[發明專利]一種萬向傳動裝置拉扭復合可靠性試驗臺及試驗方法

有效

• 申請號: 202010190618.4
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111351659B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 羅巍;王子月;楊兆軍;陳傳海;何佳龍;田海龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01M13/025
• 分類號: G01M13/025;G01M13/026;G01M13/027
• 代理公司: 長春市東師專利事務所 22202
• 代理人: 張鐵生;劉延軍

1.一種萬向傳動裝置拉扭復合可靠性試驗臺的試驗方法：其步驟如下：

采用一種萬向傳動裝置拉扭復合可靠性試驗臺；

（1）可靠性試驗準備

1）保持試驗環境溫度恒定為20攝氏度，將萬向傳動裝置拉扭復合可靠性試驗臺在試驗環境中放置大于12小時；

2）在砝碼座（371）上加載不同重量的砝碼（373），模擬加載不同的靜態扭矩，用來模擬真實工況；

3）在控制系統中設定伺服油缸（5）的軸向加載力和加載波形，加載波形包括直線波、梯形波、正弦波、三角波、方波與隨機波，并保證伺服油缸（5）的油缸桿為全部伸出的狀態；

4）通過俯仰旋轉裝置在工作平臺（1）上前后移動，確定試驗位置，通過1號T型塊組件（34）將俯仰旋轉平臺固定在工作平臺（1）上；

5）通過軸向力加載裝置在工作平臺（1）上左右移動，確定試驗位置，通過2號T型塊組件（29）將軸向力加載平臺固定在工作平臺（1）上；

6）通過調節俯仰旋轉支架（31）的擺動角度來間接調節俯仰旋轉裝置的擺動角度，確定試驗位置，通過螺釘將俯仰旋轉支架（31）固定在俯仰旋轉平臺上；

7）通過調節俯仰旋轉裝置的俯仰角度，確定試驗位置，通過螺釘將其固定在俯仰旋轉支架（31）上；

8）通過調節軸向力加載旋轉架（48）的擺動角度來間接調節軸向力加載裝置的擺動角度，確定試驗位置，通過螺釘將軸向力加載旋轉架（48）固定在軸向力加載平臺上；

9）設定萬向傳動裝置的精度失效閾值，包括扭矩閾值、拉力閾值、以及伸縮套（93）和滑動花鍵軸（94）的極限位移閾值；

（2）可靠性試驗數據的檢測和記錄

1）啟動自動控制程序，可靠性試驗開始計時；

2）將軸向力加載裝置中伺服油缸（5）的油缸桿不斷縮回，使伸縮套（93）和滑動花鍵軸（94）的位移不斷增大，通過激光位移傳感器（71）測量其位移并實時傳輸至控制中心；通過拉扭復合傳感器（74）測量萬向傳動裝置的實際拉力和扭矩并實時傳輸至控制中心；

3）控制中心利用激光位移傳感器（71）檢測到的數據，把伸縮套（93）和滑動花鍵軸（94）的實際位移與控制系統設定的極限位移閾值相比較，若實際值大于設定值，則判定該萬向傳動裝置極限位移精度失效，記為一次精度失效故障；把拉扭復合傳感器（74）檢測萬向傳動裝置的拉力及扭矩與控制系統設定的拉力及扭矩閾值相比較，若實際值大于設定值，則判定該萬向傳動裝置精度失效，記為一次精度失效故障；控制系統根據檢測數據自動繪制拉力與位移、扭矩與位移的變化曲線；控制系統還記錄油壓不足、液壓元件損壞、漏油、控制系統報警故障，若發生故障后，則停止此次可靠性試驗，并記錄此次試驗連續無故障工作時間；

（3）可靠性試驗數據的分析

1）在可靠性試驗完成后,對試驗采集的故障數據進行統計分析處理,利用FMECA分析及FTA分析方法分析被測萬向傳動裝置的可靠性水平；

2）在可靠性試驗完成后,對試驗采集的拉力-位移曲線、扭矩-位移曲線進行分析,能夠得出加載力和位移、扭矩和位移之間的變化規律；

3）在可靠性試驗過程中,如果出現油壓不足、液壓元件損壞，漏油、控制系統報警故障時,則應立即停止試驗；

所述的 一種萬向傳動裝置拉扭復合可靠性試驗臺，它包括：工作平臺（1）、萬向傳動裝置系統、加載系統、檢測系統、控制系統；

所述的萬向傳動裝置系統包括：縱向平移裝置、俯仰旋轉平臺、俯仰旋轉裝置；

縱向平移裝置固定在工作平臺（1）上，縱向平移裝置是由1號導軌（21）、1號絲杠（23）、1號絲母（24）組成的縱向直線平移的機械傳動部件；俯仰旋轉平臺固定在縱向平移裝置的1號導軌（21）上，俯仰旋轉裝置水平軸接在俯仰旋轉平臺上；縱向平移裝置縱向水平移動俯仰旋轉平臺；

俯仰旋轉裝置中裝設有緩沖套軸（322），緩沖套軸（322）的一側端部裝設有第一萬向傳動裝置連接盤（35），緩沖套軸（322）的另一側端部裝設有有導向套（36）；導向套（36）另一側設有扭矩負載連接部；

所述的加載系統包括：橫向平移裝置、軸向力加載平臺、軸向力加載裝置、扭矩負載裝置、伺服油缸（5）、伺服油路系統；

橫向平移裝置固定在工作平臺（1）上，橫向平移裝置是由2號導軌（41）、 2 號絲杠（43）、 2 號絲母（44）組成的橫向直線平移的機械傳動部件；橫向平移裝置垂直于縱向平移裝置的一側；軸向力加載平臺固定在橫向平移裝置上，橫向平移裝置橫向水平移動軸向力加載平臺；

所述的軸向力加載平臺上端設有軸向力加載旋轉架（48）；軸向力加載旋轉架（48）上裝設有伺服油缸（5）、拉板（49）；

軸向力加載旋轉架（48）上端中心處設有油缸桿通孔，伺服油缸（5）和拉板（49）裝設在油缸桿通孔兩側；拉板（49）中部一側與伺服油缸（5）的油缸桿連接；拉板（49）中部另一側與拉扭復合傳感器（74）鎖固連接；

拉扭復合傳感器（74）上設有第二萬向傳動裝置連接盤（75）；

第一萬向傳動裝置連接盤（35）與第二萬向傳動裝置連接盤（75）間通過萬向傳動裝置連接；

扭矩負載裝置裝設在扭矩負載連接部上；扭矩負載裝置包括：砝碼座（371）、加載桿（372）、砝碼（373）、加載桿外套（374）、砝碼轉軸（375）；砝碼座（371）固定在加載桿（372）一端，加載桿（372）另一端固定在加載桿外套（374）上；砝碼（373）套接在砝碼座（371）上；

所述的伺服油路系統固定在伺服油缸（5）尾部下方的軸向力加載旋轉架（48）上；

所述的檢測系統分別裝設在萬向傳動裝置、第二萬向傳動裝置連接盤（75）、伺服油缸（5）和伺服油路系統中；

所述的控制系統分別與萬向傳動裝置系統、加載系統和檢測系統電氣連接。