测试台架是现成的,长丰厂里那台老旧的轴承寿命试验机,平时主要用来做常规产品的抽检,精度一般,但基本功能还在。
技术科长老周带着人,花了两天时间,把试验机彻底检修了一遍。
传动系统换了新皮带,主轴重新做了动平衡,加载油缸的密封圈全换了新的。数据采集系统升级不了,还是老式的工控机加板卡,但至少通道都还通。
润滑系统清洗了三遍,老周亲自盯着过滤,直到滤芯出口取样在显微镜下看不到大于10微米的颗粒。
温度传感器贴在外圈,振动加速度计装在轴承座径向,信号线全部用屏蔽线,接地重新做了一遍。
孙副厂长站在旁边看,没说话。他知道老周做事仔细,但这种时候,还是忍不住问了一句:“载荷和转速,误差能控到多少?”
“载荷±3%,转速±2%。”老周没抬头,手里拿着万用表在测信号,“机器老了,只能做到这个水平。国标要求±2%。”
“够了。”孙副厂长说。
测试方案是老周和技术科几个人一起定的,参照gb/t 24607,但做了简化。毕竟只有skf的轴承,每款只买了一件,做不了统计寿命,只能做对比耐久。
测试条件定在额定动载荷的1.5倍,转速3000转每分钟。润滑方式,油浴,油温控制在70±5度。
这个工况比实际使用工况严苛,属于加速测试。
目的不是测出精确的l10寿命,而是在相同条件下,看谁先出问题,或者看运行相同时间后,谁的状态更好。
失效判据,按国标来:振动加速度有效值突然增大超过三倍基线值并持续;或者外圈温度超过95度;或者出现异常噪声,经人工判定为失效。
如果运行满500小时都没失效,就停机拆检,看磨损和疲劳情况。
老周把方案打印出来,递给孙副厂长。孙副厂长扫了一遍,在最后一页签了字。
“开始吧。”
选了一款经典的nn3024k,skf的轴承先上。
老马亲自操作,把轴承装到试验机主轴上,对中,预紧,加油。启动,低速跑合半小时,然后逐步加载到设定值。
工控机的屏幕上,跳出两条曲线。绿色是温度,红色是振动。
初始阶段,温度从室温慢慢爬升,稳定在68度左右。振动值在0.8到1.2个g之间小幅波动,这是正常背景噪声。
老周盯着屏幕,每隔半小时记录一次数据。
孙副厂长搬了把椅子坐在旁边,手里拿着本子,但没记。他就看着那两条曲线。
第一个24小时,平稳度过。
第二个24小时,温度曲线微微上翘,到了71度,振动值没变。
第三个24小时,温度稳定在72度,振动出现一次小幅跳变,到1.5个g,但很快落回。
老周说:“正常,可能是油里有个小气泡,过去了。”
孙副厂长“嗯”了一声。
到第九十六小时,振动曲线开始缓慢爬升。从1.2个g,慢慢走到1.8,2.0。
温度也跟着往上走,从72度升到76度。
老周把转速降下来,检查了一遍油路,没发现问题。重新升速,振动值回到1.5,但十分钟后,又慢慢爬回2.0。
“滚道可能开始有轻微疲劳了。”老周说,“还在早期,离失效还远。”
孙副厂长看了眼时间,九十六小时,四天。
“继续跑。”
到第一百四十四小时,振动值突破2.5个g,温度到了79度。曲线不再平稳,出现周期性小幅尖峰。
老周把数据存了档,说:“按这个趋势,跑到两百小时应该没问题,但再往后就难说了。”
孙副厂长没叫停。他想看看这套skf到底能撑多久。
第一百八十小时,振动值突然跳到4.1个g,然后回落,但基线已经抬到了3.0。温度突破85度。
工控机发出报警声,老周按了静音。
“差不多了。”老周说,“再跑下去,可能突然失效,损伤试验机。”
孙副厂长点点头:“停吧。”
试验机缓缓停下。老马戴上隔热手套,把轴承拆下来,放在铺了软布的托盘里。
轴承还烫手,表面颜色已经有点发黄。老周用内窥镜伸进去看滚道,在其中一个滚子的轨道上,看到一片细密的麻点,颜色比周围深。
“点蚀。”老周说,“早期疲劳。”
他把内窥镜的图像投到旁边显示器上。孙副厂长凑近看,那片麻点大概有指甲盖大小,分布在滚道中间位置。
“拍下来。”孙副厂长说。
老周拍了照,又测了轴承游隙,比装上去之前大了0.02毫米。
“正常磨损。”老周记录数据。
skf轴承的测试到此结束。总运行时间:一百八十三小时十七分钟。
开飞金属材料同款轴承上机。
同样的装夹流程,同样的对中,同样的油温设定。
启动,跑合,加载。
绿色温度曲线开始爬升,最后稳定在……65度。
比skf低了三度。
红色振动曲线,初始值就在0.5个g以下,运行起来后,一直在0.3到0.6之间波动,平稳得像条直线。
老周盯着屏幕,半天没说话。
第一个24小时过去,温度65.2度,振动0.52个g。
第二个24小时,温度65.1度,振动0.48个g。
第三个,第四个……曲线几乎重叠,看不出变化。
孙副厂长不再一直坐着了。他每隔两小时来看一眼,数据几乎不变。
到第九十六小时,温度曲线忽然有个极小幅度的下降,到了64.8度。振动值0.47个g。
“油膜可能进入更稳定状态了。”老周解释,但语气里有点不确定。
到第一百四十四小时,数据依然稳如磐石。温度64.9度,振动0.49个g。
此时,skf轴承已经在同样时间内出现了振动爬升和温度上涨。
试验机继续运行。
第二百小时,数据没变。
第二百五十小时,孙副厂长叫了停。
不是轴承不行了,是他觉得没必要再跑下去了,比斯凯孚的东西好,已经够了,这个数据再记录下去,不内行的领导该不信了,会觉得在造假。
试验机停下,老马拆下轴承。轴承温度很快降到和环境一致,摸上去只是微温。
表面颜色还是均匀的银灰,和装上去时几乎没区别。
老周用内窥镜看滚道。
滚道光滑,镜面一样,看不到任何麻点、划痕、变色。他又把每个滚子、内外圈仔细看了一遍,什么都没有。
游隙测量结果,和装上去之前相比,变化量小于0.001毫米,在测量误差范围内。
“这……”老周放下测量仪,转头看孙副厂长。
孙副厂长没说话,拿起那个轴承,对着光看。
金属表面干干净净,像从来没被使用过。
性能参数表上那些数字——hrc 65.7,kic 45——此刻不再是纸面上的数据,而是眼前这个实实在在、跑了两百五十小时还像新的一样的零件。
孙副厂长站了很久,然后伸手,把深冷材料轴承拿起来,握在手里。
金属冰凉,沉甸甸的,他知道,成了。