水冷装置在脂润滑轴承寿命强化试验中的应用

水冷装置在脂润滑轴承寿命强化试验中的应用李荣德１，张征１，陈洛娴２，姚树芬２（1.洛阳轴承研究所，河南，洛阳471039；2.东莞TR轴承有限公司，广东，东莞523009）摘要：根据脂润滑轴承在强化试验过程中温升变化过大的特点，而设计了特殊的冷却装置；以外球面试验机为样机，对其加载轴承进行冷却试验，并在相同载荷及转速条件下与非冷却时轴承温升进行了对比，验证此装置具有良好的冷却效果，可延长加载轴承的使用寿命，为今后对脂润滑轴承试验机进行更好的强化和模拟试验提供了条件。关键词：脂润滑；强化试验；外球面轴承；试验机；冷却装置；过盈配合ApplicationoftheWater-coolingDeviceintheGreaseLubricationBearingLifeIntensifiedTestLIRong-de１，ZHANGZheng１，CHENLuo-xian２，YAOShu-fen２（1.LuoYangBearinginstitute,LuoYang471039，China；2.DongGuangTRBearingCo.Ltd，DongGuang523009,China)Abstract:AccordingtothetemperatureoftheGreaselubricationbearingchangingalotinintensifiedtest,wehavedesignedaspecificcoolingdevice.Duringexperiments,weusedthespherical-surfacetesterasaprototype,anddidsomecoolingtestwhileaddingbearingonit.Comparedtothenon-coolingbearingwiththesameloadandrotatespeed,wehaveverifiedthattheprototypehasgoodcoolingeffects,alsocanprolongthelifeofbearings.Thiscanbeabasisfordoingbetterintensifiedandimitatedtestonthegreaselubricationbearingtester.Keywords:Greaselubrication,Intensifiedtest,Spherical-surfacebearing,Tester,Coolingdevice,Interferencefit1前言在轴承进行寿命强化试验过程中，为了使轴承正常运转，避免零件表面直接接触，减少轴承内部的摩擦及磨损，提高轴承性能，延长轴承的使用寿命，必须对轴承进行润滑[1]。轴承的润滑主要分为脂润滑、油润滑和固体润滑等，尤其是对轴承进行寿命强化试验时，轴承的转速与载荷远远大于其正常工况下的转速和载荷，这时润滑显得更为重要。在进行试验时，油润滑的轴承温升变化不大，但在脂润滑的情况下，轴承的温度升变化特别明显。而温度过高，则很容易引起整个试验数据的失真，甚至有可能损坏乃至破坏整个试验，更严重的是有可能使轴承卡死，烧坏整个电器控制系统，为此，我们对脂润滑的轴承试验机设计了一套水冷却装置。下面以带座外球面轴承试验机为样机进行水冷却试验。带座外球面轴承试验机是洛阳轴承研究所研发的一种实用新型试验机[2-3]，该试验机结构简单、装拆方便、载荷精度高，受到了用户的一致好评。但外球面轴承在进行寿命试验时，其试验载荷大（一般为动载荷的30％)、速度高（一般为极限转速的60％），因此在选用加载轴承（陪试轴承）也必须具有承载能力大、极限转速高的特点[4-6]。而在大载荷及高速条件试验下，加载轴承的温度也相应增加，这就有可能使加载轴承受到损坏乃至破坏整个试验。为此，我们通过对加载轴承增加冷却装置，来分析此结构的特点及冷却效果。2冷却装置的结构特点如图1所示，冷却装置主要是把原加载体分成加载套1和衬套4两个零件。在加载套的内壁上铣有一螺旋槽，螺旋槽两端分别接有一管接头，即进水口3和出水口7。然后把衬套压入加载套，形成一个螺旋空腔2，此处衬套与加载套的装配关系为过盈配合，不得有渗水现象。在螺旋腔的进水口注入冷却水，并沿着螺旋槽从出水口排出，在水流动的过程中，把加载轴承5在运转过程中产生的热量带走，从而起到冷却的效果。1—加载套；2—冷却水腔；3—进水口；4—衬套；5—加载轴承（2套）；6—温度传感器（2支）；7—出水口；8—旋转轴图1冷却装置结构简图3冷却性试验为了验证此装置的冷却效果，特对带座外球面轴承UCP213的试验头进行了对比试验。此试验头的加载轴承型号为6313-2RZ。试验时环境温度为15℃，冷却水初始温度为15℃，冷却水的流量为0.62L/min。试验方案及结果如表１所示表1不冷却与水冷却时的试验数据对比序号载荷（kN）转速(r/min)1号加载轴承温度（℃）2号加载轴承温度（℃）1号试验轴承温度（℃）2号试验轴承温度（℃）不冷却时水冷却时不冷却时水冷却时不冷却时水冷却时不冷却时水冷却时129110045.720.543.920.531.227.132.328.222980039.320.238.019.930.225.330.826.232960035.820.034.519.826.924.82825420110037.520.436.219.930.92530.125.552080033.819.732.519.527.624.127.324.862060031.819.530.819.126.122.626.523.6710110036.619.435.319.129.92230.323.581080032.319.131.818.826.221.327.12291060029.718.728.818.525.920.226.221.1对表１中的数据结果进行分析处理，我们可以得出载荷和转速与温度的关系，如图2和图3。由图2可知，随着转速和载荷的增加，温度升高的幅度非常明显[7-8]，而由图３可知，随着转速和载荷的增加，但温度升高的幅度非常缓慢。这一对比说明此装置起到了良好的冷却效果。图2载荷对温度的影响图3转速对温度的影响4结束语通过试验数据来看，此装置具有很好的冷却效果，其延长了加载轴承的使用寿命，提高了外球面轴承强化试验的可行性，保证了试验数据的可靠性，降低了试验成本。参考文献：[1]洛阳轴承研究所.全国滚动轴承产品样本（M）.机械工业部.2000（7）.[2]张征，李荣德，郁亚南，等.一种外球面轴承试验机[P].中国.ZL200620031797-2.2007-5-16[3]李荣德，殷政伟，贾虹.带座外球面轴承寿命试验机[J].轴承.2008（6）.43-44.[4]王辛成.带座外球面轴承[J].轴承.1990（6）.22-23[5]程东升，李兴林，张仰平，等.带座外球面轴承模拟试验研究[J].轴承.2006(9).28-29.[6]程东升，李兴林，张仰平，等.带座外球面轴承的寿命试验[J].轴承2007(5).31-32.[7]汪久根，王庆九，章维明.滚动轴承动力学的研究[J].轴承.2007（3）.43-48.[8]宁练，周子民.滚动轴承内部温度状态监测技术[J].轴承.2007（2）.28-30.