CN106969914B - 曲柄与同步带式关节轴承试验装置 - Google Patents

曲柄与同步带式关节轴承试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种曲柄与同步带式关节轴承试验装置。包括曲柄轴、滑动轴套、同步带、同步带轮、滑轮、绳、轴、弹簧、试验关节轴承、控制油路和油缸，滑动轴套Ⅰ和滑动轴套Ⅱ嵌套装在曲柄轴的两个曲柄端上，滑动轴套Ⅰ和滑动轴套Ⅱ经各自的绳分别连接到同步带两端，同步带经过四个同步带轮，通过带传动使得四个同步带轮转动；同步带一端的绳经过滑轮后固定系到滑动轴套Ⅰ上，同步带另一端的绳经过滑轮后固定系到滑动轴套Ⅱ上，同步带另一端的绳上设有弹簧。本发明能够同时对同批次的轴承进行试验，提高试验效率；或者对不同批次的轴承进行对比试验。试验装置的摆动频率范围大，试验装置适用性强。

Description

曲柄与同步带式关节轴承试验装置
技术领域
本发明涉及一种轴承试验装置，尤其是涉及了一种曲柄与同步带式关节轴承试验装置。
背景技术
关节轴承主要由一个带外球面的内圈和带一个内球面的外圈组成，广泛应用于航空飞行器摆动构件连接。航空飞行器在飞行过程中任何零部件的损坏都会带来灾难性的后果，因此对航空飞行器零部件寿命检测工作相当重要。零部件寿命检测工作通常是通过模拟零部件的工作环境进行疲劳试验，将试验得到的疲劳寿命值除以一个安全系数得到零部件的服役寿命。
关节轴承作为航空飞行器的一个重要组成部分也必须进行疲劳试验。传统的曲柄滑块式关节轴承疲劳试验机为曲柄滑块机构，不能实现同时对多个轴承进行试验，效率低。此外传统曲柄滑块式关节轴承试验装置并没有考虑转子动平衡，因此只能对频率低于20Hz的摆动环境进行模拟，对那些频率高于40Hz的摆动试验场合得出的试验结果不准确，适用范围窄，大大制约了高频摆动关节轴承的发展。
发明内容
为了解决背景技术中传统关节磨损试验机试验效率低、适用范围窄等缺点，本发明提出了一种曲柄与同步带式关节轴承试验装置，能克服了现有试验装置将试验关节轴承通过轴和联轴器和电机相连后效率低、适用范围窄等缺点，能准确完成轴承疲劳寿命的试验。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括曲柄轴、滑动轴套、同步带、同步带轮、滑轮、绳、轴、弹簧、试验关节轴承、控制油路和油缸，滑动轴套Ⅰ和滑动轴套Ⅱ嵌套装在曲柄轴的两个曲柄端上，滑动轴套Ⅰ和滑动轴套Ⅱ经各自的绳分别连接到同步带两端，同步带经过同步带轮Ⅰ、同步带轮Ⅱ、同步带轮Ⅲ和同步带轮Ⅳ，通过带传动使得四个同步带轮转动；同步带一端的绳经过滑轮Ⅰ和滑轮Ⅱ后固定系到滑动轴套Ⅰ上，同步带另一端的绳经过滑轮Ⅲ和滑轮Ⅳ后固定系到滑动轴套Ⅱ上，同步带另一端的绳上设有弹簧。
所述的曲柄轴为动平衡结构。本发明通过此动平衡结构可以实现对关节轴承顺逆时针旋转高频摆动的试验检测。
每个所述同步带轮均经轴与试验关节轴承的内圈同轴连接，试验关节轴承的外圈固定，试验关节轴承经控制油路与油缸固定连接。试验关节轴承的载荷加载通过油缸、控制油路实现。
同步带轮与轴的一端同轴固定连接，轴的另一端与试验关节轴承的内圈过盈配合形成同轴连接。
所述的滑轮Ⅰ和滑轮Ⅱ处在同一平面上，并分别位于绳的两侧；所述的滑轮Ⅲ和滑轮Ⅳ处在同一平面上，并分别位于绳的两侧。
所述的四个同步带轮的同侧端面处在同一平面上。
各个所述同步带轮连接的轴相平行且垂直于绳。
所述的同步带的长度满足：在试验装置工作过程中四个同步带轮始终能与同步带相带传动连接。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明试验装置实现的往复旋转运动可以较好地模拟关节轴承真实的摆转运动工况，使得轴承疲劳寿命的试验结果更为精确。
2、可以同时对同批次的轴承进行不同载荷下的试验，大大提高试验效率，并且也可以对不同批次的轴承在相同载荷条件下进行对比试验。
3、通过增加电机功率、带轮个数、传动轴个数和同步带的长度，理论上可以实现同时对无数个轴承进行试验，其效率大大增加。
4、通过曲柄轴和同步带结合的动平衡传动结构增大试验装置的摆动频率范围，试验装置的摆动频率范围宽，尤其是对高频试验场合同样适用，试验装置通用性好，适用范围广。
总之本发明能够解决背景技术中关节轴承试验机实现试验准确性低、效率低、适用范围窄等缺点。
附图说明
图1是关节轴承试验装置主视示意图。
图2是关节轴承试验装置A-A剖视示意图。
图3是关节轴承试验装置B-B剖视示意图。
其中：(1)同步带、(2)同步带轮Ⅰ、(3)同步带轮Ⅱ、(4)绳、(5)滑轮Ⅰ、(7)滑轮Ⅱ、(9)曲柄轴、(10)滑动轴套Ⅰ、(11)滑动轴套Ⅱ、(12)弹簧、(13)滑轮Ⅲ、(14)滑轮Ⅳ、(15)同步带轮Ⅲ、(16)同步带轮Ⅳ、(17)试验关节轴承Ⅳ、(18)控制油路、(19)试验关节轴承Ⅲ、(20)油缸、(21)轴Ⅳ、(22)轴Ⅲ、(23)轴Ⅰ、(24)试验关节轴承Ⅰ、(25)试验关节轴承Ⅱ、(26)轴Ⅱ。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的具体实施是包括曲柄轴、滑动轴套、同步带、同步带轮、滑轮、绳、轴、弹簧、试验关节轴承、控制油路和油缸。
滑动轴套Ⅰ10和滑动轴套Ⅱ11嵌套装在曲柄轴9的两个曲柄端上，滑动轴套Ⅰ10和滑动轴套Ⅱ11经各自的绳4分别连接到同步带1两端，同步带1经过同步带轮Ⅰ2、同步带轮Ⅱ3、同步带轮Ⅲ15和同步带轮Ⅳ16，通过带传动使得四个同步带轮转动。
绳4是固定系到滑动轴套上，同步带1一端的绳4经过滑轮Ⅰ5和滑轮Ⅱ7后固定系到滑动轴套Ⅰ10上，同步带1另一端的绳4经过滑轮Ⅲ13和滑轮Ⅳ14后固定系到滑动轴套Ⅱ11上，同步带1另一端的绳4上设有弹簧12。并且同步带1的长度使得在试验装置工作过程中四个同步带轮始终能与同步带1相带传动连接。
如图3所示，同步带轮Ⅰ2经轴23和试验关节轴承24内圈同轴连接，同步带轮Ⅱ3经轴26和试验关节轴承25内圈同轴连接。如图2所示，同步带轮Ⅲ15经轴22和试验关节轴承19内圈同轴连接，同步带轮Ⅳ16经轴21和试验关节轴承17内圈同轴连接。试验关节轴承24、试验关节轴承25、试验关节轴承19和试验关节轴承17形成一组，通过同一控制油路18与同一油缸20连接。
滑轮Ⅰ5和滑轮Ⅱ7处在同一平面上，并分别位于绳4的两侧；所述的滑轮Ⅲ13和滑轮Ⅳ14处在同一平面上，并分别位于绳4的两侧。
具体实施通过增加连接在同步带10上的同步带轮的数量，增加同时进行试验的试验关节轴承的数量。
本发明的工作过程是：
在工作时，曲柄轴9将自身的旋转运动通过与绳4相连接的同步带1传递给同步带轮Ⅰ2、同步带轮Ⅱ3、同步带轮Ⅲ15和同步带轮Ⅳ16，使得四个同步带轮做往复旋转运动。
然后该往复旋转运动分别通过各自的轴传递给对应的试验关节轴承Ⅰ24、试验关节轴承Ⅱ25、试验关节轴承Ⅲ19、试验关节轴承Ⅳ17，使得这四个试验关节轴承分别相对自身固定的轴承外圈做往复旋转运动，形成旋摆运动以模拟真实的运动工况，摆动频率范围可达40Hz以上，相对于传统的曲柄滑块式试验机只能测试摆动频率在20Hz以下的情况有很大提升。
在上述轴承摆转过程中，油缸20可以通过控制油路18实现对这四个试验关节轴承进行载荷加载。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种曲柄与同步带式关节轴承试验装置，其特征在于：包括曲柄轴、滑动轴套、同步带、同步带轮、滑轮、绳、轴、弹簧、试验关节轴承、控制油路和油缸，滑动轴套Ⅰ（10）和滑动轴套Ⅱ（11）嵌套装在曲柄轴（9）的两个曲柄端上，滑动轴套Ⅰ（10）和滑动轴套Ⅱ（11）经各自的绳（4）分别连接到同步带（1）两端，同步带（1）经过同步带轮Ⅰ（2）、同步带轮Ⅱ（3）、同步带轮Ⅲ（15）和同步带轮Ⅳ（16），通过带传动使得四个同步带轮转动；同步带（1）一端的绳（4）经过滑轮Ⅰ（5）和滑轮Ⅱ（7）后固定系到滑动轴套Ⅰ（10）上，同步带（1）另一端的绳（4）经过滑轮Ⅲ（13）和滑轮Ⅳ（14）后固定系到滑动轴套Ⅱ（11）上，同步带（1）另一端的绳（4）上设有弹簧（12）；
所述的曲柄轴（9）和同步带结合形成动平衡传动结构；
每个所述同步带轮均经轴与试验关节轴承的内圈同轴连接，试验关节轴承的外圈固定，试验关节轴承经控制油路（18）与油缸（20）固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种曲柄与同步带式关节轴承试验装置，其特征在于：所述的滑轮Ⅰ（5）和滑轮Ⅱ（7）处在同一平面上，并分别位于绳（4）的两侧；所述的滑轮Ⅲ（13）和滑轮Ⅳ（14）处在同一平面上，并分别位于绳（4）的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种曲柄与同步带式关节轴承试验装置，其特征在于：所述的四个同步带轮的同侧端面处在同一平面上。
4.根据权利要求1所述的一种曲柄与同步带式关节轴承试验装置，其特征在于：各个所述同步带轮连接的轴相平行且垂直于绳（4）。
5.根据权利要求1所述的一种曲柄与同步带式关节轴承试验装置，其特征在于：所述的同步带（1）的长度满足：在试验装置工作过程中四个同步带轮始终能与同步带（1）相带传动连接。
6.根据权利要求1所述的一种曲柄与同步带式关节轴承试验装置，其特征在于：通过增加连接在同步带（1）上的同步带轮的数量，增加同时进行试验的试验关节轴承的数量。
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