滚动轴承疲劳寿命试验台的设计
滚动轴承疲劳寿命试验台[实用新型专利]
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(10)授权公告号(45)授权公告日 (21)申请号 201520544772.1(22)申请日 2015.07.26G01M 13/04(2006.01)(73)专利权人华东交通大学地址330013 江西省南昌市昌北经济技术开发区双港东大道808号(72)发明人张龙 胡俊锋 熊国良(54)实用新型名称滚动轴承疲劳寿命试验台(57)摘要本实用新型公开一种滚动轴承疲劳寿命试验台，属于故障检测技术领域。
本实用新型为滚动轴承性能退化评估研究提供一个有效的试验验证平台。
驱动电机安装于试验台架下方，通过V 带驱动传动轴旋转，主系统固定于试验台架上方，加载装置安置于主系统上方，通过砝码-杠杆进行加载。
本实用新型可对单套或多套滚动轴承进行疲劳寿命试验，且可针对性地对各套滚动轴承分别施加不同压力。
加载装置采用砝码-杠杆形式，将载荷等比例增加且载荷值稳定不变，易于操作与控制。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 204944839 U 2016.01.06C N 204944839U1.一种滚动轴承疲劳寿命试验台，其特征在于：该试验台包括驱动电机，主系统，试验台架及加载装置;驱动电机安装于试验台架的下部，主系统位于试验台架上部;驱动电机主轴上大带轮与主系统中小带轮通过V带连接传动;加载装置通过试验台架上的杠杆安装位铰接，与主系统上测试轴承座面接触并施加载荷。
2.根据权利要求1所述的一种滚动轴承疲劳寿命试验台，其特征在于：所述大带轮与小带轮直径比为1.7:1，为增速过程。
3.根据权利要求1所述的一种滚动轴承疲劳寿命试验台，其特征在于：所述主系统包含传动轴及输出轴，均通过2个支撑轴承座安装于试验台架上;两者通过凸缘联轴器连接传动;每个支撑轴座底部设有导向槽，通过导向螺栓可限定支撑轴承座的轴向位置;支撑轴承座两侧均安装有调节装置，其上调节螺栓对支撑轴承座的径向位置进行调节，进而调控主系统安装位置;导向螺栓与调节螺栓的双向操作可消除主系统上轴心不对中现象。
滚动轴承故障模拟实验台设计方案
滚动轴承故障模拟实验台设计方案一．课题简介：结合旋转机械故障模拟实验台的结构特点,进行滚动轴承故障模拟实验台和试件的结构设计,并对各个组件进行详细的功用分析.二．课题准备：1．滚动轴承的结构：滚动轴承由套圈（内圈和外圈）、滚动体（球或滚子）以及保持架构成。
即：相对的两个套圈之间放置若干个滚动体，通过保持架使滚动体保持一定间隔，进行滚动运动。
滚动体的形状，除球之外，还有圆柱滚子、滚针、圆锥滚子以及鼓形球面滚子。
从几何学讲，滚动体与内外圈滚道是点（球）或线（滚子）接触。
滚动体在内外圈滚动面上进行滚动运动，并公转。
滚动体与套圈是以其滚道面的接触面支撑轴承所承担的负荷。
保持架并不直接承受负荷，只是用以保持滚动体的正确位置及等间距，同时防止安装轴承时滚动体脱落。
2．滚动轴承的分类：滚动轴承按滚动体形状可大致分为：球轴承和滚子轴承。
球轴承按套圈结构可分为：深沟球轴承、向心推力球轴承、推力球轴承等；滚子轴承按滚子形状可分为：圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承等。
此外，按承受负荷方向可分为：承受径向负荷的向心轴承和承受轴向负荷的推力轴承。
（其他分类方法暂不列举）3．滚动轴承的安装：轴承的安装是否正确，影响着精度、寿命、性能。
因此，设计及组装部门对于轴承的安装要充分研究。
希望要按照作业标准进行安装。
作业标准的项目通常如下：（1）清洗轴承及轴承关连部件（2）检查关连部件的尺寸及精加工情况（3）安装（4）安装好轴承后的检查（5）供给润滑剂这些也是造成轴承故障的原因。
三．课题研究（滚动轴承常见故障及原因分析）：1.故障形式（1）轴承转动困难、发热；（2）轴承运转有异声；（3）轴承产生振动；（4）内座圈剥落、开裂；（5）外座圈剥落、开裂；（6）轴承滚道和滚动体产生压痕。
2.故障原因分析（1）由于装配前的检查不仔细，轴承在装配前未先清洗并认真检查轴承的内外座圈、滚动体和保持架，导致有生锈、毛刺、碰伤和裂纹；未检查轴承间隙是否合适，转动是否轻快自如，有无突然卡止的现象；同时检查轴径和轴承座孔的尺寸、圆度和圆柱度及其表面是否有毛刺或凹凸不平等。
浙师大 滚动轴承实验报告
Fa 2 Fd 2
当时，同前理，被“放松”的轴承 1 只受其本身派生的轴向力 Fd1，即
（11）
Fa1 Fd 1
而被“压紧”的轴承 2 所受的总轴向力为
（12）
Fa 2 Fd 1 Fae
（13）
图 7 接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向的分析 综上可知， 计算角接触球轴承和圆锥滚子轴承所受轴向力的方法可以归结为： 先通过派生轴向力及外加轴向载荷的计算与分析，判定被.‘放松”或被“压紧” 的轴承； 然后确定被 “放松” 轴承的轴向力仅为其本身派生的轴向力， 被 “压紧” 轴承的轴向力则为除去本身派生的轴向力后其余各轴向力的代数和。 轴承反力的径向分力在轴心线上的作用点叫轴承的压力中心。图 7 a）b）两 种安装方式， 对应两种不同的压力中心的位置。但当两轴承支点间的距离不是很 小时，常以轴承宽度中点作为支点反力的作用位置，这样计算起来比较方似于滚动体的受载情况，可用图 6 示意地描述。 (三)滚动轴承组合设计计算 左、右滚动轴承可轴向移动，均装有轴向载荷传感器，可通过电脑或数显测试 并计算单个滚动轴承轴向载荷与总轴向载荷的关系； 进行滚动轴承组合设计计算。 1、滚动轴承的当量动载荷 滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的运转条件下确定的，如载荷条件为： 向心轴承仅承受纯径向载荷 Fr，推力轴承仅承受纯轴向载荷 Fa。实际上，轴承 在许多应用场合，常常同时承受径向载荷 Fr 和轴向载荷 Fa。因此，在进行轴承 寿命计算时， 必须把实际载荷转换为确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的当 量动载荷，用 P 表示。这个当量动载荷，对于以承受径向载荷为主的轴承，称为 径向当量动载荷，用 Pr 表示；对于以承受轴向载荷为主的轴承，称为轴向当量 动载荷，用 Pa 表示。当量动载荷 P（Pr 或 Pa）的一般计算公式为
轴承滚子四线摩擦副滚动接触疲劳寿命试验台架设计
旦 Ｅ￣。 ｂ ／１． ，ｌ 一 ＇ｐ ：ｒ３ ６ Ｑ
力推导出计算公式为
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对 于 钢制 滚 子 ， 据 以上 线 接 触 最 大 接 触 应 根
３ （） ５ ，
间存在滚滑状态 ， 这会降低滚子 的接触疲劳寿命 ，
导致测试结果的不确定性 。 Ｊ
现研 制 了四线摩 擦 副 接触 式 纯 滚 动 强 化疲 劳
荷、 速度等） 不会发生变化； 由于试验机 系统 的一
些基本零部件及加载机构 同样存 在破 坏 的问题 ，
寿命试验机 ， 其克服 了传统试验机的缺点 ， 可用 于
的速度关 系不 恒 定 ， 以试 验 滚 子 与 陪 试 滚 子 之 所
ｌ 试 验 机 总体 设 计
通 常要求 滚 动接 触疲 劳 寿 命试 验 机 具 有一 些
特殊 的性能 ， 以达 到对 滚动疲劳寿命 较精确 的测 量。每次试验时试验机都要作长 时间的运转， 这 就要求试 验机 在无人监 控时 ， 其试验参数 （ 如载
蓬 Ｉ ｝
０． ５ １Ｏ ． ２Ｏ ． ３０ ．
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４０ ．
子 的疲劳寿命 ， 可以更好地分析滚子的失效原 因。
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ｐ ｒｏ ａ ｃ ｔｂ ａ ｉ ｇ ｒ ｌ ｒ ｄ ｒ ｍ ｉ ｅ ｅ ｔｍａｅ ａ ｓ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｒ ｏｌ ｓ ｍａ ｅ ｆ ｍ ｎ ｅ ｏ ｄｆ ｒ ｎ ｔ ｒ ． ｆ ｉ ｌ
滚动轴承试验台动载荷加载装置
滚动轴承试验台动载荷加载装置1. 引言1.1 背景介绍现代滚动轴承在机械设备中的应用广泛，其性能对设备的稳定运行和寿命有着至关重要的影响。
为了准确评估轴承的性能，需要进行各种试验，其中动载荷加载试验是其中重要的一项。
动载荷加载试验可以模拟轴承在实际工作中受到的载荷情况，评估其承载能力和工作稳定性。
传统的动载荷加载试验设备存在一些问题，如载荷加载不均匀、难以精确控制载荷大小等。
研究和设计一种新型的滚动轴承试验台动载荷加载装置势在必行。
本研究旨在针对现有问题，设计并制造一种具有稳定性高、载荷加载均匀、载荷大小可调的试验台动载荷加载装置，以提高轴承试验的准确性和可靠性。
通过本研究，我们希望可以为滚动轴承试验提供一种高效、精准的载荷加载装置，为轴承研究和工程应用提供可靠的数据支持。
本研究的背景介绍到此结束。
1.2 研究意义滚动轴承试验台动载荷加载装置的研究意义主要体现在以下几个方面：滚动轴承在机械领域中起着非常重要的作用，承载着机械设备的动态载荷，因此对滚动轴承进行有效的测试和评估是非常必要的。
通过研究滚动轴承试验台动载荷加载装置，可以更好地了解滚动轴承在实际工作中的性能表现，进一步提高机械设备的工作效率和寿命。
随着科技的发展和工业的进步，对机械设备的要求也越来越高，因此需要不断改进和优化滚动轴承试验台动载荷加载装置，以满足不同领域的需求。
通过研究滚动轴承试验台动载荷加载装置的设计与制造，可以为工程技术人员提供参考和借鉴，促进机械设备的创新和发展。
滚动轴承试验台动载荷加载装置的研究将有助于提高工程技术人员对滚动轴承工作原理的理解，促进相关技术的推广和应用。
通过对滚动轴承试验台动载荷加载装置的性能测试和结果分析，可以为工程技术人员提供实用的参考依据，为机械设备的设计和生产提供支持。
1.3 研究目的研究目的是为了解决滚动轴承试验台动载荷加载装置在实际使用过程中可能遇到的问题，提高其稳定性和性能，从而使其能够更好地满足工程需求。
滚动轴承疲劳寿命试验台的设计
第1章绪论1.1课题研究的目的和意义滚动轴承是机器运转中重要的零部件，是旋转结构中的重要组成部分之一，具有承受载荷和传递动运动的作用。
可是，滚动轴承是机器运转时主要故障来源之一，有数据结果分析表明：旋转机器中有35%的故障都与轴承的失效相关，轴承能够使用多久和可靠性的大小直接影响到机器系统的整体性能。
为此在对轴承的加速老化试验和加速寿命试验，对于研究轴承的故障演变规律和失效原理有着很重要的意义。
在20世纪前期，Lundberg和Palmgren对5210的滚动轴承做了很多试验，根据1400多套滚子轴承、球轴承的寿命试验结果，在Weibull分布理论的基础上，通过研究得到了寿命与负载的方程式，称为L-P公式。
伴随我国轴承制造技术的不断发展，轴承的几何结构和制造精度得到了相当高的提升和改进。
目前，在市场上有几百种不一样型号的滚动轴承。
现在的5210轴承钢的材料和制造精度比以前的要好，而且现在在材料的选择上已近不局限于轴承钢。
现在生产轴承的原料包括合金钢，陶瓷，轴承钢和塑料等。
为此，为了评估新材料的处理工艺，新材料和新几何结构的滚动轴承的磨损寿命，还得对滚动轴承做疲劳寿命试验。
另外由于加工技术的提高和材料科学的发展，使用时润滑条件的改善，轴承能够使用的时间越来越长。
来自工业和武器等方面的需求也助推了滚动轴承箱相当好的方向发展。
比如发电设备，排水设备等要求轴承工作时间连续不间断的十几二十几的小时不间断的无故障运行10000-20000个小时，折算一下相当于与连续工作11-22年并且中间没有出现任何故障，即使是电动工具、一般机械和家用电器等对寿命的要求相对较低的使用场景也要求轴承无故障的间断或不间断的工作4000-8000小时。
因此，在很多情况下，研究轴承的寿命必须利用加速疲劳寿命试验方法来获得轴承在高应力的疲劳寿命，并且通过加速实验的结果来估计不一样应力水平下的疲劳寿命，以减少试验时的成本和时间。
1.2 国内疲劳试验台的现状国内最早的疲劳寿命试验平台产品都是从前苏联引进，采用剖分式试验主体，在国内称之为第一种机型。
滚动轴承疲劳寿命及可靠性强化试验技术现状及发展
滚动轴承疲劳寿命及可靠性强化试验技术现状及发展滚动轴承是广泛应用的重要机械基础件,其质量的好坏直接影响到主机性能的优劣,而轴承的寿命则是轴承质量的综合反映,在中国轴承行业“十一五”发展规划中,重点要求开展提高滚动轴承寿命和可靠性工程技术攻关;低载荷、高转速的传统轴承寿命试验方法周期长、费用高且试验结果的可靠性差,而强化试验则在保持接触疲劳失效机理一致的前提下,大大地缩短试验时间,降低了试验成本,从而加快了产品的开发周期和改进步伐,因此轴承寿命强化试验受到越来越多的关注、研究和应用;轴承快速寿命试验包含了比轴承寿命强化试验更为广泛的内涵,它不仅在寿命试验方面,而且在寿命试验的设计,寿命数据的处理、分析,寿命的预测评估,轴承失效的快速诊断、分析、处理等系统技术方面具有更新更广的内容;轴承寿命理论的现状及发展早在1939年,Weibull提出滚动轴承的疲劳寿命服从某一概率分布,这就是后来以其名字命名的Weibull分布,认为疲劳裂纹产生于滚动表面下最大剪切应力处,扩展到表面,产生疲劳剥落,Weibull给出了生存概率S与表面下最大剪切应力τ、应力循环次数N和受应力体积V的关系：1瑞典科学家Palmgren经过数十年的数据积累,于1947年和Lundberg一起提出了滚动轴承的载荷容量理论,又经过五年的试验研究,该理论才得以完善;该理论认为接触表面下平行于滚动方向的最大交变剪切应力决定着疲劳裂纹的发生,考虑到材料冶炼质量对寿命的影响,同时指出：应力循环次数越多、受力体积越大,则材料的疲劳破坏概率就越大,提出了统计处理接触疲劳问题的指数方程：2式中 S——轴承使用寿命τ0——最大动态剪切应力振幅z0——最大动态剪切应力所在的深度c、e、h——待定指数,由轴承试验数据确定V——受应力体积N——应力循环次数,以万次计经过推导和大量轴承试验数据分析,获得Lundberg-Palmgren额定寿命计算公式：3式中 L10 ——基本额定寿命,百万转Cr ——基本额定动载荷,NP ——当量动载荷,Nε——寿命指数,球轴承取3,滚子轴承取10/3该公式1962年已由ISO列为推荐标准,并于1977年修正为正式的国际标准ISO 281/1－1977;L-P模型能很好地解释滚动轴承失效机理和预测寿命,但是随着技术的发展,特别是炼钢技术的极大提高,使得轴承的实际寿命比计算寿命大很多,人们经过研究发现轴承经过长时间的运转后,也可以从表面产生裂纹,然后向深处扩展;20世纪70年代初,Chiu P和Tallian T E提出了考虑表面的裂纹生成方式的接触疲劳工程模型,该模型可以解释一些L-P模型难以解释的问题,例如表面粗糙度、弹流油膜厚度、切向摩擦牵引力以及润滑介质存在污染物等情况对接触疲劳的影响;20世纪80年代,Ioannides E和Harris T A在引进了材料疲劳极限应力和考虑应力体积内各点应力及其深度的情况下,给出了I-H模型,该模型比L-P模型考虑的更加细致和接近实际情况;但Zaretsky E V认为该模型高估了轴承的寿命;Zaretsky E V提出的基于Weibull模型基础上的修正模型、Cheng W Q和Cheng H S提出的用疲劳裂纹产生的时间来表示轴承寿命的C-C模型、Tallian T E提出的T模型、Yu W K和Harris T A提出的Y-H模型都从不同的角度提出了对寿命的预测方法; 20世纪80年代,瑞典SKF轴承公司的研究人员在L-P理论的基础上得出了通用的轴承寿命计算模型,而L-P模型仅是该理论模型的一种特殊情况;该新寿命理论数学模型在1984年ASME/ASCE联合润滑会议上发表;该理论可用下式表示：4式中σu——为材料疲劳极限应力σ——疲劳裂纹产生的诱发应力,可为最大交变剪切应力,最大静态剪应力,最大八面剪切应力VR——受应力体积区域Z'——为应力σ所在的平均深度N——应力循环次数,以百万次计SN——轴承使用概率A——常数c、e、h——待定指数,由轴承试验数据确定该理论引入了局部应力和材料疲劳极限的概念,计算的出发点是局部应力,更加符合疲劳强度的设计思路,按照该理论,计算额定寿命简化式可表示为：5其中aSKF为寿命调整系数,它包括了润滑、污染、疲劳极限和轴承当量动载荷之间的复杂关系,它的值由污染系数ηc、轴承疲劳极限载荷Pu、当量动载荷P 和粘度系数K之间的函数关系给出;ηc系数则考虑了润滑剂的污染及其对轴承寿命的影响;目前这一理论仅在SKF内部使用;在国际标准ISO 281:1990中也给出了修订的额定寿命计算式：Lna=a1axyzL106该修订公式中的修正系数axyz考虑到材料、润滑、环境、杂质颗粒、套圈中内应力、安装和轴承载荷等因素对轴承寿命的影响;目前该修正式已被我国正式引用并作为我国滚动轴承行业产品寿命的推荐性文件;科学准确地预测轴承疲劳寿命一直是机械工程学者关心又难以解决的难题,三参数Weibull分布和修正的Palmgren-Miner疲劳损伤累积法将是滚动轴承应用中亟待研究的课题,同时建立关于轴承疲劳机理研究、失效因素分析、材料冶炼加工工艺、试验数据分析等的数据库也是任重道远;轴承寿命快速试验机的现状及发展20世纪早期,我国轴承行业一直沿用前苏联的ZS型轴承寿命试验机进行轴承寿命试验,这种试验机的性能已明显落后于试验发展需要;从美国引进的F&M 5″新型滚动轴承疲劳寿命试验机除了价格昂贵外,还采用气动高压动力源和60Hz的电频率,不太适合中国的国情;因此在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B10-60R及其改进的ABLT系列滚动轴承疲劳寿命强化试验机,大大地推进了中国轴承行业轴承寿命试验系统技术的进步;1. ZS型和F&M 5″型滚动轴承疲劳寿命试验机主要性能参数ZS型滚动轴承疲劳寿命试验机的主要性能参数见表1ZS型和F&M 5″型滚动轴承疲劳寿命试验机的性能比较见表2;2. ABLT-1B10-60R型滚动轴承疲劳寿命强化试验机主要性能参数与ZS型和F&M 5″型滚动轴承疲劳寿命试验机相比,ABLT-1B10－60R型试验机主要作了如下改进：1在 F&M 5″型试验机的基础上,设计一套在径向和轴向都装有薄膜油缸的试验头座组合件,加载油缸传递推力时有调整件和补偿件,保证了精度;设置手动辅助返回动作机构,以利试验头的顺利装拆等;2传动轴由两套深沟球轴承悬臂支撑,传动轴一端固定,一端游动,用弹簧消隙,电动机座部件支撑倒悬,结构紧凑,增加减振措施,增强了稳定性;3加载系统采用薄膜式液压缸,占用空间小、成本低,同时液压缸进出油口安装电磁换向阀,便于自动控制;4温度记录装置和振动信号处理装置等附属装置挂于机架上;该型号试验机的主要性能参数如表3所示;3. ABLT系列滚动轴承疲劳寿命强化试验机主要性能参数在消化吸收和改进各种轴承寿命试验机的基础上,我国自行设计研制的ABLTAccelerated Bearing Life Tester系列滚动轴承疲劳寿命强化试验机,具有完全自主知识产权的新型轴承寿命试验技术和方法,通过个性化设计,能满足大多数滚动轴承疲劳寿命强化试验的需要;其主要性能参数如表4所示;20世纪90年代以前,我国的轴承行业一直沿用前苏联的ZS型试验机和试验规范进行轴承的寿命试验,该试验技术试验精度低、加载系统不稳定、没有自动控制系统,远远不能满足大量试验工作的需要;ABLT-1寿命强化试验机试验技术一定程度地采用了自动化控制技术,具有操作方便、精度大大提高、使用可靠、减少了劳动强度;ABLT系列疲劳寿命强化试验机吸收了以前试验技术的优点,进一步加强和完善了自动化控制水平;目前这一轴承寿命强化试验系统技术已被瓦房店轴承集团有限公司检测试验中心、宁波摩士轴承研究院、重庆长江轴承工业有限公司、中国石化润滑油公司天津分公司、杭州诚信汽车轴承有限公司等国内外众多用户广泛认可并应用;在ABLT系列试验机的基础上,进一步开发A2BLT+F2ASTAutomatic Accelerated Bearing Life Tester & Fast Failure Analysis System Technology 寿命强化试验机和进一步研究开发包括快速失效诊断技术、快速失效分析技术、快速失效处理技术等三大方面技术,将是我们轴承行业试验机研发的下一个重要的课题;轴承快速寿命试验技术现状及发展由于影响轴承寿命的因素太多、太复杂,而轴承疲劳寿命理论仍需进一步完善,因此进行寿命试验成为评定轴承寿命的主要手段;相对于SKF、INA/FAG、Timken/Torrington、NSK等国外公司,我国轴承寿命试验起步较晚,对失效机理等基础理论研究不足,目前尚处于大量积累试验数据的阶段;但是经过十几年的努力和发展,我国的轴承寿命试验技术已经得到了较大的发展并有很大的发展前景;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;在此后的很长时间内这些试验方法成为保障产品可靠性的主要手段;但由于环境模拟耦合作用的复杂性、高成本以及试验结果的滞后性,使得该类模拟试验技术丧失了一定的优势;与模拟试验的思路相反,环境应力激发试验则是用人为的施加环境应力的方法,加速激出并清除产品潜在缺陷来达到提高可靠性的目的;从早期的高温、温度循环、温度冲击等激发试验的形式,发展为现在公认的高温变率的温度循环和宽带随机振动,试验所施加的应力不必模拟真实环境,只要激发的效率越高越好;随着该试验技术的蓬勃发展,有人试图用标准的形式来加速这一技术的发展,但这种思路容易将试验方法重新拉回到模拟试验的轨道上去,况且不同的缺陷类型和不同失效机理必须使用不同的应力筛选方案来进行,因此这种以标准试验方法来规范试验的方法是不可取的;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;实践证明,该方法效果显着,并且与常规试验技术具有等效性和可比性;前苏联、瑞典的SKF、日本的NSK、NTN、英国的RHP现为日本NSK-RHP、奥地利的STEYR现为SKF-STEYR、美国的SKF和F&M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,如表5所示;模拟试验技术近年来得到广泛的重视,但是模拟试验成本较高、周期太长和模拟耦合的复杂性,使得模拟试验呈积木式、模块化方向发展;激发试验技术虽然国外有一定的研究,但是国内轴承行业目前还很少做过该类试验,同时这种试验方法目前都是在设计没有缺陷的前提下,针对生产过程的缺陷,对于设计缺陷还不能很好的排除;试验技术的智能化和个性化将是轴承寿命试验技术将来的发展方向,根据特定的试验条件,设定转速谱和载荷谱等以满足试验的要求,同时应用人工智能和专家系统等知识库技术来进行智能化处理;2005年10月,第一作者曾赴欧洲考察三周,在德国慕尼黑技术大学等培训学习汽车模拟试验技术,并实地考察了INA/FAG 轴承公司、KLUBER润滑脂公司及其测试中心的模拟试验现场情况,对此有了更深刻的感悟;轴承寿命试验数据处理及发展由于轴承寿命非常离散,一批同结构、同材料、同热处理、同加工方法的轴承在相同的工况下,其最高寿命和最低寿命相差几十倍甚至更多,因此对疲劳寿命试验数据需要用数理统计方法进行处理;近似服从滚动轴承疲劳寿命的理论分布有韦布尔W. Weibull分布以及对数正态分布寿命值取对数后符合正态分布等,但由于韦布尔分布更加接近于寿命试验结果,而且数据处理比较方便,所以目前论述轴承寿命的分布时,绝大多数用二参数的韦布尔分布,其分布函数为：7式中 FL——在规定的试验条件下,轴承运转到L小时而破坏的概率b——韦布尔分布斜率,描述轴承寿命的离散性和稳定性v——韦布尔分布的特征寿命,即当FL=时对应的轴承寿命小时数L——轴承出现疲劳破坏时运转小时数;早期国内主要依据JB/T7049-1993标准中提出的数据处理方法,利用最佳线性不变估计、最大似然估计法或Weibull图法,估计出轴承寿命的韦布尔参数b和V,从而求出试验寿命和可靠性等参数;这种方法较为准确,适合于完全试验、定数截尾试验、分组淘汰等试验的数据处理,但是使用该方法需要一定数量的试验数据,否则不能准确地估计出真实的轴承寿命;JB/T7049-1993现修订为JB/T50013-2000;JB/T50093-1997推荐了另外一种数据处理思路,即先假设韦布尔斜率,设置了质量系数、检验水平、接受门限、拒绝门限等参数,从而减少了很多以前烦琐的数据处理,较适用于定时截尾的试验方法,可以减少试验失效套数,减少试验时间,节约试验费用,但是使用范围有一定的局限性,且与别的数据处理方法的处理结果有一定的差距;第一作者用JB/T50093-1997规定的方法、图估计法、最佳线性无偏估计法、最佳线性不变估计法、最大似然估计法以及最小二乘法等六种方法对几组试验数据进行处理,得到b和v的估计值并加以比较,结果表明最小二乘法的偏差较大,其他几种方法的估计结果差别不大,因此用以上几种方法对轴承寿命进行估算时,关键还是收集数据的正确性;无失效数据的bayes分析法和无失效数据的配分布曲线法正在受到人们的关注和研究;杭州轴承试验研究中心有限公司企业博士后科研工作站试图与国内外着名高等院校合作,以市场为导向,产学研合作共赢的合作模式,在滚动轴承性能寿命的检测试验、故障诊断、寿命预测等相关领域进行研发攻关;随着轴承寿命试验数据处理技术的创新,必将促进滚动轴承快速寿命试验的发展;本篇文章来源于“中国金属加工在线”本篇文章来源于“中国金属加工在线”。
滑动轴承试验台设计全解
目录摘要： ......................................................... - 1 - Abstract: ...................................................... - 2 - 1 绪论 ......................................................... - 3 -1.1 选题的背景和意义........................................ - 3 -1.2 滑动轴承试验台的研究现状................................ - 4 -1.3 设计的主要内容及要求.................................... - 6 -1.3.1 被测轴承的尺寸..................................... - 6 -1.3.2 测试条件........................................... - 6 -1.3.3 测试对象........................................... - 6 -2 滑动轴承的作用机理及相关参数估算 ............................. - 7 -2.1 滑动轴承动压形成的基本原理.............................. - 7 -2.2 滑动轴承试验台相关参数的估算............................ - 8 -2.2.1燃油泵滑动轴承的相关参数估算....................... - 8 -2.2.2 试验台摩擦转矩的估算............................... - 9 -3 滑动轴承试验台的设计 ........................................ - 10 -3.1 试验台总体布局及设计................................... - 10 -3.1.1 驱动系统.......................................... - 11 -3.1.2 润滑系统.......................................... - 11 -3.1.3 加载系统.......................................... - 12 -3.1.4 测量系统.......................................... - 12 -3.2 试验台主体台架及相关零件的设计......................... - 12 -3.2.1 支撑轴承座的设计.................................. - 13 -3.2.2 主轴的设计........................................ - 14 -3.2.3 联轴器的设计...................................... - 17 -3.2.4 油封设计：...................................... - 17 -3.3 驱动系统设计........................................... - 18 -3.3.1 变频电机的选择.................................... - 18 -3.3.2 变频器的选择...................................... - 20 -3.3.3 增速齿轮箱的设计.................................. - 20 -3.3.4 联轴器的选择...................................... - 22 -3.4 润滑系统设计........................................... - 23 -3.3.1 燃油泵中滑动轴承的润滑机理........................ - 23 -3.3.2 润滑系统原理...................................... - 24 -3.3.3 润滑系统液压泵的设计和选型........................ - 26 -3.3.4 液压泵驱动电机的选择.............................. - 27 -3.3.5 比例溢流阀的选择.................................. - 27 -3.3.6 比例流量阀的选择.................................. - 28 -3.4 加载系统设计........................................... - 29 -3.4.1 加载方案的选择.................................... - 29 -3.4.2 液压加载系统的原理................................ - 30 -3.4.3 液压系统主要元件的设计............................ - 32 -3.4.4 加载系统机构的设计................................ - 36 -3.5 测量系统设计........................................... - 37 -3.5.1 油膜压力分布的测量................................ - 37 -3.5.2 油膜温度分布的测量................................ - 40 -3.5.3 轴心轨迹测量...................................... - 41 -3.5.4 摩擦力矩测量...................................... - 42 -3.5.5 集流器的设计...................................... - 42 - 总结 .......................................................... - 44 - 致谢 .......................................................... - 45 - [参考文献] .................................................... - 46 -燃油泵滑动轴承试验台设计摘要：滑动轴承试验台通过模拟滑动轴承的工作情况，测试滑动轴承的各项性能参数，为分析影响滑动轴承润滑性能的因素，改善滑动轴承的润滑条件，优化轴承设计和延长轴承寿命等有重要作用。
小型滚动轴承疲劳寿命试验机
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图 ５ 试 验 中 期振 动 信 号 表 ３ 验 证 试 验 结 果
图 ３ 测 控 系统 原 理 图
３ 试 验机 验证 试 验 对 研 制 的小 型滚动 轴 承疲 劳寿命 试 验机 进行 可靠 性
试 验 机测控 系统 包 括 基 于 ＬａｂＶＩＥＷ 的 数 据 采 集 系 统 和控 制 系统 。数 据采集 系统通 过振 动加 速度 传感 器 拾 取 表征 试 验轴 承 和试 验机 状 态 的振 动 信 号 ；使 用 电磁 计 数 器拾 取试 验 轴承 已经运 行 的 寿命 ；使 用 力 传 感 器 拾 取 试验过程 中加载力 的实时数据。通 过数据采集卡 以及 ＬａｂＶＩＥＷ 程 序对 振 动信 号进 行 采 集 和处 理 ，并实 时 显 示 和存储 ，以监测 、判 断试 验 轴承 的疲 劳损 坏与 否 以及试 验 机 的运 行 状况 。控 制 系统 主要通 过 电磁继 电器 的状态 切 换 实现 轴 承损坏 时的 自动停 机控 制 。 图 ３所示 为测 控 系 统 原理 图
试 验来 验 证试 验机 的性 能 。利 用 自动测 控 系统 测得 的振 动信 号来识别试验轴承 的状态 以及试 验机是 否有部件 发生 失效 ，若发生失效 ，则根据设定 的判定条件立 即停止试验 。
本文 所使 用 的测 试 对象 均 由某 外 资 企 业 提 供 ，轴 承 生产 厂 家为浙 江 省慈 溪 市 龙 贝 轴 承有 限公 司 ，精度 等级 为 Ｐ５级 ，验 证数 量 为 ５套 。轴 承技 术 条 件 如 表 １所 示 ， 验证 工况 如表 ２所 示 。
滚动接触疲劳试验机技术简介
GPM-30微机控制滚动接触疲劳试验台1、产品外观及主要用途济南益华技术简介本试验台用于模拟轴承、轮箍、轧辊等滚动接触零件工况的失效试验，将一恒定的载荷施加于滚动或滚动加滑动接触的试样，使其接触表面受到循环接触应力的作用。
通过控制和改变负荷、速度、滑差率、时间、摩擦配偶材料、表面粗糙度、硬度等参数的情况下进行测试，以评定试样材料的综合使用性能。
满足标准GB10622-89金属材料滚动接触疲劳试验方法要求。
2、基本结构及原理试验台主要由主机、静压作动器、油源、电器测控系统、软件部分、电脑及辅件等组成。
2.1试验台主机采用卧式框架结构。
机电一体。
主机主要由机架、主动运动机构、陪试运动机构、试验力加载机构、试验参数测量部分、试件副盘部分、辅件部分等组成：机架。
主要由机架、工作台、支架、运动连接机构、底板等部分组成。
机架由工程钢整体焊接，各部分紧固的安装在一起。
机架满足结构空间和试验刚性要求，稳定可靠。
主动运动部分。
此部分卧式安装于主机工作台之上，伺服电机驱动主动轴带动主试件做旋转运动，其间串联动态扭矩传感器和弹性联轴器。
试验过程中恒扭矩输出，旋转速度无级可调，试验过程稳定、控制精度高。
陪试运动部分。
伺服电机驱动，通过同步圆弧齿型带传递带动传动轴以及陪试主轴同步旋转，传动轴通过轴承座体固定于工作台上，陪试主轴安装于杠杆保持架一端，杠杆保持架可以传动轴为支点做杠杆运动以施加试验力。
伺服控制系统调控试验转速。
主动和陪试双伺服电机控制，可获得宽范围的滑差率。
试验力加载机构。
采用液压作动器加载机构，位于主机下部，由静压油源和作动器组成，并具有长时保压调节功能。
试验时油缸活塞向上推动杠杆保持架一端，则另一端陪试主轴带动陪试件施加向下的压力于主动轴连接的主试件。
主、陪试件之间可产生最大试验力30kN，油压传感器测量试验负荷。
液压站和作动器特殊设计制造，整个加载试验过程平稳、可靠。
试验参数测量部分。
采用油压传感器测量试验负荷，串联于主动轴上的扭矩传感器动态测量试验扭矩。
滚动轴承性能退化表征与剩余寿命预测方法研究
摘要滚动轴承是机械设备传动系统中的关键部件，由于其处于重载、高速及高温等极端恶劣的运行环境中，极易发生失效，继而引发系统级故障，因此，掌握滚动轴承的性能退化状态以及剩余寿命是保障机械设备安全可靠运行的关键所在。
本文以滚动轴承的性能退化表征和剩余寿命预测为研究主题，开展轴承全寿命周期试验，在此基础上，基于轴承的振动信号，进行了特征提取、性能退化表征以及剩余寿命预测研究，主要内容如下：（1）以6207深沟球轴承（材料为：GCr15）为试验对象，利用滚动轴承加速寿命试验台，进行全寿命周期性能退化试验，监测、记录并分析全程中的状态监测量（温度、振动）的特征参数及变化规律，为后续性能退化行为表征参数的选取提供参考依据。
（2）针对振动信号的特征提取问题，构建反映轴承退化的特征集。
从时域、频域以及时频域提取了与轴承性能退化征兆相关的71个特征参量，构成原始特征集。
结果表明，在轴承的全寿命周期中，原始特征表现出不同形式的变化趋势，代表各自特征有关退化过程的独特信息，能够全面有效反映轴承的退化信息。
（3）构建健康指数，表征滚动轴承性能退化状态。
以相关性、单调性以及鲁棒性作为特征评价指标，筛选出反映轴承性能退化的敏感特征，并基于PCA方法，对多个敏感特征进行融合，构建出表征轴承性能退化的健康指数。
通过试验验证，所构建的健康指数能有效表征轴承正常运行、初始退化以及急剧退化三个阶段的退化状态。
（4）构建EMD-Kriging模型，实现滚动轴承剩余寿命预测。
首先，采用EMD 方法对健康指数进行主趋势提取；其次，基于Kriging模型对轴承剩余寿命进行预测；最后，通过试验以及与典型预测方法进行比较分析，验证了所提模型的可行性和有效性。
本文研究为滚动轴承的性能退化表征与剩余寿命预测提供了方法借鉴，对于提高滚动轴承乃至机械设备传动系统的可靠性和保障性水平具有重要的工程意义。
关键词：滚动轴承；特征提取；特征选择；性能退化表征；剩余寿命预测分类号：TH133.33; TH17AbstractRolling bearing is the key component in the mechanical equipment transmission system. Because it is in the extremely severe operating environment such as heavy load, high speed and high temperature, it is easy to fail, and then cause system level failure. Therefore, it is the key to ensure the safe and reliable operation of mechanical equipment to master the performance degradation state and remaining useful life of rolling bearing. This paper takes the performance degradation characterization and remaining useful life prediction of rolling bearing as the research subject, and carries out the bearing life cycle test. On this basis, based on the vibration signal of the bearing, the research on feature extraction, performance degradation characterization and remaining useful life prediction is carried out. The main contents are as follows:(1) Taking 6207 deep groove ball bearing (material: GCr15) as the test object, the rolling bearing accelerated life test bench was used to conduct a full life cycle performance degradation test to monitor, record and analyze the characteristic parameters of the state monitoring quantity (temperature, vibration) throughout And the change rule provides a reference basis for the selection of subsequent performance degradation behavior characterization parameters.(2) Aiming at the problem of feature extraction of vibration signals, a feature set reflecting bearing degradation is constructed. 71 feature parameters related to the signs of bearing performance degradation were extracted from the time domain, frequency domain and time-frequency domain to form the original feature set. The results show that in the life cycle of the bearing, the original features show different types of change trends, representing the distinct information about the degradation process, which can fully and effectively reflect the degradation information of the bearing.(3) Construct a health index to characterize the degradation state of rolling bearing performance. Using correlation, monotonicity and robustness as feature evaluation indexes, the sensitive features reflecting the degradation of bearing performance are selected, and based on the PCA method, multiple sensitive features are fused to construct a health index that characterizes the degradation of bearing performance. It is verified through experiments that the constructed health index can effectively characterize the degradation state of the bearing in three stages of normal operation, slight degradation and severely degradation.(4) Construct an EMD-Kriging model to predict the remaining useful life of rollingbearings. First, the EMD method is used to extract the main trend of the health index; secondly, the remaining useful life of the bearing is predicted based on the Kriging model; finally, the feasibility and effectiveness of the proposed model are verified by comparison and analysis with typical prediction methods where the same dataset is used.The research in this paper provides a method for the characterization of rolling bearing performance degradation and remaining useful life prediction, which has important engineering significance for improving the reliability and security of rolling bearing and even the transmission system of mechanical equipment.Keywords:rolling bearing; feature extraction; feature selection; performance degradation characterization; remaining useful life predictionClassification Number: TH133.33; TH17目录摘要 (I)Abstract (II)目录 .................................................................................................................... I V 1 绪论 .. (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 特征提取 (3)1.2.2 性能退化表征 (4)1.2.3 剩余寿命预测 (4)1.3 现状分析总结 (6)1.4 本文的研究思路和主要内容 (6)2 滚动轴承全寿命周期试验 (8)2.1 滚动轴承结构及失效模式 (8)2.1.1 滚动轴承结构 (8)2.1.2 滚动轴承常见失效模式 (9)2.2 滚动轴承加速寿命试验 (10)2.2.1 滚动轴承加速寿命试验台 (10)2.2.2 试验方案及流程 (11)2.2.3 试验结果分析 (14)2.3 本章小结 (18)3 滚动轴承振动信号的特征提取 (19)3.1 时域特征提取 (19)3.2 频域特征提取 (23)3.3 相似相关特征提取 (26)3.4 时频域特征提取 (28)3.4.1 小波包分解特征 (28)3.4.2 经验模态分解特征 (33)3.5 本章小结 (37)4 滚动轴承性能退化表征方法研究 (39)4.1 敏感特征选择 (39)4.2 基于主成分分析的健康指数构建方法 (41)4.2.1 主成分分析的基本原理 (41)4.2.2 健康指数的构建 (43)4.3 试验验证和结果分析 (44)4.3.1 PRONOSTIA试验介绍 (44)4.3.2 方法验证及结果分析 (46)4.4 本章小结 (51)5 滚动轴承剩余寿命预测方法研究 (53)5.1 Kriging模型 (53)5.2 基于EMD-Kriging的轴承剩余寿命预测模型 (56)5.2.1 基于EMD-Kriging的预测模型 (56)5.2.2 轴承剩余寿命预测流程 (57)5.3 试验验证 (58)5.4 本章小结 (63)6 总结与展望 (64)6.1 全文工作总结 (64)6.2 研究展望 (64)参考文献 (66)作者简历 (71)1 绪论1.1 研究背景及意义随着工业制造水平的进步和物联网技术的发展，复杂化和智能化已经成为机械设备（例如航空发动机、风力发电设备、高端机床等）的主要发展趋势。
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滚动轴承疲劳寿命试验台的设计第1章绪论1.1课题研究的目的和意义滚动轴承是机器运转中重要的零部件，是旋转结构中的重要组成部分之一，具有承受载荷和传递动运动的作用。
可是，滚动轴承是机器运转时主要故障来源之一，有数据结果分析表明：旋转机器中有35%的故障都与轴承的失效相关，轴承能够使用多久和可靠性的大小直接影响到机器系统的整体性能。
为此在对轴承的加速老化试验和加速寿命试验，对于研究轴承的故障演变规律和失效原理有着很重要的意义。
在20世纪前期，Lundberg和Palmgren对5210的滚动轴承做了很多试验，根据1400多套滚子轴承、球轴承的寿命试验结果，在Weibull分布理论的基础上，通过研究得到了寿命与负载的方程式，称为L-P公式。
伴随我国轴承制造技术的不断发展，轴承的几何结构和制造精度得到了相当高的提升和改进。
目前，在市场上有几百种不一样型号的滚动轴承。
现在的5210轴承钢的材料和制造精度比以前的要好，而且现在在材料的选择上已近不局限于轴承钢。
现在生产轴承的原料包括合金钢，陶瓷，轴承钢和塑料等。
为此，为了评估新材料的处理工艺，新材料和新几何结构的滚动轴承的磨损寿命，还得对滚动轴承做疲劳寿命试验。
另外由于加工技术的提高和材料科学的发展，使用时润滑条件的改善，轴承能够使用的时间越来越长。
来自工业和武器等方面的需求也助推了滚动轴承箱相当好的方向发展。
比如发电设备，排水设备等要求轴承工作时间连续不间断的十几二十几的小时不间断的无故障运行10000-20000个小时，折算一下相当于与连续工作11-22年并且中间没有出现任何故障，即使是电动工具、一般机械和家用电器等对寿命的要求相对较低的使用场景也要求轴承无故障的间断或不间断的工作4000-8000小时。
因此，在很多情况下，研究轴承的寿命必须利用加速疲劳寿命试验方法来获得轴承在高应力的疲劳寿命，并且通过加速实验的结果来估计不一样应力水平下的疲劳寿命，以减少试验时的成本和时间。
11.2 国内疲劳试验台的现状国内最早的疲劳寿命试验平台产品都是从前苏联引进，采用剖分式试验主体，在国内称之为第一种机型。
经过改造，在我国重要的轴承试验台生产厂先后制造出了名为ZS系列的轴承寿命试验台，以满足当下我国轴承生产公司对轴承使用时间的要求，以此，同时为刚刚开始不久的我国轴承疲劳寿命试验累积了一定的试验参考依据。
第一个试验台机型结构包括径向加载油缸、轴、中承载体、2个端承载体和试验主轴。
试验台的主要结构拼接后安装在主体被剖分了的底座内，试验主轴由联轴器和传动主轴连接，传动主轴的动力经过带轮靠电机带动变速传动。
竖向和横向的施加载荷的油缸依次同手动加压缸结合，利用扭转促使手动加压缸活塞得到不一样的压力。
这种试验台在我国使用比较广泛，为轴承制造业的进步发挥了很大的作用。
这种试验台的优点在于：容易保障试验精度，结构简单；传动结构是皮带传动，由带轮来改变速度，结构单一；加载是手动加压缸增加压力，能量消耗少；试验主轴和传动主轴由联轴器连接在一起，布局正当，容易获得高速转动，可是不好的地方：载荷和转速的调整，温度数据的采录和检测振动都是要人工操作，试验员工作量较大；传动结构的皮带易打滑易发热而造成危险；加压油缸在试验时容易泄露从而引起压力不足或发热引起压力变高时必须人为的更改，小轴承试验支撑之间的距离比较大，不能实现较大载荷实验。
1.3 我校实验室的试验台情况之前设计的试验台如图1-1，这个试验台结构包括主实验结构、固定框架、径向加压结构和驱动电机，驱动电机安装在固定的机架下面，主结构安装于机架的上面。
主实验结构由主轴、被测轴承和支撑轴承构成。
支撑轴承安置在主轴的中心位置，试验轴承安置在主轴的一端，驱动电机由同步带带着主轴旋转，径向加载依靠液压泵提供载荷，安装在支架的底下。
通过控制液压泵对被测轴承施加径向压力。
这个试验台采用的是液压加载，有利于加载载荷大小的控制，主轴和电动机通过带传动，能够实现过载保护，主轴和被测轴承之间用锥形结构连接，一边实现轴承的快换。
2图1-1滚动轴承试验台1、驱动电机2、同步带3、主轴4、支撑轴承的安装位5、支撑轴承6、支撑轴承的安装位7、螺栓8、轴套9、温度传感器10、加速度传感器11、被测轴承座12、被测轴承13、锥型套14、轴承端盖15、固定框架16、液压缸17、上输油管18、下输油管19、二通阀20、压力表21、液压泵22、支撑轴承图1-2试验台布局图图1-3 试验台受力图如上图在实验的过程中，由于受力不平衡造成了一个弯矩使支撑轴承出现偏移，支撑轴承的外圈出现过度磨损。
这可能是由于布局的不规范和设计的不合理导致试验台的寿命3过短，没有起到很大的实际作用，而且又要长时间的不间断工作，导致液压加载系统漏油，不能施加稳定的载荷，是实验的结果得不到很好的保证。
1.4 本文研究的内容本文主要研究内容如下：（1）研究并确定轴承试验台的总体设计思路。
（2）试验台结构设计：包括支撑轴承的选用，主轴设计、传动轴设计、带及带轮的设计并完成试验台的PRO/E三维造型。
（3）加载方式设计：确定施加载荷的形式、设计施加载荷方案、绘制原理图。
（4）建立主轴的力学模型，来校验试验台的设计是不是合理，满足设计的要求。
4第2章试验台总体方案设计滚动轴承试验台应该包括机械系统、传动系统、加载系统及辅助设备。
机械系统由试验部分、支撑部分及传动部分组成。
2.1 轴承概况滚动轴承通常包括外圈、内圈、滚动体及保持架。
在特殊情况时，可以没有外圈和内圈，由其他相应的零部件替代。
为了需要，有的轴承装有防尘套、安设调节用的紧定套和密封圈。
2.1.1 套圈轴承的内圈一般装配在轴上，和轴一起转动。
轴承外圈一般装在机壳或轴承座内起支撑作用，有些轴承是内圈固定起支撑作用，外圈转动。
比如汽车轮毂轴承。
如图2-1所示。
a)深沟球轴承内圈b)深沟球轴承外圈图2-1 轴承内外圈2.1.2 滚动体滚动轴承中滚动体是绝对少不了的零件，只有通过滚动体才能形成滚动摩擦。
滚动体的类型有圆柱滚子、钢球、圆锥滚子、滚针和球面滚子。
圆柱滚子可以分为空心圆柱滚子、长圆柱滚子和端圆柱滚子；球面滚子可以分为非球面滚子和球面滚子。
滚顶体是数量及体积能够影响到轴承的承载能力。
图2-2是滚动轴承的滚动体。
5a)钢球b)圆柱滚子和滚针c)球面滚子d）圆锥滚子图2-2 滚动体2.1.3 保持架保持架的功用是将轴承里面的滚动体依次按比例的分离，使滚动体与内圈或外圈独立组成组合件，使滚动体在轨道上的运动时是正确的，能够提高轴承里面的润滑和载荷分配能力。
附带保持架的轴承摩擦小，更多用于高速旋转的情况下。
保持架有两种，一种是实体保持架，另一种是冲压保持架。
实体保持架通常用压铸、车制、注塑等方法制成。
冲压保持架通过金属板材的冲压形成，结构有冠形、浪形、和窗形。
保持架的原料一般有铜铝合金、铸铁、钢和工程塑料等。
图2-3为普通滚动体保持架。
图2-3 保持架62.1.4 密封圈和防尘盖密封圈的作用是将轴承内部和外界隔离开来，对滚动体、滚道和保持架形成封闭的环形罩。
一部分可以装配在轴承的支撑部位上，另一部分固定在垫圈或套圈上，也可以直接装配在轴承上。
结构有两类，一类是接触式，另一类是非接触式密封。
接触式密封的轴承和密封圈接触，封闭效果良好，但是摩擦力矩比较大，温度升高较快；非接触式密封采用的是小缝隙的封闭方式，摩擦小，因此温度升高较慢而且没有磨损，比较适合于高速转动。
密封圈的取材一般为橡胶。
2.2 被测轴承的参数被测轴承参数表如下表2-1所示。
被测轴承模型如图2-4。
表2-1 6205滚动轴承参数表图2-4 6205滚动轴承2.3 实验室电机参数实验室电机数据表如下表2-2所示。
电机模型如图2-5。
7表2-2 Y系列电动机技术数据图2-5 Y80M1-2电机2.4 试验台方案设计及选用轴承试验台的机械部分重要组成结构包括：试验台支架、加载结构、传动体系、实验主轴等其他辅助设备等。
轴承试验台方案一如下图2-6所示：1、试验轴承2、试验轴2、支撑轴承4、支撑轴承5、联轴器6、电机图2-6 试验台方案一8由图2-6 所示，试验台选用了卧式的布局，主轴由两个滚动轴承支撑，左端装上被测的实验轴承，右端与联轴器连接，联轴器和电机连接。
主轴只做旋转运动，不直接加载任何压力，载荷加载在试验轴承的外圈上，试验轴承可以更换。
动力由电机通过联轴器传递给主轴。
加载方式通过杠杆施加径向载荷。
受力分析如下图2-7所示：试验主轴左端受向下的径向力，由两个支撑轴承提供两个相反的支反力。
由于电机转动，试验主轴同时也受到由联轴器传过来的扭矩。
通过分析可知，试验主轴受到的弯矩不平衡，试验主轴有向左下方倾斜的趋势，这不利于试验正常的运行，会缩短试验台的寿命，使试验结果得不到很好的保证，所以此方案不过合理。
图2-7 试验主轴受力分析图轴承试验台方案二如下图2-8所示：图2-8 试验台方案二如上图所示，试验台采用的也是卧式结构，主要由试验部分和传动部分构成。
试验主9轴被两个滚动轴承支撑，左右两端各装配了一个试验轴承。
试验主轴和传动轴通过联轴器连接来传递运动，传动轴也由一对滚动轴承支撑着，中间通过键槽装配一个带轮，带轮经由皮带与电动机上的带轮相连，从而传递运动。
试验主轴和传动轴没有直接施加任何压力，压力通过杠杆加载在试验轴承的外圈上，载荷为径向载荷，试验轴承能够替换。
试验主轴受力如下图2-9所示：图2-9 试验主轴受力图由上试验主轴受力图可知，试验主轴两端受到相同的向下的压力，中间由一对滚动轴承提供了两个支反力。
试验主轴由于通过传动轴来获得动力，所以所受扭矩主要由传动轴来承受，试验主轴几乎不受任何扭矩影响。
所以方案二的有点在于：试验主轴受力分布较合理，没有向任何方向倾斜的趋势，带轮传动能够起到良好的过载保护。
经过反复研究和讨论，选用第二类方案。
PRO/E三维造型如下图2-10所示。
图2-10 试验台传动结构模型102.5 试验台的测试系统试验台的测试结构由数据收集部分和数据分析部分组成。
数据收集部分由加速传感器和温度传感器两部分构成；加速度传感器和温度传感器安装在试验轴承箱上，通过数据线将加速度传感器和温度传感器分别与加速度和温度数据采集系统相连接，通过数据线将加速度和温度数据采集系统和电脑计算机输入接口连接，从而获得加速度信号和温度信号。
2.6 加载结构的确定滚动轴承试验台的实际要求是要完成在被试轴承施加径向压力4KN，径向压力的方向竖直向下，压力稳定不变。
试验台的加载种类有三种可以选择，分别是电加载、机械加载、和液压加载，一般都能满足试验要求，不一样的加载方法的好处和坏处不一样，性能要求也不一样，需要采取哪种加载方法必须根据实际的情况来抉择。
2.6.1 电加载大多数情况下电加载的原理是电动机的旋转运动经过带轮传动或者齿轮传动等传到被试验轴承的表面，电加载的方式振动大，噪声大，试验的转速受到了约束并且可靠性不行。