本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種陶瓷軸承壽命驗證試驗裝置，其特征在于，包括：傳動系統(tǒng)，用于傳遞動力，驅(qū)動配置有試驗軸承（14）的試驗主軸（19）旋轉(zhuǎn)，以計算試驗軸承（14）的壽命；加載系統(tǒng)，用于按照實際載荷工況對試驗軸承（14）進行加載；環(huán)境模擬系統(tǒng)，用于模擬實際使用環(huán)境中的高溫、無潤滑、氦氣、石墨粉塵；測量系統(tǒng)，用于對試驗過程中的環(huán)境參數(shù)和試驗軸承（14）狀態(tài)參數(shù)進行測量。本發(fā)明專利技術(shù)提供的陶瓷軸承壽命驗證試驗裝置，具有以下優(yōu)點：可以驗證陶瓷軸承在高溫、無潤滑、氦氣氛圍下的使用壽命；試驗裝置重復(fù)利用性好，可對多種規(guī)格的陶瓷軸承進行壽命驗證試驗，節(jié)約成本。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及陶瓷軸承
，特別涉及一種高溫、無潤滑、氦氣氛圍下陶瓷軸承壽命驗證試驗裝置。
技術(shù)介紹
高溫氣冷堆是以石墨為慢化劑、氦氣為冷卻劑的高溫反應(yīng)堆，是一種固有安全性好、發(fā)電效率高、用途極為廣泛的先進核反應(yīng)堆。高溫氣冷堆核電站一回路內(nèi)的主氦風(fēng)機、控制棒驅(qū)動機構(gòu)、吸收球停堆系統(tǒng)和燃料裝卸系統(tǒng)四個系統(tǒng)內(nèi)均包括運動設(shè)備，需要選用軸承進行支承，軸承的可靠性非常重要。但是這四個系統(tǒng)的部分軸承將處于高溫、無潤滑、氦氣氛圍下工作，部分軸承工作環(huán)境溫度甚至達到250°C。鑒于軸承嚴酷的工作環(huán)境，陶瓷軸承將是較優(yōu)的選擇。然而，市場上成熟的陶瓷軸承產(chǎn)品的壽命均是在常溫、大氣環(huán)境下統(tǒng)計所得；對于高溫、無潤滑、氦氣氛圍下，成熟的陶瓷軸承產(chǎn)品的壽命和可靠性是否會發(fā)生 變化，尤其是在高溫氣冷堆這種對軸承可靠性要求非常高的應(yīng)用場合，陶瓷軸承是否足夠可靠，目前沒有任何公開文獻進行過相關(guān)報道，這些問題目前均沒有答案。所以，只有通過試驗來獲得答案。為此，需要設(shè)計一套試驗裝置模擬高溫氣冷堆部分軸承的實際工作環(huán)境，從而驗證陶瓷軸承在高溫、無潤滑、氦氣氛圍下的壽命。試驗裝置的設(shè)計面臨如下難點I)實現(xiàn)高溫、氦氣環(huán)境。氦氣的密封本身存在很多困難，存在旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的情況下實現(xiàn)氦氣的密封尤其困難；2)保證一定的石墨顆粒濃度。由于高溫氣冷堆內(nèi)存在石墨顆粒，因此試驗裝置也應(yīng)能實現(xiàn)相同石墨顆粒濃度的軸承工作環(huán)境；3)軸承的加載。模擬實際工況對軸承施加軸向載荷和徑向載荷；4)試驗裝置的兼容性。由于需要驗證的軸承型號較多，為了節(jié)約成本，希望所有待驗證的軸承可以在一套試驗裝置內(nèi)進行驗證。
技術(shù)實現(xiàn)思路
(一)要解決的技術(shù)問題本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種陶瓷軸承壽命驗證試驗裝置，驗證陶瓷軸承在高溫、無潤滑、氦氣氛圍下的壽命。(二)技術(shù)方案為了解決上述問題，本專利技術(shù)提供了一種陶瓷軸承壽命驗證試驗裝置，其特征在于，包括傳動系統(tǒng)，用于傳遞動力，驅(qū)動配置有試驗軸承的試驗主軸旋轉(zhuǎn)，以計算試驗軸承的壽命；加載系統(tǒng)，用于按照實際載荷工況對試驗軸承進行加載；環(huán)境模擬系統(tǒng)，用于模擬實際使用環(huán)境中的高溫、無潤滑、氦氣、石墨粉塵；測量系統(tǒng)，用于對試驗過程中的環(huán)境參數(shù)和試驗軸承狀態(tài)參數(shù)進行測量。優(yōu)選地，所述傳動系統(tǒng)包括變頻電機、扭矩傳感器、磁力傳動器、支撐軸承、試驗軸承、試驗主軸。其中，磁力傳動器位于變頻電機和試驗主軸之間,變頻電機通過磁力傳動器傳遞扭矩，帶動試驗主軸旋轉(zhuǎn)；試驗主軸由支撐軸承支撐,試驗主軸配置試驗軸承,試驗軸承位于高溫試驗箱體內(nèi)。優(yōu)選地，支撐軸承為陶瓷軸承，并且支撐軸承內(nèi)徑比試驗軸承內(nèi)徑小。優(yōu)選地，所述支撐軸承配置支撐軸承支撐套，支撐軸承支撐套配置支撐軸承支撐套底座，支撐軸承支撐套底座通過螺栓與高溫試驗箱體內(nèi)的固定凸臺連接，間接支撐試驗主軸。優(yōu)選地，所述加載系統(tǒng)包括徑向加載系統(tǒng)和軸向加載系統(tǒng)，徑向加載系統(tǒng)包括徑向液壓缸、徑向力加載連桿，徑向液壓缸通過徑向力加載連桿向試驗軸承施加徑向載荷；軸向加載系統(tǒng)包括軸向液壓缸、軸向力加載連桿，軸向液壓缸通過軸向力加載連桿向試驗軸承施加軸向載荷。 優(yōu)選地，所述試驗軸承配置試驗軸承承壓套，試驗軸承承壓套相對徑向力加載連桿的面為一平面，在該平面上開承壓套止推孔；所述試驗軸承承壓套為靜止件，其與試驗軸承懸空，無任何支撐；所述徑向力加載連桿不與徑向液壓缸相連的一端嵌入試驗軸承承壓套止推孔內(nèi)。優(yōu)選地，所述軸向力加載連桿與試驗軸承承壓套相接觸，軸向力加載連桿的接觸端面為圓環(huán)形狀。優(yōu)選地，所述環(huán)境模擬系統(tǒng)包括高溫試驗箱體，用于實現(xiàn)保溫和密封氦氣的作用；所述高溫試驗箱體壁面分為3層內(nèi)、外層采用不銹鋼，中間夾層采用硅酸鋁；所述高溫試驗箱體上開設(shè)有供徑向力加載連桿和軸向力加載連桿穿過的孔，并且通過盤根密封組件進行密封。優(yōu)選地，所述環(huán)境模擬系統(tǒng)還包括熱電阻加熱器，放置在高溫試驗箱體內(nèi)，用于對高溫試驗箱體內(nèi)的氦氣加熱；氦氣輸入孔，用于向高溫試驗箱體內(nèi)充入所要求純度的氦氣；真空泵抽氣孔，用于在向高溫試驗箱體內(nèi)充氦氣前抽真空；配置在試驗主軸軸端上的風(fēng)扇，隨試驗主軸一起旋轉(zhuǎn)，以攪拌高溫試驗箱體內(nèi)的石墨粉塵，模擬實際工況下的石墨粉塵濃度；其中，所述高溫試驗箱體上的氦氣輸入孔、熱電阻加熱器所開的孔，通過焊接封住孔縫。優(yōu)選地，所述測量系統(tǒng)包括扭矩傳感器，用于測量試驗主軸的扭矩和轉(zhuǎn)速；氣壓表，用于測量高溫試驗箱體內(nèi)的氦氣壓力；熱電偶傳感器，用于測量高溫試驗箱體內(nèi)的氦氣溫度；試驗軸承溫度傳感器，用于測量試驗過程中試驗軸承的溫度。(三)有益效果本專利技術(shù)提供的高溫、無潤滑、氦氣氛圍下陶瓷軸承壽命驗證試驗裝置，具有以下優(yōu)占-^ \\\ ·( I)可以驗證陶瓷軸承在高溫、無潤滑、氦氣氛圍下的使用壽命；(2)試驗裝置重復(fù)利用性好，可對多種規(guī)格的陶瓷軸承進行壽命驗證試驗，節(jié)約成本。附圖說明下面參照附圖并結(jié)合實例來進一步描述本專利技術(shù)。其中圖I為根據(jù)本專利技術(shù)的高溫、無潤滑、氦氣氛圍下陶瓷軸承壽命驗證試驗裝置示意圖。圖2為根據(jù)本專利技術(shù)的壽命驗證試驗裝置中試驗軸承承壓套形狀示意圖。圖3為根據(jù)本專利技術(shù)的壽命驗證試驗裝置中支撐軸承支撐套形狀示意圖。其中1、變頻電機；2、扭矩傳感器；3、磁力傳動器；4、高溫試驗箱體；5、氣壓表；6、徑向液壓缸；7、軸向液壓缸；8、盤根密封組件；9、氦氣輸入孔；10、熱電阻加熱器；11、試驗臺支架；12、熱電偶傳感器；13、支撐軸承；14、試驗軸承；15、真空泵抽氣孔；16、風(fēng)扇；17、軸向力加載連桿；18、徑向力加載連桿；19、試驗主軸；20、支撐軸承支撐套；21、試驗軸承承壓套；22、試驗軸承溫度傳感器；23、承壓套止推孔；24、固定凸臺；25、支撐軸承支撐套底座。具體實施方式 下面結(jié)合附圖和實施例，對本專利技術(shù)的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本專利技術(shù)，但不用來限制本專利技術(shù)的范圍。如圖I所示，本專利技術(shù)實施例提供的高溫、無潤滑、氦氣氛圍下陶瓷軸承壽命驗證試驗裝置，包括傳動系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)、測量系統(tǒng)四大部分。傳動系統(tǒng)的作用是傳遞動力，驅(qū)動配置試驗軸承的試驗主軸旋轉(zhuǎn)，計算試驗軸承的壽命。加載系統(tǒng)的作用是按照實際載荷工況對試驗軸承進行加載。環(huán)境模擬系統(tǒng)是模擬實際使用環(huán)境中的高溫、無潤滑、氦氣、石墨粉塵。測量系統(tǒng)是對試驗過程中的環(huán)境參數(shù)和試驗軸承狀態(tài)參數(shù)進行測量。在本專利技術(shù)實施例中，傳動系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成變頻電機I、扭矩傳感器2、磁力傳動器3、支撐軸承13、試驗軸承14、試驗主軸19。其作用原理為試驗主軸19配置試驗軸承14，試驗主軸19由支撐軸承13支撐，由變頻電機I通過磁力傳動器3傳遞扭矩，帶動試驗主軸19旋轉(zhuǎn)。磁力傳動器3位于變頻電機I和試驗主軸19之間。為了保證試驗結(jié)果的可信度，支撐軸承13選用陶瓷軸承。其中，支撐軸承13內(nèi)徑比試驗軸承14內(nèi)徑小。在本專利技術(shù)實施例中，加載系統(tǒng)包括徑向加載系統(tǒng)和軸向加載系統(tǒng)。徑向加載系統(tǒng)包括徑向液壓缸6、徑向力加載連桿18 ;軸向加載系統(tǒng)包括軸向液壓缸7、軸向力加載連桿17。徑向加載系統(tǒng)的工作原理如下徑向液壓缸6通過徑向力加載連桿18向試驗軸承14施加徑向載荷。軸向加載系統(tǒng)的原理與此相同。為了實現(xiàn)所施加的載荷只由試驗軸承14承受，且為了保證試驗軸承14受力均勻，采取了如下措施I)增加試驗軸承承壓套21,其結(jié)構(gòu)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種陶瓷軸承壽命驗證試驗裝置，其特征在于，包括：傳動系統(tǒng)，用于傳遞動力，驅(qū)動配置有試驗軸承（14）的試驗主軸（19）旋轉(zhuǎn)，以計算試驗軸承（14）的壽命；加載系統(tǒng)，用于按照實際載荷工況對試驗軸承（14）進行加載；環(huán)境模擬系統(tǒng)，用于模擬實際使用環(huán)境中的高溫、無潤滑、氦氣、石墨粉塵；測量系統(tǒng)，用于對試驗過程中的環(huán)境參數(shù)和試驗軸承（14）狀態(tài)參數(shù)進行測量。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種陶瓷軸承壽命驗證試驗裝置，其特征在于，包括 傳動系統(tǒng)，用于傳遞動力，驅(qū)動配置有試驗軸承(14)的試驗主軸(19)旋轉(zhuǎn)，以計算試驗軸承(14)的壽命； 加載系統(tǒng)，用于按照實際載荷工況對試驗軸承(14)進行加載； 環(huán)境模擬系統(tǒng)，用于模擬實際使用環(huán)境中的高溫、無潤滑、氦氣、石墨粉塵； 測量系統(tǒng)，用于對試驗過程中的環(huán)境參數(shù)和試驗軸承(14)狀態(tài)參數(shù)進行測量。2.如權(quán)利要求I所述的試驗裝置，其特征在于，所述傳動系統(tǒng)包括變頻電機(I)、扭矩傳感器(2)、磁力傳動器(3)、支撐軸承(13)、試驗軸承(14)、試驗主軸(19)，其中，磁力傳動器(3)位于變頻電機(I)和試驗主軸(19)之間，由變頻電機(I)通過磁力傳動器(3)傳遞扭矩,帶動試驗主軸(19)旋轉(zhuǎn)，試驗主軸(19)由支撐軸承(13)支撐，試驗主軸(19)配置試驗軸承(14)，試驗軸承(14)位于高溫試驗箱體(4)內(nèi)。3.如權(quán)利要求2所述的試驗裝置，其特征在于，支撐軸承(13)為陶瓷軸承，并且支撐軸承(13)內(nèi)徑比試驗軸承(14)內(nèi)徑小。4.如權(quán)利要求2或3所述的試驗裝置，其特征在于，所述支撐軸承(13)配置支撐軸承支撐套(20 )，支撐軸承支撐套(20 )配置支撐軸承支撐套底座(25 )，支撐軸承支撐套底座(25)通過螺栓與高溫試驗箱體(4)內(nèi)的固定凸臺(24)連接，間接支撐試驗主軸(19)。5.如權(quán)利要求I所述的試驗裝置，其特征在于，所述加載系統(tǒng)包括徑向加載系統(tǒng)和軸向加載系統(tǒng)，徑向加載系統(tǒng)包括徑向液壓缸(6)、徑向力加載連桿(18),徑向液壓缸(6)通過徑向力加載連桿(18)向試驗軸承(14)施加徑向載荷；軸向加載系統(tǒng)包括軸向液壓缸(7 )、軸向力加載連桿(17 )，軸向液壓缸(7 )通過軸向力加載連桿(17 )向試驗軸承(14 )施加軸向載荷。6.如權(quán)利要求5所述的試驗裝置，其特征在于，所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張勤昭，王宏，李東炬，張海泉，刁興中，吳宗鑫，張作義，
申請(專利權(quán))人：清華大學(xué)，大連大友精密陶瓷軸承有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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