一種自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺的製作方法
2023-06-02 02:39:31
專利名稱：一種自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及軸承襯墊性能檢測設備，尤其涉及一種自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺。
背景技術：
目前航空飛機正向著高速度、大載重量、航程遠和機動性能好的方向發展，這就要求相關軸承具有更高性能和可靠性，而自潤滑關節軸承是航空工業中一個關鍵部件，其性能的優劣對航空飛機的性能與安全具有重要的影響，自潤滑關節軸承中襯墊材料的質量和摩擦學性能直接決定了自潤滑關節軸承的性能和壽命。我國在高速輕載自潤滑關節軸承的研究方面起步較晚，相關的研究水平和應用與國外相比還有一定的差距，同時，由於技術封鎖，關鍵部件的關節軸承還大量依賴於進口， 有的甚至難於購到，如一些高速輕載用關節軸承，為此，我國目前正大力發展高速輕載自潤滑關節軸承的研究和生產。襯墊是自潤滑關節軸承研究發展中必須首先解決的問題，襯墊生產後，如何評價其摩擦學性能的優劣成為一個迫切需要解決的問題。目前，國內對襯墊性能的評價方法往往通過關節軸承臺架試驗，根據中國專利 200820058975. X公開的一種「高速徑嚮往復擺動的試驗機」，該實驗機包括測試臺，被測關節軸承嵌入設置於測試臺上的裝夾機構中，裝夾機構的徑向設有用於向關節軸承徑向加載力的徑向加載機構，關節軸承的軸向設有用於向關節軸承提供往復旋轉驅動力的軸向加載機構，關節軸承臺架試驗是直接考核關節軸承的性能，雖然模擬了襯墊的使用狀況，但是並不能直接評價襯墊的性能，關節軸承的性能不僅取決於襯墊的性能，還與軸承材料、加工和裝配密切相關，因而出現問題後容易引起爭議，不利於研究的進展。
發明內容
本發明的目的在於提供一種自潤滑關節軸承襯墊摩擦學性能檢測試驗臺，已解決現有關節軸承臺架試驗不能直接對關節軸承襯墊性能做出評價的狀況。為了解決上述問題，本發明的技術方案為
一種自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，包括測試臺，測試臺上設有徑向加載機構和軸向加載機構，所述的徑向加載機構與軸向加載機構之間設置有摩擦副，所述的摩擦副包括用於在往復旋轉驅動力作用下往復旋轉的外周面為圓弧面的摩擦環或摩擦瓦片， 及用於傳遞沿所述摩擦環徑向的加載力的摩擦環座，所述的摩擦環座具有與所述摩擦環或摩擦瓦片的外周的圓弧面對應旋轉配合的內凹圓弧面，摩擦環座的內凹圓弧面與摩擦環或摩擦瓦片的外周的圓弧面之間設有用於待測襯墊裝配的間隙，所述的軸向加載機構與主軸傳動連接，所述的徑向加載機構與摩擦環座傳動連接。所述的摩擦副包括用於在往復旋轉驅動力作用下往復旋轉的外周面為圓弧面的摩擦環，所述的摩擦環沿其軸向開有錐孔，所述的摩擦副還包括用於在往復旋轉驅動力作用下往復旋轉的主軸，所述的主軸沿其軸向設有用於磨擦環的錐孔止旋配合的錐形工作
3段。所述的摩擦環由上下兩塊帶有錐槽的對偶環通過法蘭連接組成。所述的軸向加載機構為試驗臺上水平設置的擺動油缸，所述的擺動油缸包括動力輸出端，所述的擺動油缸的動力輸出端與摩擦副的主軸通過其間設置的傳動軸傳動連接， 所述的徑向加載機構為沿豎直方向設置於摩擦套底座的下方的加載油缸，所述的試驗臺還包括用於向擺動油缸和加載油缸提供液壓動力的液壓系統。所述的試驗臺還包括用於控制主軸繞主軸的軸線往復擺動的計算機控制系統，所述的計算機控制系統通過液壓系統與擺動油缸控制連接。所述的主軸的錐形工作段沿其軸向的兩側設有用於主軸轉動裝配的主軸支撐座。所述的加載油缸包括加載油缸活塞，所述的加載油缸由加載油缸活塞分為上工作區和下工作區，所述的上工作區和下工作區分別對應設有用於液壓油進入的上進油口和下進油口。所述的試驗臺還包括用於調節試驗溫度的溫控箱，所述的溫控箱是由內外兩層不鏽鋼殼體組成的長方形箱體，所述的內外兩層不鏽鋼殼體之間填充有用於保溫的氧化鋁纖維棉，所述的溫控箱的一個立壁上設有貫穿整個箱體的風道，所述的風道中設有製冷蒸發器、加熱器和鼓風風扇，所述的鼓風風扇設置於製冷蒸發器和加熱器相對靠外的一側，所述的溫控箱頂部設置有溫控箱溫度傳感器。所述的試驗臺還包括用於檢測工作狀況的傳感器，所述的傳感器包括用於檢測傳動軸轉動角度的角度傳感器、用於檢測襯墊溫度的襯墊溫度傳感器和用於檢測加載油缸負載的壓力傳感器，所述的角度傳感器、襯墊溫度傳感器和壓力傳感器通過信號線連接於計算機控制系統上。
本發明產生的有益效果為檢測時將被測襯墊置於摩擦環與摩擦環座之間的間隙中， 摩擦環在軸向加載力的帶動下能夠繞其軸線模擬多種角度和多種頻率的往復擺動，摩擦環底座在徑向加載力的作用下可以模擬多種不同的載荷工況，試驗時取多組襯墊在同一工作狀況下進行試驗，整個試驗過程不需要關節軸承的參與，可以避免由於軸承材料、加工和裝配關係引起的誤差直接得出襯墊的摩擦性能。
圖1是本發明實施例的結構示意圖； 圖2是圖1中I部分的放大圖3是圖1中摩擦副的結構示意圖； 圖4是圖3的左視圖； 圖5是圖3的俯視圖； 圖6是圖1中主軸與摩擦環的裝配示意圖； 圖7是襯墊裝配示意圖。
具體實施例方式實施例如圖1-6所示該實驗臺包括測試臺9，，所述的試驗臺9包括用於向主軸5提供往復旋轉驅動力的軸向加載機構和用於向摩擦環座18提供徑向加載力的徑向加載機構，所述的摩擦副設置於軸向加載機構與徑向加載機構之間，所述的摩擦副包括用於在往復旋轉驅動力作用下往復旋轉的外周面為圓弧面的摩擦環13，及用於傳遞沿所述摩擦環徑向的加載力的摩擦環座18，所述的摩擦環座18具有與所述摩擦環外周的圓弧面對應旋轉配合的內凹圓弧面，摩擦環座18的內凹圓弧面與摩擦環13外周的圓弧面之間設有用於待測襯墊20裝配的間隙，所述的摩擦環沿其軸向開有錐孔17，所述的摩擦副還包括用於在往復旋轉驅動力作用下往復旋轉的主軸5，所述的主軸5沿其軸向設有用於磨擦環13的錐孔 17止旋配合的錐形工作段15，所述的摩擦環13由上下兩塊帶有錐槽的對偶環通過法蘭連接組成，在本發明的其它實施例中，所述的摩擦環13還可以是上端不封閉且用於在往復旋轉驅動力作用下往復旋轉的外周面為圓弧面的摩擦瓦片，所述的摩擦環座18具有與所述摩擦瓦片外周的圓弧面對應旋轉配合的內凹圓弧面，摩擦環13也可以直接由光軸代替，摩擦環13與主軸還可以通過鍵配合止旋，所述的錐形工作段15沿其軸向的兩側設有用於主軸5轉動裝配的左主軸支撐座4和右主軸支撐座6，所述的主左軸支撐座4和右主軸支撐座6通過一支撐座12設置於測試臺9上，在本實例中，所述的軸向加載機構為測試臺9水平設置的擺動油缸3，所述的擺動油缸3包括動力輸出端，所述的動力輸出端與主軸5通過其間設置的傳動軸11傳動連接，所述的徑向加載機構為沿豎直方向設置於摩擦套底座18 下方且與摩擦套底座18傳動連接的加載油缸8，所述的加載油缸8包括加載油缸活塞，所述的加載油缸8由加載油缸活塞分為上工作區和下工作區，所述的上工作區和下工作區分別對應設有用於液壓油進入的上進油口和下進油口，加載油缸活塞的上方設有活塞杆，液壓力作用到活塞一端，推動活塞杆運動，直至與摩擦環座18接觸，產生作用力，所述的試驗臺還包括用於向擺動油缸3和加載油缸8提供液壓動力的液壓系統2，液壓系統2給出的壓力油經伺服閥後由伺服閥的兩個出油口分別連到加載油缸的上、下工作區，根據兩工作區的壓差大小得到不同的試驗力，所述的試驗臺還包括用於調節試驗溫度的溫控箱7，所述的溫控箱7是由內外兩層不鏽鋼殼體組成的長方形箱體，所述的內外兩層不鏽鋼殼體之間填充有用於保溫的氧化鋁纖維棉，所述的溫控箱的一個立壁上設有貫穿整個箱體的風道， 所述的風道中設有製冷蒸發器、加熱器和鼓風風扇，所述的鼓風風扇設置於製冷蒸發器和加熱器相對靠外的一側，加熱器是由電阻絲和陶瓷管等組成，試驗時加熱器加熱，風扇由溫控箱7上的設置的鼓風機驅動旋轉，風扇旋轉強制溫控箱7內空氣流動，使箱內溫度均勻， 製冷蒸發器是一種復迭式壓縮機製冷系統，所述的溫控箱頂部設置有溫控箱溫度傳感器， 該溫控箱7可自由移動，而且在傳動軸11和加載油缸8的對應位置處設有缺口，在進行室溫條件下試驗時不需加環境箱，可放置一邊，當需做高、低溫試驗時將環境箱推至傳動軸11 的錐形工作段5上，使得錐形工作段5的周圍達到一個溫度均勻的測試環境，所述的試驗臺還包括用於檢測工作狀況的傳感器，所述的傳感器包括用於檢測傳動軸11轉動角度的角度傳感器、用於檢測襯墊20溫度的襯墊溫度傳感器和用於檢測加載油缸負載的壓力傳感器，所述的角度傳感器、襯墊溫度傳感器和壓力傳感器通過信號線連接於計算機控制系統1 上，計算機控制系統1採用VB可執行程序控制，圖中件21為用於液壓系統2冷卻的水冷系統，試驗時，首先將襯墊20粘帖在摩擦環底座18的弧面處，經壓實、晾乾處理後，與摩擦環 13進行試驗，可以取幾件襯墊20試樣在載荷不同，其它試驗條件相同的情況下進行試驗； 還可以取幾件襯墊20試樣在擺動頻率不同，其它試驗條件相同的情況下進行試驗；還可以取幾件襯墊20試樣在環境溫度不同，其它試驗條件相同的情況下進行試驗。
權利要求
1.一種自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，包括測試臺，測試臺上設有徑向加載機構和軸向加載機構，其特徵在於所述的徑向加載機構與軸向加載機構之間設置有摩擦副，所述的摩擦副包括用於在往復旋轉驅動力作用下往復旋轉的外周面為圓弧面的摩擦環或摩擦瓦片，及用於傳遞沿所述摩擦環徑向的加載力的摩擦環座，所述的摩擦環座具有與所述摩擦環或摩擦瓦片的外周的圓弧面對應旋轉配合的內凹圓弧面，摩擦環座的內凹圓弧面與摩擦環或摩擦瓦片的外周的圓弧面之間設有用於待測襯墊裝配的間隙，所述的軸向加載機構與主軸傳動連接，所述的徑向加載機構與摩擦環座傳動連接。
2.根據權利要求1所述的自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特徵在於所述的摩擦副包括用於在往復旋轉驅動力作用下往復旋轉的外周面為圓弧面的摩擦環，所述的摩擦環沿其軸向開有錐孔，所述的摩擦副還包括用於在往復旋轉驅動力作用下往復旋轉的主軸，所述的主軸沿其軸向設有用於磨擦環的錐孔止旋配合的錐形工作段。
3.根據權利要求1所述的自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特徵在於所述的摩擦環由上下兩塊帶有錐槽的對偶環通過法蘭連接組成。
4.根據權利要求1所述的自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特徵在於所述的軸向加載機構為試驗臺上水平設置的擺動油缸，所述的擺動油缸包括動力輸出端，所述的擺動油缸的動力輸出端與摩擦副的主軸通過其間設置的傳動軸傳動連接，所述的徑向加載機構為沿豎直方向設置於摩擦套底座的下方的加載油缸，所述的試驗臺還包括用於向擺動油缸和加載油缸提供液壓動力的液壓系統。
5.根據權利要求1所述的自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特徵在於所述的試驗臺還包括用於控制主軸繞主軸的軸線往復擺動的計算機控制系統，所述的計算機控制系統通過液壓系統與擺動油缸控制連接。
6.根據權利要求1所述的自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特徵在於所述的主軸的錐形工作段沿其軸向的兩側設有用於主軸轉動裝配的主軸支撐座。
7.根據權利要求4所述的自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特徵在於所述的加載油缸包括加載油缸活塞，所述的加載油缸由加載油缸活塞分為上工作區和下工作區，所述的上工作區和下工作區分別對應設有用於液壓油進入的上進油口和下進油口。
8.根據權利要求1所述的自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特徵在於所述的試驗臺還包括用於調節試驗溫度的溫控箱，所述的溫控箱是由內外兩層不鏽鋼殼體組成的長方形箱體，所述的內外兩層不鏽鋼殼體之間填充有用於保溫的氧化鋁纖維棉，所述的溫控箱的一個立壁上設有貫穿整個箱體的風道，所述的風道中設有製冷蒸發器、加熱器和鼓風風扇，所述的鼓風風扇設置於製冷蒸發器和加熱器相對靠外的一側，所述的溫控箱頂部設置有溫控箱溫度傳感器。
9.根據權利要求1所述的自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特徵在於所述的試驗臺還包括用於檢測工作狀況的傳感器，所述的傳感器包括用於檢測傳動軸轉動角度的角度傳感器、用於檢測襯墊溫度的襯墊溫度傳感器和用於檢測加載油缸負載的壓力傳感器，所述的角度傳感器、襯墊溫度傳感器和壓力傳感器通過信號線連接於計算機控制系統上。
全文摘要
本發明涉及一種自潤滑關節軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，包括測試臺，測試臺上設有徑向加載機構和軸向加載機構，所述的徑向加載機構與軸向加載機構之間設置有摩擦副，所述的摩擦副包括用於在往復旋轉驅動力作用下往復旋轉的外周面為圓弧面的摩擦環或摩擦瓦片，及用於傳遞沿所述摩擦環徑向的加載力的摩擦環座，所述的摩擦環座具有與所述摩擦環或摩擦瓦片的外周的圓弧面對應旋轉配合的內凹圓弧面，摩擦環座的內凹圓弧面與摩擦環或摩擦瓦片的外周的圓弧面之間設有用於待測襯墊裝配的間隙，所述的軸向加載機構與主軸傳動連接，所述的徑向加載機構與摩擦環座傳動連接，本發明解決了現有關節軸承臺架試驗不能直接對關節軸承襯墊性能做出評價的狀況。
文檔編號G01N19/02GK102156096SQ20111008661
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者上官寶, 張永振, 杜三明, 牛永平, 趙飛, 逄顯娟 申請人:河南科技大學