悬臂式陶瓷轴承试验机设计文献综述

文献综述

1.课题研究的现状及发展趋势：

国内试验机发展现状：我国轴承寿命试验，相对于国外公司起步较晚、规模较小，目前正处于大量积累试验数据的阶段。而对轴承寿命的各种影响因素及轴承失效机理等基础性理论研究尚且不足，与世界先进水平仍有较大差距。多年来，我国轴承行业一直沿用前苏联50年代的规范用ZS型试验机进行寿命试验，其主要缺点是：试验载荷的加载系统稳定性差，测试手段落后，没有自动监控装置，试验过程中各数据的测试均靠人工完成，通常是四班三运转，这样既影响试验结果的准确性，同时又增加工作人员的劳动强度，时间和人力消耗大，远远不适应大量试验工作的需要。国内轴承检测设备生产厂家主要有洛阳轴承研究所、杭州轴承实验研究中心、宁波中策一期及大连轴承仪器厂，国内开发的疲劳试验机数量大、种类多。其中，多数试验机是采用传统的机电控制手段实现对试验机的控制。此类设备中普遍存在操作过程繁琐、试验精度不高、试验数的保存不便与处理不及时等问题，在一定程度上限制了试验机的使用和发展。20世纪的90年代，在吸取国外先进试验机的基础上，杭州轴承试验研究中心研制了新一代自动控制滚动轴承疲劳寿命强化试验机B1060R及其改进型ABLT系列滚动轴承疲劳寿命强化试验机。

国外试验机发展现状：早在20世纪40年代，美国就对产品的设计开始采用单因素环境模拟的研制试验与鉴定试验，用来检验设计的质量和可靠性。20世纪70年代，则开始采用综合环境模拟可靠性试验、任务剖面试验和验收模拟试验。目前轴承行业广泛采用的可靠性强化试验技术是依据故障物理学，把故障或失效当作研究的主要对象，通过发现、研究和根治故障达到提高可靠性的目的。前苏联、瑞典的SKF、日本的NSK、NTN、英国的RHP(现为日本NSKRHP)、奥地利的STEYR(现为SKFSTEYR)、美国的SKF和FM公司均采用加大试验载荷来达到快速试验的目的。日本和欧美等国家的深沟球轴承强化试验中所采用的试验载荷已经接近或超过额定载荷的一半。

本课题研究的是陶瓷轴承，陶瓷轴承的主要失效形式是疲劳破坏，目前，己有很多试验机及信号分析仪可以用于对陶瓷轴承的故障诊断，但功能上都比较单一，诊断出的疲劳点都很大，如果能研制一种试验机可以克服传统试验机的缺点，能够及时诊断轴承早期的微小故障，从而可以大大提高诊断的灵敏度，同时也为提高和改进陶瓷轴承的性能提供必要的实验数据，这是陶瓷轴承技术发展的迫切需要。

2.本课题的意义和价值：

与传统的金属轴承不同，陶瓷轴承作为新材料轴承具有以下优点：

(1)高速下温升低、抗疲劳性能好以及抗污染性能强等优点，比钢轴承更适合高温重载的场合。

(2)在高速工况下陶瓷球的运转平稳性优于钢轴承。

(3)旋转比低，旋转比是高速轴承设计的一个重要参数，其同摩擦生热密切相关。通常旋转比越大，则摩擦发热越严重。随着转速的升高，轴承的旋转比增大，钢轴承旋转比的增速较快，陶瓷球轴承在高速下的旋转比远小于钢轴承。