CN105277366B - 一种自润滑关节轴承的耐久性试验及试验台 - Google Patents
一种自润滑关节轴承的耐久性试验及试验台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种自润滑关节轴承的耐久性试验方法及试验台，涉及直升机技术领域。所述试验方法，首先测量内圈与外圈之间及内圈与导筒之间的初始径向间隙；然后模拟加载力的周期变化；最后测量自润滑关节轴承内圈与外圈以及内圈与导筒之间磨损后的径向间隙。所述试验台的支撑架固定在工作平台上，用于支撑绳索，安装夹具圆周均布设置有三个耳片，绳索的一端与安装夹具的耳片连接，另一端与加载油缸的活塞杆连接，安装夹具套设在导筒上，在安装夹具与导筒的径向之间设置有被测自润滑关节轴承，在安装夹具的轴向还设置有三个助力缸。本发明的有益效果在于：可以将轴承的滑动磨损试验与倾转磨损试验在一个试验设备通同时完成。
Description
技术领域
本发明涉及直升机技术领域，具体涉及一种自润滑关节轴承的耐久性试验及试验台。
背景技术
国内、外现有自润滑关节轴承大多内孔处并无自润滑层，内孔处设有自润滑层是做为直升机自动倾斜器大球铰所专有的，目的是适应直升机总距操纵的需要，因此国内、外的自润滑关节轴承耐久性试验台一般只具备考核试验件倾转磨损的能力，不具备滑动磨损试验的能力，且倾转磨损试验的加载一般采用固定方向加载的方式，不能根据试验件实际工况改变试验件加载的方向。当自润滑关节轴承做为大球铰使用时，其现在耐久性试验台设计有以下三处不足：
试验周期长，滑动磨损试验与倾转磨损试验分离，相当于要一个试验件在两个试验台上做两次磨损试验。
要两套试验设备，一套用于倾转磨损试验，另一套用于滑动磨损试验。这样会增加试验成本。
倾转磨损试验采用固定方向加载，使得对大球铰倾转磨损的考核偏严酷，试件耐久性试验的结果偏保守，不利于发挥试验件的真实能力。
发明内容
本发明提供一种自润滑关节轴承的耐久性试验方法，以解决或至少减轻技术背景中所存在的至少一处的问题。
本发明采用的技术方案是：提供一种自润滑关节轴承的耐久性试验方法，包含以下步骤：步骤一：测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的初始轴向间隙，以及内圈与外圈、内圈与导筒之间的初始径向间隙之和，并计算出内圈与外圈之间的初始径向间隙以及内圈与导筒之间的初始径向间隙；步骤二：通过油缸对自润滑轴承加载轴向力及径向力，模拟加载力的周期变化；步骤三：测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的磨损后的轴向间隙；步骤四：测量自润滑关节轴承的内圈与导筒、内圈与外圈之间磨损后的径向间隙之和；步骤五：通过步骤三与步骤四中测量得到的初始轴向间隙与初始径向间隙，计算出自润滑关节轴承内圈与外圈以及内圈与导筒之间磨损后的径向间隙。
优选地，所述步骤一中测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的初始轴向间隙，具体为，在导筒上安装两个位移传感器，两个位移传感器在导筒的圆周方向相隔180°布置，通过助力缸对安装夹具施加轴向力，安装夹具轴向移动，取两个位移传感器的平均值作为自润滑轴承的内圈与外圈之间的初始轴向间隙。
优选地，调整所述位移传感器在导筒的圆周方向的位置，每次调整量为沿套筒的周向旋转30度至45度，再次测量内圈与外圈之间的初始轴向间隙。
优选地，所述内圈与外圈之间的初始轴向间隙值至少测量2组，并取各组的平均值作为内圈与外圈之间的轴向间隙值。
优选地，所述步骤一中测量内圈与外圈、内圈与导筒之间的初始径向间隙之和，具体为在安装夹具上安装两个位移传感器，所述两个位移传感器在安装夹具的耳片处，并在安装夹具的轴向两侧对称布置，通过连接所述耳片的加载油缸对安装夹具施加径向力，使自润滑关节轴承的内圈与外圈贴合，内圈与导筒贴合，位移传感器测量得到内圈与外圈以及内圈与导筒的径向间隙之和，并取两个位移传感器的平均值。
优选地，调整所述位移传感器的位置，位移传感器在三个耳片处测量内圈与外圈以及内圈与导筒之间的初始径向间隙之和。
优选地，将位移传感器在三个耳片处测得的初始径向间隙之和作为一组，所述初始径向间隙之和至少测量2组，并取各组的平均值作为内圈与外圈以及内圈与导筒之间的初始径向间隙之和。
优选地，所述步骤三中测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的磨损后的轴向间隙的过程与所述步骤一中的初始轴向间隙测量方法相同；所述步骤四中测量自润滑关节轴承的内圈与导筒、内圈与外圈之间磨损后的径向间隙之和的测量方法与所述步骤一中的初始径向间隙之和的测量方法相同。
本发明还提供了一种自润滑关节轴承的耐久性试验台，包含支撑架、油缸、绳索、安装夹具及导筒，其中支撑架固定在工作平台上，用于支撑绳索，所述安装夹具圆周均布设置有三个耳片，绳索的一端与安装夹具的耳片连接，另一端与加载油缸的活塞杆连接，安装夹具套设在导筒上，在安装夹具与导筒的径向之间设置有被测自润滑关节轴承，在安装夹具的轴向还设置有三个助力缸，所述助力缸固定在实验台上，助力缸的活塞杆与所述安装夹具的耳片连接。
本发明的有益效果在于：
本发明的自润滑关节轴承的耐久性试验方法可以将轴承的滑动磨损试验与倾转磨损试验在一个试验设备通同时完成，通过加载油缸对自润滑关节轴承试验的径向加载的协调控制，实现了试验台设备对大球铰试验件周向任意方向加载的能力，可根据自润滑关节轴承的试验要求随时调整径向加载的方向和大小，更好的模拟实际使用工况。
附图说明
图1是本发明的自润滑关节轴承的耐久性试验方法的流程图；
图2是本发明的自润滑关节轴承的耐久性试验台的示意图；
图3是图2所示的自润滑关节轴承的耐久性试验台的安装夹具与导筒的装配示意图；
图4是图2所示的自润滑关节轴承的耐久性试验台的部分零件图。
其中，1-支撑架，2-助力缸，3-绳索，4-安装夹具，5-导筒，7-第一支座，8-第二支座，9-加载油缸，41-耳片。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1至图4所示，一种自润滑关节轴承的耐久性试验方法，包含以下步骤：步骤一：测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的初始轴向间隙，以及内圈与外圈、内圈与导筒之间的初始径向间隙之和，并计算出内圈与外圈之间的初始径向间隙以及内圈与导筒之间的初始径向间隙。在测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的初始轴向间隙时，具体为，在导筒上安装两个位移传感器，两个位移传感器在导筒的圆周方向相隔180°布置，通过助力缸2对安装夹具4施加轴向力，安装夹具4轴向移动，取两个位移传感器的平均值作为自润滑轴承的内圈与外圈之间的初始轴向间隙。
调整所述位移传感器在导筒的圆周方向的位置，每次调整量为沿套筒的周向旋转30度至45度，再次测量内圈与外圈之间的初始轴向间隙。
在本实施例中，所述位移传感器的周向调整量为每次40度。可以理解的是，所述位移传感器的周向调整量也还以根据实际需要设定，例如，在一个备选实施例中，所述位移传感器的周向调整量为每次30度，在另一个备选实施中，所述位移传感器的周向调整量为每次45度。
内圈与外圈之间的初始轴向间隙值至少测量2组，并取各组的平均值作为内圈与外圈之间的轴向间隙值。
在测量内圈与外圈、内圈与导筒之间的初始径向间隙之和时，具体为在安装夹具4上安装两个位移传感器，所述两个位移传感器在安装夹具4的耳片41处，并在安装夹具4的轴向两侧对称布置，通过连接所述耳片的加载油缸9对安装夹具4施加径向力，使自润滑关节轴承的内圈与外圈贴合，内圈与导筒贴合，位移传感器测量得到内圈与外圈以及内圈与导筒的径向间隙之和，并取两个位移传感器的平均值。
调整所述位移传感器的位置，位移传感器在三个耳片处测量内圈与外圈以及内圈与导筒之间的初始径向间隙之和。
将位移传感器在三个耳片处测得的初始径向间隙之和作为一组，所述初始径向间隙之和至少测量2组，并取各组的平均值作为内圈与外圈以及内圈与导筒之间的初始径向间隙之和。
步骤二：通过油缸对自润滑轴承加载轴向力及径向力，模拟加载力的周期变化；
步骤三：测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的磨损后的轴向间隙；测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的磨损后的轴向间隙的过程与所述步骤一中的初始轴向间隙测量方法相同。
步骤四：测量自润滑关节轴承的内圈与导筒、内圈与外圈之间磨损后的径向间隙之和；测量自润滑关节轴承的内圈与导筒、内圈与外圈之间磨损后的径向间隙之和的测量方法与所述步骤一中的初始径向间隙之和的测量方法相同。
步骤五：通过步骤三与步骤四中测量得到的初始轴向间隙与初始径向间隙，计算出自润滑关节轴承内圈与外圈以及内圈与导筒之间磨损后的径向间隙。
本发明还提供了一种自润滑关节轴承的耐久性试验台，包含支撑架1、助力缸2、绳索3、安装夹具4、导筒5及加载油缸9，其中支撑架1固定在工作平台上，用于支撑绳索3，所述安装夹具4圆周均布设置有三个耳片41，绳索3的一端与安装夹具4的耳片41连接，另一端与加载油缸9的活塞杆连接，安装夹具4套设在导筒5上，在安装夹具4与导筒5的径向之间设置有被测自润滑关节轴承，在安装夹具4的轴向还设置有三个助力缸2，所述油缸固2定在实验台上，助力缸2的活塞杆与所述安装夹具4的耳片41连接。
被测自润滑关节轴承的外圈安装在安装夹具4上，安装夹具4模拟自动倾斜器上的不动环，内圈与试验台上的导筒5相配合，导筒5模拟机上固定于主减壳体的滑筒。安装夹具4通过耳片41与布置于下面的三个倾摆角助力缸2相连，将三台倾摆角助力缸2的位移输出转化为被测自润滑关节轴承的倾摆角度和沿导筒5的上、下滑动位移。倾摆角助力缸2的另一端固定在工作平台上。安装夹具4的耳片41又通过三条绳索3与三台加载油缸9相连接，三台加载油缸9竖直安装在其固定第一支座7上。绳索3通过支撑架1时凭借两个定滑轮实现了转向及与加载油缸9的连接。三台加载油缸9可通过绳索3和安装夹具4的传递实现对被测自润滑关节轴承径向载荷的加载。本试验台的三台倾摆角助力缸2通过输出位移来控制被测自润滑关节轴承的倾摆角度和沿导筒5的上、下滑动位移，三台倾摆角助力缸2的行程满足试验机对被测自润滑关节轴承摆角范围的要求。三台加载油缸9输出的是加载控制***分配给它的定值载荷，因此在某一时间段内，它输出的载荷不变，但由于三台倾摆角助力缸2使被测自润滑关节轴承产生倾摆及滑动运动，因此加载油缸9也会输出位移。但输出位移时其输出载荷保持不变。
在本实施例中，助力缸2与活塞杆相对的一端通过第二支座8与工作平台固定连接。由于不同规格被测自润滑关节轴承的接口尺寸及倾斜摆角的范围不同，为保证试验机的通用性，将倾斜摆角助力缸安装第二支座8设计为沿力加载方向径向可调，这样就可以根据不同被测自润滑关节轴承的尺寸及倾摆角的试验要求调节倾斜摆角助力缸2的安装第二支座8的径向安装位置，满足不同规格大球铰的试验要求。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种自润滑关节轴承的耐久性试验方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤一：测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的初始轴向间隙，以及内圈与外圈、内圈与导筒之间的初始径向间隙之和，并计算出内圈与外圈之间的初始径向间隙以及内圈与导筒之间的初始径向间隙；
步骤二：通过油缸对自润滑轴承加载轴向力及径向力，模拟加载力的周期变化；
步骤三：测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的磨损后的轴向间隙；
步骤四：测量自润滑关节轴承的内圈与导筒、内圈与外圈之间磨损后的径向间隙之和；
步骤五：通过步骤三与步骤四中测量得到的初始轴向间隙与初始径向间隙，计算出自润滑关节轴承内圈与外圈以及内圈与导筒之间磨损后的径向间隙。
2.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承的耐久性试验方法，其特征在于：所述步骤一中测量自润滑关节轴承的内圈与外圈之间的初始轴向间隙，具体为，在导筒上安装两个位移传感器，两个位移传感器在导筒的圆周方向相隔180°布置，通过助力缸(2)对安装夹具(4)施加轴向力，安装夹具(4)轴向移动，取两个位移传感器的平均值作为自润滑轴承的内圈与外圈之间的初始轴向间隙。
3.根据权利要求2所述的自润滑关节轴承的耐久性试验方法，其特征在于：调整所述位移传感器在导筒的圆周方向的位置，每次调整量为沿套筒的周向旋转30度至45度，再次测量内圈与外圈之间的初始轴向间隙。
4.根据权利要求3所述的自润滑关节轴承的耐久性试验方法，其特征在于：所述内圈与外圈之间的初始轴向间隙值至少测量2组，并取各组的平均值作为内圈与外圈之间的轴向间隙值。
5.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承的耐久性试验方法，其特征在于：所述步骤一中测量内圈与外圈、内圈与导筒之间的初始径向间隙之和，具体为在安装夹具(4)上安装两个位移传感器，所述两个位移传感器在安装夹具(4)的耳片(41)处，并在安装夹具(4)的轴向两侧对称布置，通过连接所述耳片的加载油缸(9)对安装夹具(4)施加径向力，使自润滑关节轴承的内圈与外圈贴合，内圈与导筒贴合，位移传感器测量得到内圈与外圈以及内圈与导筒的径向间隙之和，并取两个位移传感器的平均值。
6.根据权利要求5所述的自润滑关节轴承的耐久性试验方法，其特征在于：调整所述位移传感器的位置，位移传感器在三个耳片处测量内圈与外圈以及内圈与导筒之间的初始径向间隙之和。
7.根据权利要求5所述的自润滑关节轴承的耐久性试验方法，其特征在于：将位移传感器在三个耳片处测得的初始径向间隙之和作为一组，所述初始径向间隙之和至少测量2组，并取各组的平均值作为内圈与外圈以及内圈与导筒之间的初始径向间隙之和。
8.一种自润滑关节轴承的耐久性试验台，其特征在于：包含支撑架(1)、助力缸(2)、绳索(3)、安装夹具(4)、导筒(5)及加载油缸(9)，其中支撑架(1)固定在工作平台上，用于支撑绳索(3)，所述安装夹具(4)圆周均布设置有三个耳片(41)，绳索(3)的一端与安装夹具(4)的耳片(41)连接，另一端与加载油缸(9)的活塞杆连接，安装夹具(4)套设在导筒(5)上，在安装夹具(4)与导筒(5)的径向之间设置有被测自润滑关节轴承，在安装夹具(4)的轴向还设置有三个助力缸(2)，所述助力缸(2)固定在实验台上，助力缸(2)的活塞杆与所述安装夹具(4)的耳片连接。
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