專利名稱：關(guān)節(jié)軸承沖擊加載式摩擦學(xué)性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測試機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種用于測試沖擊載荷作用下關(guān)節(jié)軸承摩擦學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)機(jī)，可在不同沖擊慣量、不同轉(zhuǎn)速條件下，檢測關(guān)節(jié)軸承摩擦學(xué)性能。
背景技術(shù)：
為了保證飛機(jī)的安全起飛、著陸，起落架各部件必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度與沖擊性能。目前，關(guān)節(jié)軸承在起落架中應(yīng)用越來越多，其承受沖擊載荷作用下的摩擦學(xué)性能受到了使用方的關(guān)注。關(guān)節(jié)軸承是一種特殊結(jié)構(gòu)的滑動軸承，其主要由一個有外球面的內(nèi)圈和一個有內(nèi)球面的外圈組成，能承受較大的負(fù)荷，根據(jù)其不同的類型和結(jié)構(gòu)，可以承受徑向負(fù)荷、軸向負(fù)荷或徑向、軸向同時(shí)存在的聯(lián)合負(fù)荷。關(guān)節(jié)軸承一般用于速度較低的擺動運(yùn)動，由于滑動表面為球面，可在一定角度范圍內(nèi)作傾斜運(yùn)動。針對關(guān)節(jié)軸承的實(shí)驗(yàn)機(jī)如《關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)》(中國專利CN201819845U)公開的是一種關(guān)節(jié)軸承壽命的試驗(yàn)機(jī)。《一種復(fù)合擺動式關(guān)節(jié)軸承試驗(yàn)機(jī)》(中國專利CN101949773A)公開的是一種復(fù)合擺動式關(guān)節(jié)軸承試驗(yàn)機(jī)?！遁S承過載沖擊摩擦學(xué)性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)機(jī)》(中國專利CN200910075041. 6)提供了一種測試滾動軸承承受過載沖擊后摩擦學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)機(jī)，可在不同沖擊慣量、不同轉(zhuǎn)速、不同環(huán)境溫度、不同潤滑介質(zhì)下檢測軸承承受過載沖擊后的摩擦學(xué)性能。目前關(guān)節(jié)軸承沖擊載荷作用下的摩擦學(xué)性能檢測，國內(nèi)外尚無相關(guān)的資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了滿足工程應(yīng)用以及提高關(guān)節(jié)軸承的設(shè)計(jì)水平，提供一種用于測試沖擊載荷作用下關(guān)節(jié)軸承摩擦學(xué)性能實(shí)驗(yàn)機(jī)，通過改變沖擊慣量和轉(zhuǎn)速，檢測關(guān)節(jié)軸承摩擦學(xué)性能。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種關(guān)節(jié)軸承沖擊加載式摩擦學(xué)性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)機(jī)，該實(shí)驗(yàn)機(jī)包括
傳動裝置，該裝置由伺服電機(jī)、第一聯(lián)軸器、扭矩儀和摩擦扭矩離合器組成，該裝置中的伺服電機(jī)通過第一聯(lián)軸器與扭矩儀連接，扭矩儀通過摩擦扭矩離合器與實(shí)驗(yàn)裝置中的支撐軸連接。加載裝置，該裝置由傳力桿、第二軸承、載荷傳感器、沖擊砝碼、穩(wěn)定載荷加載缸、沖擊砝碼提升缸、直線導(dǎo)軌、液壓站和加載桿組成。該裝置中的沖擊砝碼上端面與沖擊砝碼提升缸固聯(lián)，載荷傳感器位于沖擊砝碼正下方，載荷傳感器測頭與傳力桿上端面接觸，穩(wěn)定載荷加載缸與加載桿連接，加載桿與載荷傳感器固聯(lián)，穩(wěn)定載荷加載缸和沖擊破碼提升缸通過油管與液壓站相連，外圈固定在機(jī)架上的第二軸承內(nèi)圈與傳力桿過盈配合，導(dǎo)桿固定在機(jī)架上的直線導(dǎo)軌的滑塊與沖擊砝碼連接。實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置由第一軸承、支撐軸、軸向固定擋圈、端蓋、軸承座、第三軸承、關(guān)節(jié)軸承試樣組成。該裝置中的第一軸承和第三軸承布置于支撐軸的兩端，軸向固定擋圈將關(guān)節(jié)軸承試樣的內(nèi)圈固定在支撐軸上，傳力桿下端面與軸承座接觸，關(guān)節(jié)軸承試樣外圈通過端蓋固定在軸承座中。檢測裝置，該裝置由扭矩儀、位移測量桿、位移傳感器、載荷傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和工控計(jì)算機(jī)構(gòu)成，該裝置中扭矩儀通過第一聯(lián)軸器與伺服電機(jī)相連、通過摩擦扭矩離合器與支撐軸相連，位移測量桿與傳力桿固聯(lián)，固定在機(jī)架上的位移傳感器的測頭與位移測量桿接觸，載荷傳感器布置于沖擊砝碼和傳力桿之間，扭矩儀的扭矩信號、位移傳感器的位移信號、載荷傳感器的壓力信號通過數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入工控計(jì)算機(jī)處理，實(shí)時(shí)存儲和實(shí)時(shí)顯示。本發(fā)明的有益效果是采用液壓穩(wěn)定加載結(jié)合砝碼沖擊加載，實(shí)現(xiàn)沖擊載荷作用下關(guān)節(jié)軸承摩擦學(xué)性能檢測；關(guān)節(jié)軸承所受沖擊慣量的大小通過設(shè)置沖擊砝碼提升缸的高度和改變沖擊砝碼的質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)，并且通過設(shè)置沖擊加載間隔時(shí)間和往復(fù)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)沖擊加載；測量裝置可以對載荷、位移、扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)測量；當(dāng)關(guān)節(jié)軸承在實(shí)驗(yàn)過程發(fā)生失效時(shí)，摩擦扭矩增大，一方面可以通過在檢測系統(tǒng)設(shè)置扭矩閥值實(shí)現(xiàn)停機(jī)，同時(shí)，設(shè)置摩擦扭矩離合器的閥值，可以實(shí)現(xiàn)傳動裝置與實(shí)驗(yàn)裝置的脫開。通過對關(guān)節(jié)軸承慣性沖擊作用下的摩擦學(xué)性能檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)對起落架用關(guān)節(jié)軸承在飛機(jī)起落過程承受沖擊載荷的地面模擬及摩擦學(xué)性能評價(jià)，有效降低實(shí)驗(yàn)成本，提高實(shí)驗(yàn)效率。


圖1為關(guān)節(jié)軸承過載沖擊摩擦學(xué)性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖。1.伺服電機(jī)，2.第一聯(lián)軸器，3.扭矩儀，4.摩擦扭矩離合器，5.第一軸承，6.支撐軸，7.軸向固定擋圈，8.端蓋，9.軸承座，10.傳力桿，11.位移測量桿，12.位移傳感器，
13.第二軸承，14.載荷傳感器，15.沖擊砝碼，16.穩(wěn)定載荷加載缸，17.沖擊砝碼提升缸，18.第三軸承，19.直線導(dǎo)軌，20.數(shù)據(jù)采集卡，21.工控計(jì)算機(jī)，22.液壓站，23.關(guān)節(jié)軸承試樣，24.機(jī)架，25.加載桿。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所提出的這種關(guān)節(jié)軸承沖擊式加載摩擦學(xué)性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)機(jī)的構(gòu)成包括傳動裝置、加載裝置、實(shí)驗(yàn)裝置、檢測裝置，如圖1所示。傳動裝置由伺服電機(jī)1、第一聯(lián)軸器2、扭矩儀3和摩擦扭矩離合器4組成，伺服電機(jī)I通過第一聯(lián)軸器2與扭矩儀3連接，扭矩儀3通過摩擦扭矩離合器4與實(shí)驗(yàn)裝置中的支撐軸6連接。加載裝置由傳力桿10、第二軸承13、載荷傳感器14、沖擊破碼15、穩(wěn)定載荷加載缸
16、沖擊砝碼提升缸17、直線導(dǎo)軌19、液壓站22和加載桿25組成。沖擊砝碼15上端面與沖擊破碼提升缸17固聯(lián),載荷傳感器14位于沖擊破碼15下方,載荷傳感器14測頭與傳力桿10上端面接觸,穩(wěn)定載荷加載缸16與加載桿25連接,加載桿25與載荷傳感器14固聯(lián)，穩(wěn)定載荷加載缸16和沖擊砝碼提升缸17通過油管與液壓站22相連，外圈固定在機(jī)架24上的第二軸承13內(nèi)圈與傳力桿10過盈配合，導(dǎo)桿固定在機(jī)架24上的直線導(dǎo)軌19的滑塊與沖擊砝碼15連接。實(shí)驗(yàn)裝置由第一軸承5、支撐軸6、軸向固定擋圈7、端蓋8、軸承座9、第三軸承18、關(guān)節(jié)軸承試樣23組成。第一軸承5和第三軸承18布置于支撐軸6的兩端，軸向固定擋圈7將關(guān)節(jié)軸承試樣23的內(nèi)圈固定在支撐軸6上，傳力桿10下端面與軸承座9接觸，關(guān)節(jié)軸承試樣23外圈通過端蓋8固定在軸承座9中。檢測裝置由扭矩儀3、位移測量桿11、位移傳感器12、載荷傳感器14、數(shù)據(jù)采集卡20和工控計(jì)算機(jī)21構(gòu)成，其中，扭矩儀3通過第一聯(lián)軸器2與伺服電機(jī)I相連、通過摩擦扭矩離合器4與支撐軸6相連，位移測量桿11與傳力桿10固聯(lián)，固定在機(jī)架24上的位移傳感器12的測頭與位移測量桿11接觸，載荷傳感器14布置于沖擊砝碼15和傳力桿10之間，扭矩儀3的扭矩信號、位移傳感器12的位移信號、載荷傳感器14的壓力信號通過數(shù)據(jù)采集卡20進(jìn)入工控計(jì)算機(jī)21處理，實(shí)時(shí)存儲和實(shí)時(shí)顯示。下面通過具體實(shí)驗(yàn)說明該關(guān)節(jié)軸承沖擊式加載沖擊摩擦學(xué)性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)機(jī)的原理。在實(shí)驗(yàn)之前先開啟液壓站22，安裝關(guān)節(jié)軸承試樣23，運(yùn)行檢測軟件，完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作。實(shí)驗(yàn)開始，伺服電機(jī)I運(yùn)行，設(shè)定穩(wěn)定載荷值，穩(wěn)定載荷加載缸16通過傳力桿10將穩(wěn)定載荷施加到關(guān)節(jié)軸承試樣23上，設(shè)定沖擊載荷數(shù)值，沖擊砝碼提升缸17提升沖擊砝碼15至相應(yīng)高度，液壓系統(tǒng)卸載，釋放沖擊砝碼15，沖擊砝碼15在重力作用下加速，通過載荷傳感器14、傳力桿10將沖擊載荷施加到關(guān)節(jié)軸承試樣23上。沖擊慣量值的調(diào)整通過設(shè)置沖擊砝碼提升缸17的提升高度和改變沖擊砝碼15的質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)，一次沖擊加載完成后，沖擊砝碼提升缸17升起沖擊砝碼15，可以通過設(shè)置沖擊加載間隔時(shí)間和往復(fù)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)沖擊加載。實(shí)驗(yàn)過程中，扭矩、穩(wěn)定載荷、沖擊載荷、位移等信號通過數(shù)據(jù)采集卡20進(jìn)入工控計(jì)算機(jī)21，實(shí)時(shí)存儲和實(shí)時(shí)顯示。當(dāng)關(guān)節(jié)軸承在實(shí)驗(yàn)過程發(fā)生失效時(shí)，摩擦扭矩增大，一方面可以通過在檢測系統(tǒng)設(shè)置扭矩閥值實(shí)現(xiàn)停機(jī)，同時(shí)，設(shè)置摩擦扭矩離合器的閥值，可以實(shí)現(xiàn)傳動裝置與實(shí)驗(yàn)裝置的脫開。
權(quán)利要求
1.一種關(guān)節(jié)軸承沖擊加載式摩擦學(xué)性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)架、傳動裝置、加載裝置、實(shí)驗(yàn)裝置、檢測裝置，其特征是: 傳動裝置由伺服電機(jī)、第一聯(lián)軸器、扭矩儀和摩擦扭矩離合器組成，該裝置中的伺服電機(jī)通過第一聯(lián)軸器與扭矩儀連接，扭矩儀通過摩擦扭矩離合器與實(shí)驗(yàn)裝置中的支撐軸連接; 加載裝置由傳力桿、第二軸承、載荷傳感器、沖擊破碼、穩(wěn)定載荷加載缸、沖擊破碼提升缸、直線導(dǎo)軌、液壓站和加載桿組成，該裝置中的沖擊砝碼上端面與沖擊砝碼提升缸固聯(lián)，載荷傳感器位于沖擊破碼下方，載荷傳感器測頭與傳力桿上端面接觸，穩(wěn)定載荷加載缸與加載桿連接，加載桿與載荷傳感器固聯(lián)，穩(wěn)定載荷加載缸和沖擊破碼提升缸通過油管與液壓站相連，外圈固定在機(jī)架上的第二軸承內(nèi)圈與傳力桿過盈配合，導(dǎo)桿固定在機(jī)架上的直線導(dǎo)軌的滑塊與沖擊砝碼連接； 實(shí)驗(yàn)裝置由第一軸承、支撐軸、軸向固定擋圈、端蓋、軸承座、第三軸承、關(guān)節(jié)軸承試樣組成，該裝置中的第一軸承和第三軸承布置于支撐軸的兩端，軸向固定擋圈將關(guān)節(jié)軸承試樣的內(nèi)圈固定在支撐軸上，傳力桿下端面與軸承座接觸，關(guān)節(jié)軸承試樣外圈通過端蓋固定在軸承座中； 檢測裝置由扭矩儀、位移測量桿、位移傳感器、載荷傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和工控計(jì)算機(jī)構(gòu)成，該裝置中扭矩儀通過第一聯(lián)軸器與伺服電機(jī)相連、通過摩擦扭矩離合器與支撐軸相連，位移測量桿與傳力桿固聯(lián)，固定在機(jī)架上的位移傳感器的測頭與位移測量桿接觸，載荷傳感器布置于沖擊破碼和傳力桿之間，扭矩儀的扭矩信號、位移傳感器的位移信號、載荷傳感器的壓力信號通過數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入工控計(jì)算機(jī)處理，實(shí)時(shí)存儲和實(shí)時(shí)顯示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于測試沖擊載荷作用下關(guān)節(jié)軸承摩擦學(xué)性能實(shí)驗(yàn)機(jī)。該實(shí)驗(yàn)機(jī)由傳動裝置，加載裝置和檢測裝置組成。伺服電機(jī)通過第一聯(lián)軸器與扭矩儀、摩擦扭矩離合器與支撐軸連接。沖擊砝碼上端面與沖擊砝碼提升缸固聯(lián)，載荷傳感器位于沖擊砝碼下方，載荷傳感器測頭與傳力桿上端面接觸，穩(wěn)定載荷加載缸與加載桿連接，加載桿與載荷傳感器固聯(lián)，穩(wěn)定載荷加載缸和沖擊砝碼提升缸通過油管與液壓站相連，傳力桿下端面與軸承座接觸，關(guān)節(jié)軸承試樣安裝于支撐軸上，關(guān)節(jié)軸承試樣外圈通過端蓋固定在軸承座中。本發(fā)明能夠在不同沖擊慣量、不同轉(zhuǎn)速條件下，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)軸承摩擦學(xué)性能檢測。
文檔編號G01M7/08GK103076178SQ20131001784
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者齊效文, 范兵利, 楊育林, 胡占齊, 高海碧, 李巍 申請人:燕山大學(xué)