[發明專利]一種適用于轉動副的控溫摩擦磨損試驗機

在審

• 申請號: 201711446429.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108240945A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 陳實;張執南
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G05D23/20
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

本發明公開了一種適用于轉動副的控溫摩擦磨損試驗機，它能夠用于襯套的加速磨損試驗。其模擬工況包括襯套徑向受載、室溫及高溫、轉軸變轉速、轉軸低頻擺動以及軸向加載等領域，使用時通過調節襯套夾具上的加熱裝置溫度進行加熱，使襯套穩定在某個溫度下。之后再通過加載電機調節加載板位置，壓縮彈簧并通過壓力傳感器實時測量使襯套處于穩定的徑向受載。啟動驅動電機進行襯套加速磨損試驗。試驗過程中通過改變加熱裝置溫度可以進行升溫，通過控制加載電機可以進行變加載。

技術領域

本發明涉及一種用于轉動副的控溫摩擦磨損試驗設備。

背景技術

軸承、襯套等是機械產品中的重要摩擦副，例如襯套是航空發動機VSV調節機構中的一個關鍵零部件，由于在VSV系統調節過程中轉軸與襯套之間存在摩擦、沖擊，容易造成襯套磨損而導致其損壞。因為商業航天在中國處于剛剛起步發展階段，所以國內針對VSV調節機構的襯套研究十分有限。文獻調研發現國內已有針對襯套材料在常規摩擦磨損試驗機上進行材料試驗，然而模擬襯套實際工況的試驗尚未有人報道。

專利200920034253.5公開了一種航空發動機輪盤定心襯套試驗裝置，其目的是測試某一溫度下承受拉伸載荷的輪盤定心襯套的安全壽命，與磨損無關。

專利201410157510.X公開了一種發動機連桿小頭襯套摩擦磨損部件試驗裝置，通過建立電機驅動的曲柄連杠機構模擬活塞運動過程中的襯套磨損從而實現測試，然而無法再現汽油燃燒時產生的高溫對襯套的影響。

發明內容

本發明的目的是為克服上述問題，提出一種適用于轉動副的控溫摩擦磨損試驗機，能夠模擬VSV系統中襯套的實際工況進行襯套加速磨損試驗，縮短常見航空用襯套產品的研發進程，同時適用于其他類型的轉動副。

本發明所提出的一種適用于轉動副的控溫摩擦磨損試驗機，其特征在于，所述試驗機包括基座，基座表面承載有

裝夾模塊，包括開口的隔熱箱，隔熱箱內設置可加熱的夾具；隔熱箱兩側分別設置作用于夾具的

徑向的載荷加載模塊，包括加載電機，其通過膜片聯軸器驅動絲杠滑臺的滑塊，所述滑塊表面設置直線軸承及軸座，徑向載荷桿穿過直線軸承，表面設置壓力載荷彈簧及力傳感器，其一端與徑向載荷輸入軸連接；以及位于裝夾模塊一端的

軸向驅動測量模塊，包括驅動電機，其輸出軸上設置扭矩傳感器并通過膜片聯軸器連接驅動輸入軸；和位于裝夾模塊另一端的

軸向的載荷加載模塊，包括位移加載電機及進入導軌隔熱箱的導軌，所述位移加載電機通過凸輪驅動導軌上的滑塊，軸向輸入軸連接于滑塊表面。

徑向的載荷加載模塊的電機通過絲杠滑臺模組平穩控制直線軸承座左右運動，壓縮拉力載荷彈簧實現對徑向載荷輸入軸的拉力載荷施加。力傳感器輸出載荷數值與數據采集卡，電控模塊通過數據采集卡讀取實時載荷信息，并以此為依據驅動加載電機實現載荷控制。

而軸向驅動測量模塊通過調節襯套夾具上的加熱裝置溫度進行加熱，使襯套穩定在某個溫度下，之后再通過加載電機調節加載板位置，壓縮彈簧并通過壓力傳感器實時測量使襯套處于穩定的徑向受載。啟動驅動電機進行襯套加速磨損試驗。試驗過程中通過改變加熱裝置溫度可以進行升溫，通過控制加載電機可以進行變加載。

進一步的，裝夾模塊內的夾具包括

一側的轉軸夾具，通過耐高溫聯軸器與驅動輸入軸連接；

另一側的襯套夾具，其一端連接軸向輸入軸，另一端連接襯套及襯套調節裝置，載荷座安裝于襯套夾具外部，其一端連接微型軸套，徑向載荷輸入軸與所述微型軸套接觸。

需要指出的是，轉軸夾具和襯套夾具構成裝夾模塊。轉軸夾具可以設置為圓柱形，有若干個不同直徑的內孔，從小到大分布；轉軸夾具側壁開設內螺紋孔，用于緊定螺釘固定轉軸，同時保證轉軸軸心與旋轉軸心的同軸度，適用于多種尺寸；