[發明專利]四曲柄擺塊機構關節軸承高速疲勞試驗機

無效

• 申請號: 201310268962.0
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103335846A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 劉喜平;楊育林;黃世軍
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務所 13102
• 代理人: 鄂長林

技術領域

本發明涉及一種四曲柄擺塊機構關節軸承高速疲勞試驗機。

背景技術

關節軸承是一種特殊結構的滑動軸承，主要是由一個帶外球面的內圈和一個帶內球面的外圈組成。關節軸承因具有轉動靈活、免維護、結構緊湊、易于裝拆、承載能力大、壽命長等諸多優點，被廣泛應用于航空飛行器擺動構件連接。

航空飛行器在飛行過程中，任何組成構件的失效都會造成災難性后果。因此對航空飛行器組成構件服役壽命的確定是一項非常嚴肅而重要的工作。為了準確的確定航空飛行器組成構件的服役壽命，通常做法是對航空飛行器組成構件進行模擬真實工況條件下的疲勞試驗，再把通過試驗求得的疲勞壽命除以一個安全系數即為航空飛行器組成構件的服役壽命。

關節軸承作為航空飛行器的重要組成構件之一，也必須進行模擬真實工況條件下的疲勞試驗。有些航空飛行器上的關節軸承擺動頻率很高（30～70Hz），而我國目前使用的關節軸承疲勞試驗機多采用曲柄滑塊機構，因該機構難以實現運動構件的動平衡，故其最高擺動頻率一般不超過20Hz，無法滿足高頻擺動航空關節軸承疲勞試驗的要求，嚴重制約了國產高頻擺動航空關節軸承的發展。

發明內容

為了克服現有的采用曲柄滑塊機構的關節軸承疲勞試驗機存在的上述不足，本發明提供一種四曲柄擺塊機構關節軸承高速疲勞試驗機。該發明帶有四個曲拐的曲軸為動平衡結構，曲軸本身產生的離心慣性力和離心慣性力矩在曲軸本身得到平衡。四個曲柄擺塊機構的運動接近對稱方式，這樣四根連桿運動過程中產生的慣性載荷相互抵消了大部分，故沖擊小、噪音低。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種四曲柄擺塊機構關節軸承高速疲勞試驗機，包括滾動軸承Ⅰ、Ⅱ、?Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、滑動軸承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、滑動軸瓦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、聯軸器和電機，所述支承在兩個滾動軸承Ⅰ、Ⅱ上的帶有四個曲拐的曲軸的一端通過聯軸器與電機相連。曲軸的四個曲拐上分別安裝滑動軸瓦Ⅰ、Ⅱ?、Ⅲ?、Ⅳ，四根高頻擺動軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各支承在兩個滾動軸承上，四根高頻擺動軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ與四個試驗關節軸承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、四個加載液壓缸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ以及四個滑動軸承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ孔內的四個連桿Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的圓柱套筒與曲軸四個曲拐的滑動軸瓦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的連接方式相同，其中，高頻擺動軸Ⅰ的一端與試驗關節軸承Ⅰ的內圈固聯，試驗關節軸承Ⅰ的外圈與加載液壓缸Ⅰ固聯，插入高頻擺動軸Ⅰ的滑動軸承Ⅰ孔內的連桿Ⅰ的圓柱套筒與曲軸滑動軸瓦Ⅰ的外圓配合。

所述曲軸的四個曲拐交錯布置，即第一個曲拐向上即曲拐軸線與曲軸軸線的偏心距朝上，第二個曲拐向下即曲拐軸線與曲軸軸線的偏心距朝下，第三個曲拐向上即曲拐軸線與曲軸軸線的偏心距朝上，第四個曲拐向下即曲拐軸線與曲軸軸線的偏心距朝下。

所述四根高頻擺動軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的軸線均與曲軸軸線位于同一平面內，且彼此平行。

所述四個連桿Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均由一根圓柱桿和一段圓柱套筒連接而成，圓柱桿和圓柱套筒的軸線相互垂直，且圓柱桿軸線對稱于圓柱套筒兩端面的對稱平面。

本發明與現有技術相比具有如下優點：ⅰ.本發明的帶有四個曲拐的曲軸為動平衡結構，即在曲軸高速轉動過程中，曲軸本身產生的離心慣性力和離心慣性力矩在曲軸本身得到平衡，曲軸的支承軸承不會受到該離心慣性力和離心慣性力矩作用。ⅱ.四個曲柄擺塊機構的運動接近對稱方式，即當兩根連桿垂直于紙面向上擺動時，另兩根連桿垂直于紙面向下擺動；當兩根連桿沿紙面向上平動時，另兩根連桿沿紙面向下平動，這樣四根連桿運動過程中產生的慣性載荷相互抵消了大部分，故沖擊小、噪音低。ⅲ.可以同時對四個關節軸承進行疲勞試驗，提高了工作效率。ⅳ.由于同時進行疲勞試驗的關節軸承的工況條件完全相同，故可對不同生產批次、不同生產廠家的關節軸承進行比對疲勞試驗。該發明的擺動頻率可達70～80Hz，可滿足高頻擺動航空關節軸承疲勞試驗的要求。

附圖說明

附圖為四曲柄擺塊機構關節軸承高速疲勞試驗機工作狀態俯視剖面示意圖。