[發(fā)明專利]一種用于關(guān)節(jié)軸承壽命試驗的夾具系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010027660.4
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111189636B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋超;邊智;滕明;張哲;聶揚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空綜合技術(shù)研究所
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 劉翠芹

1.一種用于關(guān)節(jié)軸承壽命試驗的夾具系統(tǒng)，其包括固定被試關(guān)節(jié)軸承的關(guān)節(jié)軸承裝夾子系統(tǒng)（1）、底座（2）、產(chǎn)生被試關(guān)節(jié)軸承徑向載荷的轉(zhuǎn)動施加子系統(tǒng)（3）、穿箱軸套（4）、溫度箱（5）、被試關(guān)節(jié)軸承（6）、產(chǎn)生被試關(guān)節(jié)軸承徑向載荷的徑向載荷施加子系統(tǒng)（7）、產(chǎn)生被試關(guān)節(jié)軸承軸向載荷的軸向載荷施加子系統(tǒng)（9）以及監(jiān)控被試關(guān)節(jié)軸承外部應(yīng)力的采集與控制系統(tǒng)（10），其特征在于，關(guān)節(jié)軸承裝夾子系統(tǒng)(1)包括異型轉(zhuǎn)接法蘭（11）、陪試軸承座端蓋（12）、內(nèi)圈固定環(huán)（13）、陪試球軸承（14）、陪試圓柱滾子軸承（15）、芯軸（16）、鎖緊螺母（17）、陪試軸承座（18）、外圈固定板；

外圈固定板的第一端與徑向載荷施加子系統(tǒng)（7）連接，外圈固定板的第二端與被試關(guān)節(jié)軸承（6）的外圈配合，用于將徑向載荷施加子系統(tǒng)（7）產(chǎn)生的徑向應(yīng)力施加到被試關(guān)節(jié)軸承（6）的外圈；內(nèi)圈固定環(huán)（13）的右內(nèi)圈固定環(huán)（131）、左內(nèi)圈固定環(huán)（132）分別位于被試關(guān)節(jié)軸承（6）的兩側(cè)，均設(shè)有中心孔，中心孔內(nèi)圈與芯軸（16）間隙配合；右內(nèi)圈固定環(huán)（131）的外圈與陪試球軸承（14）間隙配合，右內(nèi)圈固定環(huán)（131）第一端設(shè)有擋邊，限制陪試球軸承（14）向左運動，右內(nèi)圈固定環(huán)（131）第一端的端面有內(nèi)凹盲孔，內(nèi)凹盲孔剛好略大于被試關(guān)節(jié)軸承（6）的內(nèi)圈，進(jìn)而保證第一端的端面與被試關(guān)節(jié)軸承（6）的外圈良好接觸，擋邊和內(nèi)凹盲孔將陪試球軸承（14）傳遞的反向作用力施加在被試關(guān)節(jié)軸承（6）的外圈上；左內(nèi)圈固定環(huán)（132）的外圈與陪試圓柱滾子軸承（15）間隙配合，起導(dǎo)向作用；

芯軸（16）穿過被試關(guān)節(jié)軸承（6）內(nèi)圈和兩塊內(nèi)圈固定環(huán)（13），芯軸（16）上有階梯軸，大徑與被試關(guān)節(jié)軸承（6）內(nèi)圈間隙配合并有螺紋孔與鎖緊螺母（17）螺紋連接，小徑與推力軸承（93）的內(nèi)徑配合，芯軸（16）的第二端與轉(zhuǎn)動施加子系統(tǒng)（3）相連接；鎖緊螺母（17）用于將兩塊內(nèi)圈固定環(huán)（13）從左側(cè)和從右側(cè)夾緊被試關(guān)節(jié)軸承（6）的內(nèi)圈；陪試軸承座（18）以軸向?qū)ΨQ方式安裝在底座（2）上；

陪試軸承座（18）設(shè)有用于安裝陪試球軸承（14）、陪試圓柱滾子軸承（15）的內(nèi)孔，內(nèi)孔的內(nèi)圈與陪試球軸承（14）、陪試圓柱滾子軸承（15）的外圈為間隙配合，內(nèi)孔朝向被試關(guān)節(jié)軸承的第一面設(shè)有擋邊，與被試關(guān)節(jié)軸承相對的第二面由陪試軸承座端蓋（12）進(jìn)行封堵，擋邊和陪試軸承座端蓋（12）用于對陪試球軸承（14）、陪試圓柱滾子軸承（15）進(jìn)行軸向固定；陪試球軸承（14）、陪試圓柱滾子軸承（15）的內(nèi)圈與兩塊內(nèi)圈固定環(huán)（13）間隙配合，用于為被試關(guān)節(jié)軸承提供支撐；

軸向載荷施加子系統(tǒng)（9）包括推力軸承套端蓋（91）、推力軸承襯套（92）、 推力軸承（93）、推力軸承套（94）、右穿箱軸（95）、左液壓作動器（96）；推力軸承套（94）第一面中心設(shè)有盲孔，盲孔內(nèi)表面與推力軸承（93）外表面間隙配合，推力軸承（93）用于傳遞推力，第一端面通過盲孔內(nèi)壁固定，第二端面通過推力軸承襯套（92）和推力軸承套端蓋（91）共同作用進(jìn)行固定，推力軸承（93）內(nèi)孔與芯軸（16）外徑為間隙配合，并通過階梯軸傳遞推力；左液壓作動器（96）施加軸向推力，通過推力軸承（93）向往復(fù)擺動旋轉(zhuǎn)的芯軸（16）傳遞推力，經(jīng)左內(nèi)圈固定環(huán)（132）傳遞給被試關(guān)節(jié)軸承（6）的左側(cè)內(nèi)圈，被試關(guān)節(jié)軸承（6）的右側(cè)外圈受到的反作用力是由經(jīng)右內(nèi)圈固定環(huán)（131）并經(jīng)陪試球軸承（14）傳遞至固定的陪試軸承座（18），并確保施加在被試關(guān)節(jié)軸承（6）兩側(cè)推力，不會施加到轉(zhuǎn)動施加子系統(tǒng)（3）上，以此方式將規(guī)定的軸向載荷施加到被試關(guān)節(jié)軸承（6）上；

轉(zhuǎn)動施加子系統(tǒng)（3）包括左滑軌臺（31）、液壓馬達(dá)（32）、左穿箱軸（35），液壓馬達(dá)（32）固定在左滑軌臺（31）上，將由液壓油輸送單元（106）提供液壓動力轉(zhuǎn)化為周期性旋轉(zhuǎn)，左滑軌臺（31）上配有絲杠、手輪和機械鎖，通過轉(zhuǎn)動手輪驅(qū)動液壓馬達(dá)（32）沿芯軸（16）的軸向進(jìn)行位移，機械鎖對左滑軌臺（31）進(jìn)行位置固定；徑向載荷施加子系統(tǒng)（7）包括上液壓作動器（72），液壓馬達(dá)（32）、上液壓作動器（72）和左液壓作動器（96），均由經(jīng)控制器（101）控制的液壓油輸送單元（106）提供液壓動力；左穿箱軸（35）通過溫度箱（5）的側(cè)面孔與芯軸（16）連接，左穿箱軸（35）外圈與溫度箱（5）的側(cè)面孔之間有穿箱軸套（4）的第一穿箱軸套（41），第一穿箱軸套（41）起到密封作用，溫度箱（5）外圈與第一穿箱軸套（41）為松配合；

采集與控制系統(tǒng)（10）包括控制器（101）、徑向力傳感器（102）、軸向力傳感器（103）、溫度傳感器（104）、轉(zhuǎn)速傳感器（105）和液壓油輸送單元（106），分別檢測徑向力、軸向力、溫度及轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，液壓油輸送單元（106）對油液壓力進(jìn)行控制，并將信號傳至控制器（101）；

芯軸（16）的第二端設(shè)置異型端面，通過異型轉(zhuǎn)接法蘭（11）分別與異型端面以及轉(zhuǎn)動施加子系統(tǒng)（3）的轉(zhuǎn)軸相連，使被試關(guān)節(jié)軸承（6）的內(nèi)圈實現(xiàn)試驗大綱規(guī)定的周期性徑向擺動；

穿箱軸套（4）包括第一穿箱軸套（41）和第二穿箱軸套（42），位于溫度箱的右側(cè)和左側(cè)，穿箱軸套（4）為圓柱形中空管，第一穿箱軸套（41）和第二穿箱軸套（42）的內(nèi)圈分別與左穿箱軸（35）、右穿箱軸（95）外表面間隙配合；

按照徑向載荷剖面的規(guī)定對被試關(guān)節(jié)軸承（6）施加徑向加載，利用安裝在底座（2）上的激光位移傳感器對被試關(guān)節(jié)軸承（6）磨損量，即等效外圈固定板徑向位移，進(jìn)行實時監(jiān)控，外圈固定板的下端伸出反光條（81），反光條（81）與激光位移傳感器配合使用，采集外圈固定板的位移變化量，即被試關(guān)節(jié)軸承（6）的磨損量。