主轴(23)贯穿第二支撑板(31),位于角接触轴承套杯(21)上方的主轴(23)还套设有防尘圈(20)。

4.根据权利要求1所述的一种液压加载单球头式滚动接触疲劳试验机,其特征在于,所述液压油缸模块包括活塞杆(10)、端盖(11)、活塞套筒(29)和密封圈(30);活塞杆(10)包括由上至下连续的顶部段、中部段和底部段,中部段的横截面大于底部段的横截面;所述顶部段与活动横梁(8)固定连接;所述活塞套筒(29)的顶部通过法兰(12)固定于桌板(13)上;所述中部段同轴间隔套设于活塞套筒(29)内部,两者之间设有密封圈(30),活塞杆(10)能在活塞套筒(29)的限位下沿竖直方向密封滑动;活塞套筒(29)底部通过端盖(11)与所述底部段滑动密封连接,端盖(11)与活塞杆(10)之间设有密封圈(30);活塞套筒(29)、端盖(11)、中部段和底部段之间构成环状封闭的作用区;底部段内沿轴向开设长直孔;长直孔的一端与外界连通,用于加油,另一端与所述作用区连通,通过作用区内的油压能对活塞杆(10)提供竖直方向的作用力。

5.根据权利要求4所述的一种液压加载单球头式滚动接触疲劳试验机,其特征在于,所述活塞杆(10)顶部通过固定于活动横梁(8)底部的连接件(15)与活动横梁(8)相连;连接件(15)为回转体结构,内部具有与活塞杆(10)相连的螺纹孔。

6.根据权利要求1所述的一种液压加载单球头式滚动接触疲劳试验机,其特征在于,所述主轴(23)底部具有内螺纹孔,试样(27)通过螺栓与该内螺纹孔的配合作用固定于主轴(23)底部。

7.一种利用权利要求1 6任一所述液压加载单球头式滚动接触疲劳试验机的材料滚动~

接触疲劳性能测试方法,其特征在于,具体如下:

S1:在测试前,将试样(27)固定于主轴(23)底部,并使试样(27)上端面与单向止推轴承(26)底部座片相贴合;

S2:测试时,开启稀油润滑泵站(33),通过喷油管(32)为试样(27)表面提供润滑油;通过液压泵站对液压油缸模块提供恒定压力,向活动横梁(8)输出荷载,使活动横梁(8)向上移动,进而通过球头(19)将荷载传递至试样(27)表面;通过电机(1)驱动主轴(23)转动,使试样(27)同步旋转;通过加速度传感器(16)监测测试过程中活动横梁(8)的震动信号的变化,当震动信号振幅超过设定阈值时,说明试样(27)发生破坏或剥落,关闭电机(1);

S3:更换试样(27)并多次重复步骤S1和S2,以完成对试样(27)材料的滚动接触疲劳性能测试。