軸承疲勞壽命試驗(yàn)正確認(rèn)識模擬試驗(yàn)的作用

隨著人們對軸承研究的不斷深入，疲勞壽命及其可靠性作為軸承最重要的性能，已引起各軸承生產(chǎn)單位及相關(guān)用戶的廣泛關(guān)注。但由于影響其疲勞壽命的因素太多再加上軸承疲勞壽命理論仍需完善，進(jìn)行壽命試驗(yàn)無疑成為評定這項(xiàng)指標(biāo)的唯一有效途徑。低載荷、高轉(zhuǎn)速的常規(guī)壽命試驗(yàn)方法費(fèi)時費(fèi)力而且試驗(yàn)結(jié)果的可靠性差，而先進(jìn)的軸承疲勞壽命強(qiáng)化試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)方法的使用在我國才剛剛起步，應(yīng)用范圍有待進(jìn)一步擴(kuò)大。如何加強(qiáng)壽命試驗(yàn)技術(shù)的交流與合作，促進(jìn)軸承疲勞壽命快速試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，推廣軸承疲勞壽命快速試驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用，是今后很長一個時期內(nèi)軸承行業(yè)面臨的問題。

國內(nèi)軸承壽命試驗(yàn)技術(shù)現(xiàn)狀

我國軸承壽命試驗(yàn)工作，相對于SKF、INA/FAG、Timken、NSK、NTN、KOYO等國外軸承公司而言起步較晚、規(guī)模較小。目前已在洛陽軸承研究所、杭州軸承試驗(yàn)研究中心等單位建立了各自的軸承壽命及可靠性和性能試驗(yàn)基地，承擔(dān)了我國軸承行業(yè)的軸承壽命及可靠性和性能試驗(yàn)工作。當(dāng)前正處于大量積累試驗(yàn)數(shù)據(jù)的階段，以便在未來的適當(dāng)時機(jī)，正式提出國產(chǎn)軸承壽命計(jì)算各修正系數(shù)的推薦值。

從上世紀(jì)80年代中期開始，各軸承科研及生產(chǎn)單位，先后自主開發(fā)和引進(jìn)了國外軸承公司的一些新型軸承測試設(shè)備，填補(bǔ)了國內(nèi)某些軸承測試領(lǐng)域的空白。如杭州軸承試驗(yàn)研究中心以聯(lián)合國援助資金高價(jià)從美國引進(jìn)了B型軸承壽命強(qiáng)化試驗(yàn)機(jī)。在引進(jìn)、消化和吸收的基礎(chǔ)上，自主創(chuàng)新成功研發(fā)了ABLT型系列軸承壽命強(qiáng)化試驗(yàn)機(jī)，這對促進(jìn)我國軸承壽命和性能試驗(yàn)技術(shù)的提高起到了一定的作用。

但是，目前大部分設(shè)備還屬于模擬或功能試驗(yàn)的范疇，其試驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果有局限性。而對軸承壽命的各種影響因素及軸承失效機(jī)理等基礎(chǔ)性理論研究尚嫌不足，與世界先進(jìn)水平仍有較大差距。隨著我國加快建設(shè)軸承強(qiáng)國的步伐，用戶提高對軸承壽命和性能的要求，軸承試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法將不斷推陳出新，軸承壽命試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展將呈現(xiàn)十分樂觀的前景。

正確認(rèn)識模擬試驗(yàn)的作用

隨著科技的迅猛發(fā)展，軸承壽命試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及其理論也與時俱進(jìn)，并呈現(xiàn)出自動化、智能化、個性化的發(fā)展趨勢。

四十多年來，我國軸承行業(yè)一直沿用前蘇聯(lián)50年代的規(guī)范，用ZS型試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行壽命試驗(yàn)。這種方法試驗(yàn)周期長，消耗大，已不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)和科研發(fā)展的需要。所以新開發(fā)的軸承壽命試驗(yàn)機(jī)均不同程度地采用自動化技術(shù)來解決這一問題。

智能化是自動化的進(jìn)一步發(fā)展，可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定轉(zhuǎn)速譜、載荷譜等以滿足試驗(yàn)要求，同時試驗(yàn)結(jié)果可以用人工智能和專家系統(tǒng)等知識庫技術(shù)來進(jìn)行智能化處理，以達(dá)到多快好省的要求。

基于標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的個性化試驗(yàn)是指軸承壽命試驗(yàn)時與標(biāo)準(zhǔn)軸承壽命試驗(yàn)有所"偏離"，以達(dá)到某種特定試驗(yàn)條件的特殊試驗(yàn)需要。如在潤滑油中加入金屬粉末或污染物來研究其對軸承壽命的影響。

早在上世紀(jì)40年代美國就對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開始采用單因素環(huán)境模擬的研制試驗(yàn)與鑒定試驗(yàn)，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量與可靠性。至70年代發(fā)展到采用綜合環(huán)境模擬可靠性試驗(yàn)(CERT)和任務(wù)剖面試驗(yàn)。為檢驗(yàn)工藝則采用不帶設(shè)計(jì)裕度的驗(yàn)收模擬試驗(yàn)。

隨著環(huán)境模擬試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展與成熟，各國政府部門及軍兵種相繼頒布了一系列的國標(biāo)、軍標(biāo)，以嚴(yán)格的法規(guī)形式來保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。很長一段時間以來，環(huán)境模擬試驗(yàn)便成為保障產(chǎn)品可靠性的主要手段。

模擬試驗(yàn)技術(shù)的不足之處是對設(shè)計(jì)和工藝缺陷未作專門處理，只分別通過鑒定試驗(yàn)與驗(yàn)收解決，因此潛在缺陷殘留量仍不少，隨時都可能在外場使用時出現(xiàn)故障，可靠性的增長靠自然反饋緩慢地實(shí)現(xiàn)，這時木已成舟，留給設(shè)計(jì)修改的時間與空間都極其有限，從而使市場競爭的優(yōu)勢大為降低。

在我國軸承行業(yè)，由于沒有深刻全面理解模擬試驗(yàn)過程，模擬試驗(yàn)技術(shù)有被誤導(dǎo)的傾向，片面夸大了模擬試驗(yàn)的作用。由于環(huán)境模擬耦合作用的復(fù)雜性和高成本，模擬試驗(yàn)技術(shù)呈現(xiàn)積木式、模塊化的發(fā)展趨勢。