GPM-30A高速滚动接触疲劳摩擦磨损试验机.doc

ＧPM-３0A技术方案

设备名称：微机控制滚动接触疲劳试验机(外观参考图)

主要用途

GPＭ-30Ａ微机控制滚动接触疲劳试验机主要用于模拟滚动接触零件(如轴承、轮轨、轧辊等）工况得失效试验,将一恒定得载荷施加于滚动或滚动加滑动接触得试样,使其接触表面受到循环接触应力得作用。通过控制与改变负荷、速度、滑差率、时间、摩擦配偶材料、表面粗糙度、硬度等参数得情况下进行测试，以评定试样材料得疲劳破坏机理,评价材料在滚动接触状态下得疲劳寿命,并可完成齿轮接触疲劳、轴承接触疲劳、轮轨磨耗试验等。现该设备已在多家高校、科研机构、生产企业投入使用,高校主要用于科学研究及教学实验。

该机为卧式框架结构,由变频电机控制加载与旋转,各试验参数实现单元化设置,操作方便，试验读数准确可靠,通过工业控制计算机可进行各参数设置、控制,可实时显示摩擦力矩-时间、试验力－摩擦系数等曲线,并记录、存储、打印试验曲线。

适用标准

GＢ/T1062２－１98９《金属材料滚动接触疲劳试验方法》

ＹB/Ｔ5345-20０6《金属材料滚动接触疲劳试验方法》

JB/T10５10-2005《滚动轴承材料接触疲劳试验方法》

结构简述

试验机主要由主动轴运动系统、陪试轴运动系统、试验力加载系统、测量系统、润滑系统及冷却系统、摩擦副装夹部分、电气控制箱、工业控制计算机测控系统等部分组成。试验机下部就是机座,机座左上部装有下主轴及其驱动系统,机座中部装有油缸、活塞。机座右后上部装有上主轴及其驱动系统,强电控制系统安装在机座内。主液压油源及润滑油源位于主机得后部，通过液压油路及控制电缆等与试验主机相连接。电气控制箱完成信号得采集、变换、传输任务,通过串口电缆与工业控制计算机测控系统连接。

图1?主机结构图

1—齿轮箱(改变滑差率)２—陪试运动系统３—液压作动器

4—循环油箱５—主动轴运动系统６—液压泵站

7—固定齿轮箱８—工作台9—机架１0—壳体1１—调整垫铁

3、1主动轴驱动系统及工作原理

图２ 主动轴运动部分结构参考图

主动轴运动部分卧式安装于主机工作台之上。该机得标准配置摩擦副形式为环与环,下试环（3）装于主动轴(４)前端,并由固定螺母(1)与挡圈(2)紧固,可随主动轴以一定得转速旋转。主动轴通过弹性联轴器(6)(8）与转速转矩传感器(7)串联,再通过弹性联轴器(10）与齿轮箱连接,由变频电机(１１)驱动。电机由驱动器控制，试验过程中恒转矩输出,转速自100r／ｍin至１50０r/min，具有无级可调得特点。

３、２摩擦力矩测量装置

当试环旋转,并且试环之间有一定得压力时,二者之间便会有摩擦力矩产生,此摩擦力矩通过主轴（4)、联轴器(6)作用在转速转矩传感器(7）上,再有控制系统采集处理，最后在操作软件界面上“摩擦力矩”对话框中显示,当摩擦力矩超设定值,试验机会启动自动停车功能。

３、３陪试轴驱动系统及工作原理

图3?陪试轴运动部分结构参考图

变频电机(１)驱动齿轮轴(4)带动齿轮(3)通过过渡齿轮（2)与齿轮（16)传递带动传动轴(15）旋转,同时通过一对齿轮(１2)(10）啮合带动陪试主轴(8)同步旋转,试环（７)通过固定螺母(5)与挡圈(6)紧固于陪试主轴(８)端部。传动轴组件通过左、右轴承座体（9)(14)固定于工作台上，陪试主轴(8)安装于杠杆保持架(13)一端,杠杆保持架(１3)可以传动轴（15)为支点做杠杆运动以传递试验力。（1１)为止动销,插入止动销,在试验过程中可以防止陪试主轴得转动。

3、4试验力微控液压加载系统

图4?试验力加载系统

液压加载系统主要有液压泵站（7)与作动器部分(４)组成。油缸活塞上升，通过钢球（3)加载于承压块（2)上，杠杆保持架(6)以传动轴为支点带动一端得陪试轴向下传递试验力于主动轴端,分别与陪试轴端与主动轴端紧固得上、下试环间则产生试验力。试环与试块之间得压力,由负荷传感器测量，并在控制面板“试验力”窗口上显示出来,该试验力可通过计算机控制系统进行预置、反馈,实现自动控制。承压块(2）由紧定螺钉（１）紧固。手柄(８)方便试验过程中得操作。限位柱（5)为杠杆保持架(6)下行限位之用,可避免碰撞。

本试验机就是通过液压油缸得活塞来对试环施加压力负荷,为了适应长时间负荷试验得要求,本机采用了负荷保持阀得结构。试验力得施加就是通过微机对液压系统进行控制实现自动加载得。微机控制步进电机,步进电机带动一对减速比为１6:1得行星齿轮运动副,通过丝杆得转动拉动微控负荷保持阀得阀芯，使试验机得系统压强增大，根据,