1.一种滚动轴承多功能疲劳寿命试验台，其特征在于该试验台由驱动部分、试验部分、加载部分、控制部分、数据采集部分组成；驱动部分的电动机(17)主轴通过多楔带(19)驱动试验部分的试验主轴(16)，控制部分的电流控制器(36)通过导线与驱动部分的电动机(17)相连，根据试验方案的要求控制驱动部分的电动机(17)转速对试验部分进行驱动；控制部分的程控电源(35)与加载部分电磁铁绕线圈通过导线相连，根据试验方案中试验轴承(14)的加载方式和加载应力大小控制加载部分对试验部分的试验轴承(14)进行加载，加载部分根据控制部分发出的指令对试验轴承(14)施加相应的加载方式和加载应力；数据采集部分采集试验部分试验轴承(14)实际所受的加载应力以及试验部分试验轴承(14)的振动、温度信号并反馈到控制部分，控制部分根据数据采集部分返回的加载应力的信息修正向加载部分发出的加载方式和加载应力大小的指令，形成闭环控制回路；
驱动部分由电动机(17)、多楔带轮(18)、多楔带(19)、特制多楔带轮(22)组成：多楔带轮(18)通过螺钉固定在电动机(17)的转子上，与电动机(17)转子主轴保持同步运动；
特制多楔带轮(22)通过螺钉固定在试验部分的试验主轴(16)的端面上；多楔带轮(18)通过多楔带(19)带动特制多楔带轮(22)运转；电动机(17)采用伺服电机，电动机(17)固定在地面上，位于试验部分试验主轴(16)驱动端的斜下方；多楔带轮(18)直径不得超过电动机(17)尾部鼠笼的直径，厚度大于电动机(17)转子留出的长度；多楔带(19)选用与多楔带轮(18)和特制多楔带轮(22)相匹配的多楔带，连接多楔带轮(18)和特制多楔带轮(22)；特制多楔带轮(22)的外形与多楔带轮(18)相同，但特制多楔带轮(22)中心是以特制多楔带轮(22)中心为圆心呈圆周均匀分布的多个通孔；
试验部分由试验主轴(16)、4套支撑轴承(31)、2个支撑轴承止推环(29)，2套支撑轴承座(30)、2N-4套试验轴承(14)、2N-4套试验轴承箱(25)、2N-4套试验轴承箱架(26)、
2N-4套试验轴承箱架桁架(37)、2N-4个试验轴承止推环(24)、4N-8套油封圈(23)组成，N为正整数；
试验主轴(16)是采用合金钢制备的形如多个直径不同的圆柱体连接而成的整体，从中间到两端，轴直径对称地跳跃式减小，过试验主轴(16)中心线的剖视图形如阶梯，因此叫阶梯轴，中间直径最大的圆柱体为第一阶梯，以第一阶梯为起点，向试验主轴(16)两侧延伸的直径不同的圆柱体依次为第2、3……N阶梯；第一阶梯为支撑轴承(31)内侧的挡肩，位于第一阶梯两侧的两个第二阶梯的直径相同，其上分别套有2套支撑轴承(31)，第二阶梯的直径大小与支撑轴承(31)的内径为过盈配合，过盈量参照相关轴承使用标准；试验主轴(16)上直径比第二阶梯轴直径更小的第3至第N阶梯上套有内径与其直径为过盈配合的试验轴承(14)，过盈量参照相关轴承使用标准；除第一阶梯外，其余阶梯在靠近轴两端的轴颈处均开有凹槽，第二阶梯上的凹槽宽度与深度满足能安装对应尺寸的支撑轴承止推环(29)，其余凹槽宽度和深度满足能安装对应尺寸的试验轴承止推环(24)；试验主轴(16)的两端面分别开有和特制多楔带轮(18)通孔对应的螺纹盲孔(161)；
支撑轴承(31)选用角接触轴承或圆锥滚子轴承，4套支撑轴承(31)以两两相对的方式分别从试验主轴(16)两端套在第二阶梯上，4套支撑轴承(31)的支撑能力要求为所有试验轴承(14)最大动载荷之和的3倍以上；
支撑轴承座(30)为生铁铸造的四螺柱滚动轴承座，支撑轴承座(30)轴瓦的直径与支撑轴承(31)的外径相等，单个支撑轴承座(30)轴瓦宽度满足可同时并排安装2套支撑轴承(31)；支撑轴承座(30)底座固定在一个平台上，支撑轴承座(30)底座的间隔距离与试验主轴(16)两侧支撑轴承(31)的距离相对应；将套有支撑轴承(31)的试验主轴(16)安装在支撑轴承座(30)底座上，使得试验主轴(16)每一侧的2套支撑轴承(31)安装在同一个支撑轴承座(30)底座的轴瓦内，盖上支撑轴承座(30)上盖，通过螺栓连接支撑轴承座(30)底座和上盖，并旋紧，使得试验主轴(16)固定在支撑轴承座(30)上；
试验轴承箱(25)由轴承箱上盖(251)、轴承箱底座(253)、密封垫片(252)组成；轴承箱上盖(251)和轴承箱底座(253)外形相同，结构对称，都是一面开口的长方体壳体，以垂直于试验主轴(16)中心线并经过长方体壳体中心的垂直截面为中截面，在中截面位置凹陷出一个半圆环(259)，轴承箱上盖(251)和轴承箱底座(253)的半圆环(259)相对于中截面对称，轴承箱上盖(251)和轴承箱底座(253)上的半圆环(259)一起形成能够固定试验轴承(14)的轴瓦；与中截面平行的长方体的两个侧面在长方体开口一侧，以开口边中心为圆心，挖出一个半圆缺口(2510)，半圆缺口(2510)的直径与其所固定的试验轴承(14)在试验主轴(16)上的安装位置有关，若该轴承箱固定的试验轴承(14)安装在第i个阶梯处，要求轴承箱远离主轴中截面一侧的半圆缺口(2510)的直径比第i阶梯的直径大，大小差距满足能安装对应尺寸的油封圈(23)；轴承箱上盖(251)和轴承箱底座(253)上的半圆缺口(2510)合起来为完整圆形缺口用于试验主轴(16)的穿过，圆形缺口与试验主轴(16)之间的间隙通过油封圈(23)密封；轴承箱上盖(251)和轴承箱底座(253)外侧留有箱耳(254)，箱耳(254)上开有竖直的圆形通孔，螺栓通过圆形通孔将轴承箱上盖(251)和轴承箱底座(253)固定在一起，轴承箱上盖(251)和轴承箱底座(253)中间垫有密封垫片(252)，密封垫片(252)采用常规密封垫片材料；轴承箱上盖(251)壳体外侧对应于轴瓦的正上方位置不是圆弧形而是一段平直的平板，平板上开有凹槽(255)，压力传感器(27)安装于凹槽(255)中，凹槽(255)尺寸满足压力传感器(27)安装要求；试验轴承箱(25)上盖中截面两侧开有两个螺纹通孔，一个螺纹通孔为注油孔(256)，用来注入润滑油；另一个螺纹通孔为温度传感器(21)的安装孔(257)，其大小满足温度传感器(21)安装要求；轴承箱底座(253)中截面相对于轴承箱上盖(251)注油孔(256)的位置开有一个螺纹通孔作为放油孔(258)，其尺寸与注油孔(256)尺寸相同，用于润滑油流出；
试验轴承箱架(26)由试验轴承箱架上板(261)和试验轴承箱架底板(262)组成；试验轴承箱架上板(261)和试验轴承箱架底板(262)均为铝合金平板，比试验轴承箱(25)上下面尺寸大；试验轴承箱架上板(261)和试验轴承箱架底板(262)两侧各有一个竖直板耳(269)和两个水平板耳(268)，竖直板耳(269)位于试验轴承箱架上板(261)和试验轴承箱架底板(262)的侧面的正中，水平板耳(268)分居竖直板耳(269)的两侧，与竖直板耳(269)的距离相同，竖直板耳(269)和两个水平板耳(268)上开有通孔；试验轴承箱架上板(261)对应于试验轴承箱(25)注油孔(256)和温度传感器(21)的安装孔(257)开有2个圆形通孔，圆形通孔比试验轴承箱(25)上对应的孔大；试验轴承箱架上板(261)正中开有螺纹盲孔(264)，振动传感器(28)安装在螺纹盲孔(264)内；试验轴承箱架上板(261)对应于试验轴承箱上盖安装压力传感器(27)之处开有通孔(265)，便于压力传感器(27)的导线引出；试验轴承箱架底板(262)对应于试验轴承箱底座放油孔(258)的位置开有圆形通孔；试验轴承箱架底板(262)相对于试验轴承箱(25)正中间的下方焊接一个圆环(2610)，圆环(2610)垂直于试验轴承箱架底板(262)；试验轴承箱架上板(261)和底板(262)夹住试验轴承箱(25)并通过两侧的板耳用螺栓固定在一起；试验轴承箱(25)和试验轴承箱架(26)之间在对角位置开有限位孔，通过限位销预先固定位置；
试验轴承箱架桁架(37)由桁架底座(371)、滑竿(372)、金属架(375)、轴承箱架上板直线运动轴承(374)和轴承箱架底板直线运动轴承(373)组成；桁架底座(371)是长方体实体，在与试验主轴(16)第3～N阶梯对应的位置两侧并排开有可以安装滑竿(372)的圆孔；滑竿(372)是光滑的金属圆杆，其粗细要求与直线运动轴承相匹配，要求直线运动轴承在滑竿(372)上能够自由滑动；金属架(375)由3～N条平行于轴承箱垂直中截面的方形空心金属杆(3751)和2条平行于试验主轴(16)中心线的方形空心金属杆(3752)组成，要求在试验主轴(16)第3～N阶梯对应的试验轴承箱(25)垂直中截面位置分布一根与中截面平行的金属杆(3751)，这些金属杆两端焊接在2条与试验主轴(16)中心线平行的金属杆(3752)上，金属架(375)在对应滑竿(372)顶端处开有圆孔；桁架底座(371)固定在地面上，其上固定有竖直向上的滑竿(372)，每个滑竿(372)均安装轴承箱架上板直线运动轴承(374)和轴承箱架底板直线运动轴承(373)，轴承箱架上板直线运动轴承(374)位于上侧，采用油脂润滑，滑竿(372)顶端固定在金属架(375)上；底板直线运动轴承(373)和轴承箱架上板直线运动轴承(374)和外圈中心上焊接有与轴承箱架中间竖直板耳(269)相对应的底板竖直板耳(3731)和上板竖直板耳(3741)，底板竖直板耳(3731)和上板竖直板耳(3741)上开有圆形通孔；轴承箱架上板直线运动轴承(374)上的上板竖直板耳(3741)与试验轴承箱架上板(261)中间的竖直板耳(269)通过螺栓固定在一起；轴承箱架底板直线运动轴承(373)上的底板竖直板耳(3731)与试验轴承箱架底板(262)中间的竖直板耳(269)通过螺栓固定在一起；
2个支撑轴承止推环(29)安装在试验主轴(16)第二阶梯的凹槽(255)中，2N-2个试验轴承止推环(24)安装在试验主轴(16)第2～N阶梯外端的凹槽(255)中；
加载部分由拉杆(41)、衔铁(43)、电磁铁阵(44)、电磁铁阵底座(45)、螺母(46)、若干砝码(42)组成；衔铁(43)旋进拉杆(41)的螺纹部分，螺母(46)也旋入拉杆(41)螺纹部分并压住衔铁(43)；电磁铁阵底座(45)固定在地面上，电磁铁阵(44)嵌入到电磁铁阵底座(45)内并采用螺栓固定；
拉杆(41)为铝合金材料制成的长条形杆，拉杆(41)的上端为叉(412)，叉(412)的两耳对称开有圆孔，用螺栓将其固定在试验轴承箱架底板(262)中心的圆环(2610)上；拉杆(41)的一端为光滑圆杆，另一端为螺纹，拉杆(41)的长度满足竖直悬挂在试验轴承箱架底板(262)上的圆环(2610)内时，螺杆端距地面的距离大于电磁铁阵(44)中心距地面的距离；
衔铁(43)的材料与普通马蹄形电磁铁衔铁(43)的材料相同，外形为圆形薄板，衔铁(43)直径比电磁铁阵(44)直径大；衔铁(43)的中心开有螺纹通孔，衔铁(43)通过螺纹通孔(431)旋在拉杆(41)的螺纹部分；
电磁铁阵(44)为M个U形电磁铁在360°圆周内均匀分布而成，每个U形电磁铁为由长方体铁芯弯成的U形，长方体铁芯材料与普通马蹄形电磁铁的铁芯相同；电磁铁U形底部(443)的中间沿臂(441)方向开有通孔(442)，U形底部(443)用表面有绝缘膜的铜导线缠绕，线圈的匝数根据电磁铁需产生的电磁强度确定，绕制过程中避开通孔(442)；U形长方体铁芯的底部(443)长度相同，各个长方体铁芯的臂(441)长短不一；以U形电磁铁底部通孔(442)为中心，将绕好线圈的U形长方体铁芯按臂(441)从长至短叠在一起，各个电磁铁底部(443)的夹角相等，使得各个铁芯在360°内均匀分布和臂(441)的端面刚好在同一个平面内；用螺栓穿过U形电磁铁底部(443)通孔(442)将叠加在一起的电磁铁阵(44)固定在电磁铁阵底座(45)上，相邻U型电磁铁铁芯上的导线的绕线方向相反；
电磁铁阵底座(45)是圆形塑料板，中间均匀分布扇形凸台(452)，扇形凸台(452)之间的空隙刚好能卡住一个U形电磁铁，扇形凸台(452)高度比U形电磁铁臂的端面高度矮，其分布刚好将360°内均匀分布的电磁铁阵(44)各个铁芯嵌入；电磁铁阵底座(45)的中间开有通孔(451)，通过螺栓将电磁铁阵(44)固定；
砝码(42)为标定有固定质量的塑料圆形质量块，砝码(42)的最大直径不超过衔铁(43)直径的两倍；
控制部分由计算机(33)、电流控制器(36)、程控电源(35)组成；计算机(33)与电流控制器(36)、程控电源(35)相连；电流控制器(36)是电动机(17)伺服控制系统，与电动机(17)、外部普通交流电源、计算机(33)相连；程控电源(35)为直流电源，与计算机(33)、电磁铁阵(44)线圈相连；计算机(33)上安装有商用可编程控制软件，可编程控制软件将不同加载方式转化为电流控制器(36)或程控电源(35)可识别的指令，通过计算机(33)的通信接口向电流控制器(36)或程控电源(35)发出；电流控制器(36)接收到计算机(33)指令后，将对应电流大小的交流电输出给电动机(17)，控制电动机(17)的转速；程控电源(35)从计算机(33)接收到指令后，将对应电流大小的直流电输出给电磁铁阵(44)，以控制电磁铁阵(44)加载力的大小；
数据采集部分由振动传感器(28)、温度传感器(21)、压力传感器(27)和振动、温度、压力数据采集系统(32)组成；振动传感器(28)、温度传感器(21)安装在试验轴承箱(25)上，压力传感器(27)安装在试验轴承箱架上板(261)与试验轴承箱上盖(251)之间；通过数据线将振动传感器(28)、温度传感器(21)和压力传感器(27)分别与振动、温度和压力数据采集系统(32)相连，通过数据线将振动、温度和压力数据采集系统(32)与计算机(33)输入接口连接，获取振动信号和温度温度，同时通过压力传感器(27)传回的信号校正计算机(33)发出的加载力大小的指令；
振动传感器(28)采用加速度振动传感器(28)，温度传感器(21)采用测量液体或蒸汽的传感器；压力传感器(27)选用压电式压力传感器(27)，振动、温度、压力数据采集系统(32)均采用对应的常规数据采集装置。
2.如权利要求1所述的滚动轴承多功能疲劳寿命试验台，其特征在于以特制多楔带轮(18)中心为圆心呈圆周均匀分布的通孔数L为4～6，通孔直径大于螺钉螺杆的直径，特制多楔带轮(18)的直径为多楔带轮(18)的1/5～1/4。
3.如权利要求1所述的滚动轴承多功能疲劳寿命试验台，其特征在于阶梯数N为3～
5，电磁铁阵(44)中U形电磁铁个数M大于3。
4.如权利要求1所述的滚动轴承多功能疲劳寿命试验台，其特征在于试验主轴(16)两端面的螺纹盲孔(264)均匀分布在以试验主轴(16)中心线为中心的圆周上，螺纹盲孔(264)直径比特制多楔带轮(18)通孔的直径小，螺纹盲孔(264)的深度为其直径大小的
2.5～3倍。
5.如权利要求1所述的滚动轴承多功能疲劳寿命试验台，其特征在于所述密封垫片(252)厚度为0.5mm。
6.如权利要求1所述的滚动轴承多功能疲劳寿命试验台，其特征在于所述试验轴承箱架上板(261)正中开的螺纹盲孔(264)孔深为试验轴承箱架上板(261)厚度的2/3。
7.如权利要求1所述的滚动轴承多功能疲劳寿命试验台，其特征在于所述衔铁(43)与电磁铁阵(44)铁芯端面的距离为2mm。
8.如权利要求1所述的滚动轴承多功能疲劳寿命试验台，其特征在于所述叉(412)的两耳开的圆孔的直径与试验轴承箱架底板(262)中心焊接的圆环(2610)内径相同。
9.如权利要求1所述的滚动轴承多功能疲劳寿命试验台，其特征在于所述可编程控制软件要求包含如下功能：可以选择不同工位的试验轴承(14)；针对试验轴承(14)可以设置诸如恒定应力、步进应力、步降应力、序进应力、序降应力、伪随机应力和循环应力这些加载方式；可以设定不同时间对应的不同应力大小。
10.如权利要求1所述的滚动轴承多功能疲劳寿命试验台，其特征在于所述电动机(17)转速要求在0～2000转/分范围内程控可调，振动传感器(28)最大采样频率达到
20kHz，典型频率响应敏感度变化小于6％，64kHz附近的高频响应低于10dB；温度传感器(21)测量范围为0～140℃；压力传感器(27)测量范围的最大值要求大于试验轴承(14)的动载荷，测量精度为0.1N，测量误差小于0.5N。