[发明专利]一种冲击载荷下井下止推轴承摩擦磨损特性试验装置及方法

权利要求书

1.一种冲击载荷下井下止推轴承摩擦磨损特性试验装置，其特征在于：它由加压装置(1)、主轴(2)、固定圆盘(3)、弹簧(4)、激励源(5)、重物块(6)、激励源箱体(7)、对磨球(8)、夹具(9)、螺栓(10)、试验台架(11)、轴承样品(12)、温度传感器(13)、圆柱销(14)、基于轴承冲击在线监测系统(15)、计算机控制系统(16)、PLC(17)和伺服电机(18)组成；其中，所述加压装置(1)与主轴(2)连接；所述固定圆盘(3)介于重物块(6)的上下两端，固定圆盘(3)中心开有通孔，主轴(2)穿过固定圆盘(3)的通孔，主轴(2)与固定圆盘(3)的通孔之间采用间隙配合，固定圆盘(3)的通孔到固定圆盘(3)边沿的中点设有弹簧孔，且弹簧孔均匀分布在固定圆盘(3)的周向上，固定圆盘(3)的边沿焊接在激励源箱体(7)上；所述重物块(6)为圆盘形，重物块(6)中心开有通孔，主轴(2)穿过重物块(6)的通孔，主轴(2)与重物块(6)的通孔之间采用过盈配合，重物块(6)的通孔到重物块(6)边沿的中点设有弹簧孔，且弹簧孔均匀分布在重物块(6)的周向上，重物块(6)与固定圆盘(3)之间通过弹簧(4)穿过弹簧孔连接，弹簧(4)与弹簧孔之间采用过盈配合；在所述重物块(6)上施加激励源(5)；所述夹具(9)为圆柱形，在夹具(9)的轴向上开有盲孔，将圆柱销(14)安装在盲孔中，在夹具(9)的径向上开有螺纹孔，将轴承样品(12)安装上通过两边的螺栓(10)固定；所述试验台架(11)为T形，所述试验台架(11)底端连接伺服电机(18)，所述伺服电机(18)驱动试验台架(11)旋转；所述温度传感器(13)和对磨球(8)都安装在主轴(2)的末端，温度传感器(13)安装在主轴(2)末端的上方，对磨球(8)安装在主轴(2)末端的下方；所述基于轴承冲击在线监测系统(15)用于调整冲击参数；所述计算机控制系统(16)用于控制基于轴承冲击在线监测系统(15)和PLC(17)的启动；所述PLC(17)用于控制伺服电机(18)和加压装置(1)的启动。

2.根据权利要求1所述的一种冲击载荷下井下止推轴承摩擦磨损特性试验装置的试验方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：将轴承样品(12)清洗干净，烘干，称量净重，记为m₁；

步骤2：PLC(17)控制伺服电机(18)启动，伺服电机(18)带动试验台架(11)转动，根据试验的需要在计算机控制系统(16)给激励源(5)电信号确定冲击力的大小，调整好以后关闭伺服电机(18)；

步骤3：将轴承样品(12)安装在夹具上，夹具(9)两边的螺栓(10)将其固定，用酒精湿润的棉签擦拭安装上的轴承样品(12)，在轴承样品(12)的上表面与对磨球(8)接触面用注射器涂满润滑油；

步骤4：检查试验环节，若没有任何障碍，启动加压装置(1)和伺服电机(18)；

步骤5：稳定运转t＝120分钟，记录温度传感器(13)所测温度值的变化；

步骤6：采集基于轴承冲击在线监测系统(15)的数据，保存数据；

步骤7：关闭加压装置(1)和伺服电机(18)，拆下轴承样品(12)；

步骤8：将拆下的轴承样品(12)进行彻底清洗，烘干，称重，记为m₂；

步骤9：计算磨损量m，即磨损量m＝m₁-m₂；

步骤10：更换另外的轴承样品(12)，重复上述步骤至少2次，记录下所有数据；

步骤11：计算磨损量的平均值m₀，再计算磨损速度v，即磨损速度结束试验。