[发明专利]内外圈旋转下的中介轴承润滑结构的润滑性能观测试验装置及方法

说明书

本发明属于轴承试验技术领域，提出一种内外圈旋转下的中介轴承润滑结构的润滑性能观测试验装置及方法。采用电机带动中介轴承内圈旋转，另一电机带动锥齿轮旋转，从而驱动被测轴承外圈旋转，实现中介轴承内外圈同步旋转；中介轴承左右两侧采用分布式收油的回油结构同时配合流量传感器与油屑传感器，对中介轴承左右两侧回油流量与磨损特性进行测量；通过中介轴承两侧回油流量的监测并结合中介轴承两侧温度的测量，建立中介轴承流场特性与温度特性之间的关系；采用中介轴承环下润滑收油结构同时配合高速摄像机采集图像信息，能观测环下润滑流动特性以及环下润滑引起的中介轴承左右两侧流量分布特性，从而为轴承的润滑结构的导向设计提供支撑。

技术领域

本发明涉及轴承试验技术领域，具体涉及一种内外圈旋转下的中介轴承润滑结构的润滑性能观测试验装置及方法。

背景技术

中介轴承是影响机械旋转性能的关键零部件之一，国内外现役双转子发动机大部分采用内外圈同步旋转的圆柱滚子轴承，中介轴承润滑性对轴承内部的流动特性至关重要，其直接影响润滑油所到达界面的摩擦特性以及散热特性，摩擦特性又影响着轴承零件之间的磨损程度，而散热特性直接关系到轴承的温度特性，开展中介轴承润滑结构的润滑性能试验研究有重要意义。

虽然目前存在一些针对轴承润滑油的轴承试验机，但是他们大多不便观测润滑结构的润滑性能，例如专利：滚动轴承润滑工况实验模拟装置及测量方法(CN102353334A)，是对轴承运动状态进行主要的测量分析，而不注重润滑油的流动特性和温度特性；专利：滚动轴承润滑模拟实验装置(CN202189050U)，虽然可以模拟重负荷滚动轴承现场工况,并且同时放置多套实验轴承,但是其监测系统并不能很好的观察到润滑油的各种特性，只是监测各种润滑油、润滑脂对轴承性能的影响；专利：滚动轴承润滑油膜厚度测试装置及其测试方法(CN103615994A)，采用超声波膜厚测量技术获得滑差因素作用下滚动轴承接触部位测点的实时膜厚数值，是对润滑油所形成的油膜进行测量，也是不注重润滑油本身的流动特性；专利：一种轴承可视化试验装置及方法(CN110307979A)，该装置通过设置全透明的外端盖与内油封，能够全程可视化观察并实时监测不同工况下轴承运行及润滑状况，然而此试验装置没有模拟航空中介轴承内外圈同步旋转的工作状态，不能获取圆柱滚子轴承在承受偏心载荷下的润滑流动特性。

综上所述，目前对中介轴承在内外圈选装状态下的润滑油回弹以及两侧的散热和流量情况均没有试验装置能够进行研究，所以有必要研究一种内外圈旋转下的中介轴承润滑结构的润滑性能观测试验装置及方法，为润滑油和轴承结构的优化设计提供支撑。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的不足，提出一种基于机器视觉的内外圈旋转下的中介轴承润滑结构的润滑性能观测试验装置及方法，此外，具有内外圈同步旋转、供油系统、回油监测系统和测温系统的圆柱滚子轴承润滑结构的润滑性能观测试验装置，同时采用示踪因子的方式能够有效观测到被测轴承内部润滑油的流动特性。

本发明的技术方案：一种内外圈旋转下的中介轴承润滑结构的润滑性能观测试验装置包括内圈驱动系统1、外圈驱动系统2、中介轴承系统3、喷油系统4、回油系统5、测温系统6、中介轴承套筒支撑系统7、观测系统8、箱体9和试验台底座10；内圈驱动系统1、箱体9和观测系统8依次安装于试验台底座10上。

箱体9包括箱体左端盖91、壳体92和箱体右玻璃端盖93；壳体92为上下分体式结构，安装于试验台底座10上，其两端分别连接箱体左端盖91和箱体右玻璃端盖93；中介轴承系统3、回油系统5、测温系统6、中介轴承套筒支撑系统7均安装于箱体9内部；壳体92顶端设有缺口用于固定外圈驱动系统2；箱体左端盖9上部钻有通孔用于连接喷油系统4，运输润滑油；箱体右玻璃端盖93用于观察壳体92被测轴承各接触面间的运动状态。