ABLT滾動軸承壽命及可靠性強化試驗機載荷校準

卓繼志，嚴春聲，李興林

(1.杭州軸承試驗研究中心有限公司，杭州 310022；2.杭州市質量技術監督檢測院，杭州 310019)

ABLT ( Accelerated Bearing Life Tester)滾動軸承壽命及可靠性強化試驗機在持續消化吸收和改進各種軸承壽命試驗機的基礎上進行研發,采用自動化控制技術, 具有操作方便、使用可靠、精度高、勞動強度低等特點，基本能滿足大多數軸承壽命及可靠性強化試驗的需要[1-3]。下文針對ABLT試驗機軸向和徑向載荷校準進行探討，以便用戶更深入地了解試驗機性能，從而更好地開展軸承壽命及可靠性強化試驗。

1 工作原理

ABLT試驗機加載機構主要由軸向液壓缸、徑向液壓缸和液壓泵站及其相應元件組成，軸向和徑向液壓缸的中心位置在一個平面上,且相互垂直安裝，與試驗腔體組成一個整體[4]，如圖1所示，此結構方便試驗單元的裝卸。ABLT試驗機液壓加載系統原理如圖2所示。

圖1 ABLT試驗機加載機構

1—液壓源；2—蓄能器；3—電接點壓力表；4—截止閥；5—調壓閥；6—壓力變送器；7—換向閥；8—壓力表

2 校準原理

ABLT試驗機載荷校準方法依據JJF 1134—2005《專用工作測力機校準規范》，載荷適用范圍符合GB/T 24607—2009《滾動軸承 壽命與可靠性試驗及評定》。標準測力計規格為100 kN，準確度為0.3級，其標準結果的測量不確定度Ur為0.45%，分布因子k為2。試驗載荷誤差控制在±2%內[5]。

ABLT試驗機載荷校準裝置如圖3所示，標準測力計的中心高必須保證與液壓缸的中心一致。試驗機在試驗過程中所顯示的載荷值是經液壓油路上的壓力變送器所測的壓力值與活塞面積計量所得，即工控機程序所顯示的實測值；校準時所選用的標準測力計經加載后數顯儀所顯示的數值作為校準的標準值。程序上顯示的實測值經系統換算得到，存在一定誤差，而標準測力計所測得的載荷即為試驗時活塞實際作用于軸承上的載荷，所以可通過設定一個載荷系數a來消除誤差，從而達到校準的目的，將試驗載荷誤差控制在±2%內。計算公式為：誤差=|標準值-實測值|/標準值。

3 校準方法與步驟

3.1 外觀檢查

外觀檢查是計量校準所必需的, 包括檢查系統中各部分儀表和傳感器的完好性與可靠性。在確定無影響計量性能的磨損及缺陷, 且各部分功能、型號、機號、生產廠家和計量特性等標識完整的情況下, 方可進行技術性能校準。

3.2 通電檢查

通電前應認真檢查連接電纜及各設備控制鍵的調節設置是否正確。仔細觀察系統各部分的工作狀態, 確認指示正確后方可進行下一步工作。

3.3 系統校準

對系統進行綜合校準, 以確定系統整體性能符合要求。根據試驗載荷量程選擇相應的標準測力計, 并安裝固定在系統中。根據計量校準重復性的要求, 在測量范圍內選取4個校準點, 加入相應的標準載荷值, 記錄標準載荷傳感器的輸出值與系統實測的反饋載荷值，即實測值。單向載荷重復進行4次, 記入表中并進行比較, 確認符合技術指標要求。

4 校準數據

經校準確立了ABLT試驗機徑向載荷系數a和軸向載荷系數b，見表1。ABLT試驗機載荷測量結果見表2。

表1 ABLT試驗機載荷系數

表2 ABLT試驗機載荷測量結果

5 原因分析與討論

引起的誤差包括系統誤差和隨機誤差，系統誤差在測量過程中不變或按一定規律變化，也可能有規律地重復，可用計算或試驗方法求得，即能進行預測，并可修正或調整使其減少，載荷系數a和b主要將系統誤差調整至最低。引入載荷系數的原因有：(1)液壓缸與活塞間的阻力影響測量值；(2)系統油壓的泄漏；(3)液壓缸徑和活塞直徑的加工誤差；(4)調壓閥的閥孔和閥芯的加工精度。

在同一條件下對某一物理量進行多次測量時，結果有差異，且差異和符號以不可預定的方式變化，這種誤差稱為偶然誤差或隨機誤差。在對每臺試驗機載荷進行標定時，每次測量的數據均有差異且無規則，但若測量次數足夠多，就會發現其在一定條件下具有一定的規律性。

由表1可知，5臺試驗機的徑向載荷存在的臺差較小，幾乎可認為一樣，而軸向載荷則存在較大臺差。

由表2可知，這些讀數存在一定的偶然性，但能滿足各試驗載荷誤差必須控制在±2%內的要求。

6 結束語

從標定過程和結果看，ABLT試驗機滿足GB/T 24607—2009對試驗載荷的要求。此外，還可通過進一步控制液壓缸徑和活塞直徑的加工尺寸來降低試驗機間的臺差。提高調壓閥的閥孔和閥芯的加工精度可使試驗機的加載更穩定，更好地使用ABLT。