[发明专利]一种冷热腔短距隔离的超高温轴承性能测试装置及方法

说明书

一种冷热腔短距隔离的重载超高温轴承性能测试装置及方法，它包括驱动模块、扭矩传感器、支撑轴承、径向加载装置、被试轴承、支撑主轴、轴向加载装置和加热室；加热室布置在底座上；支撑主轴通过布置在加热室外部的支撑轴承支撑，驱动模块的输出端连接扭矩传感器，扭矩传感器与布置于加热室外部的支撑主轴的另一端连接，加热室上安装有用于加载被试轴承的轴向加载装置和径向加载装置。测试方法步骤：一、安装需要的被试轴承；二、准备测试；三、加热室升温；四、轴向和径向载荷测试。本发明结构紧凑，工作可靠。

技术领域

本发明属于轴承测试领域，具体涉及一种冷热腔短距隔离的重载超高温轴承性能测试装置及方法。

背景技术

如今，我国航空航天技术正在蓬勃地发展与进步，对航天器不断提出更加严苛的要求。而在这其中，轴承的寿命与可靠性正是制约转子系统以及整个航天器寿命与可靠性的关键技术。而超450度高温作为航天领域的典型工况，对轴承产品的材料性能与固体润滑性能都提出了严峻的挑战。目前针对轴承在高温工况下的失效形式，寿命与可靠性计算尚没有完备的理论研究，轴承性能具备很大的不确定性，对轴承性能的考核需要确保工艺轴承在相应工况下工作可靠而准确判断被试轴承的状态。因此，超450℃高温重载轴承的性能考核与试验研究仍然是最重要的、最有效的方法。

综上所述，探究超高温重载轴承综合性能的方法，设计测试装置，对研发高性能的高温轴承产品以及探索高温摩擦学领域而言，是十分必要的。

发明内容

本发明是为克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、工作可靠的冷热腔短距隔离的重载超高温轴承性能测试装置及方法。

本发明的技术方案是：

方案一：一种冷热腔短距隔离的重载超高温轴承性能测试装置，它包括驱动模块、扭矩传感器、支撑轴承、径向加载装置、被试轴承、支撑主轴、轴向加载装置和加热室；加热室布置在底座上，支撑主轴的一端布置在加热室内，被试轴承安装在所述支撑主轴的一端；支撑主轴通过布置在加热室外部的支撑轴承支撑，支撑轴承支撑在布置于底座上的支撑架上，驱动模块的输出端连接扭矩传感器，扭矩传感器与布置于加热室外部的支撑主轴的另一端连接，加热室上安装有用于加载被试轴承的轴向加载装置和径向加载装置。

方案二：一种冷热腔短距隔离的重载超高温轴承性能测试方法，它包括：

步骤一、安装需要的被试轴承；调节径向加载装置和轴向加载装置，对被试轴承施加性能测试所需的径向与轴向载荷；

步骤二、启动扭矩传感器、以及安装于加热室上的温度传感器和压力表，准备进行测试；

步骤三、关闭加热室的腔门，对加热室进行升温，通过温度传感器观测被测环境温度；

步骤四、启动驱动模块，通过径向加载装置和轴向加载装置调节被试轴承的径向与轴向载荷，并在性能测试过程中记录摩擦力矩与温度测试数据。

本发明与现有技术相比具有以下效果

被试轴承放置于加热室中，加热室加热以模拟被试轴承的高温工况，加载装置在外部提供被试轴承的轴向载荷与径向载荷。支撑轴承放置于常温环境中，受高温影响较小，支撑整个试验轴系的稳定运动。由于靠近被试轴承的支撑轴承需要承受比被试轴承更高的工作载荷，为确保该支撑轴承的工作可靠性，通过缩短该支撑轴承与被试轴承的距离，支撑轴承与被试轴承的最短距离约为140mm，从而形成短距离的冷热腔隔离，有效提高了轴系的刚度和支撑轴承的工作可靠性，增加了被试轴承的加载能力，可实现轴承的超高温重载试验条件。

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明

附图说明

图1为本发明的冷热腔短距隔离的重载超高温轴承性能测试装置的结构图；

图2为本发明的冷热腔短距隔离的重载超高温轴承性能测试原理图；