CN113911388B - 一种孔用传力组件 - Google Patents

Abstract

本申请设计结构强度试验领域，包括一种孔用传力组件，包括动力连接装置、结构件、旋转配合装置，旋转配合装置设于动力连接装置和结构件之间，所述结构件包括与旋转配合装置相连的配合孔，所述旋转配合装置包括U型件和旋转垫块，所述旋转垫块插设于配合孔内，所述U型件的弯折部与配合孔滚动配合，所述U型件的弯折部位于旋转垫块远离动力连接装置的一侧，所述旋转垫块靠近U型件的一侧开设有与U型件滚动配合的第一圆弧槽，所述第一圆弧槽与U型件的弯折部同轴设置。具有能够实现传力组件双向大角度传力的技术效果。

Description

一种孔用传力组件

技术领域

本申请属于结构强度试验技术领域，特别涉及一种孔用传力组件。

背景技术

如图1，结构件1都是利用圆孔来连接传力件、传递载荷，最常见的是结构件1上的单耳圆孔，用销轴24配插双耳接头25，双耳接头25再连接加载端，双耳接头25可绕销轴24相对单耳圆孔(在垂直于销轴24平面内，此处指定为YZ平面)大角度转动，以适应单耳圆孔所在结构件1的变形或载荷方向的变化，但实际应用中，结构件1的变形或载荷方向的变化复杂，还要求双耳接头25在平行于销轴24平面内(此处指定为XZ平面)大角度转动。

如图2-4，双耳接头25上受斜拉力F，受力过程中，因结构件1变形、外力F变化等因素，双耳接头25与相对结构件1上的单耳圆孔在YZ平面、XZ平面内需旋转角度u、v；在XZ平面内，销轴24与结构件1上的单耳圆孔始终保持垂直无法旋转，双耳接头25就无法旋转，则斜拉力F在双耳接头25的转向受力点N处就会产生分力F1、F2，就会产生多余的力矩M(M＝F2*L1),为消除力矩M，可在结构件1的单耳圆孔上预先安装关节轴承，将转向受力点N下移至单耳圆孔处，但关节轴承的旋转角度有限，无法满足大角度转动；另外，许多结构件1上已有的的单耳圆孔没有安装关节轴承，但在实际的后期使用中又需要在XZ平面内大角度转动，就需要一种可灵活适配于单耳圆孔，可以在圆孔处,实现双向大角度转动的传力组件。

发明内容

本申请的目的是提供了一种孔用传力组件，以解决现有技术中传力组件难以实现双向大角度转动的问题。

本申请的技术方案是：一种孔用传力组件包括动力连接装置、结构件、旋转配合装置，旋转配合装置设于动力连接装置和结构件之间，所述结构件包括与旋转配合装置相连的配合孔，所述旋转配合装置包括U型件和旋转垫块，所述旋转垫块插设于配合孔内，所述U型件的弯折部与配合孔滚动配合，所述U型件的弯折部位于旋转垫块远离动力连接装置的一侧，所述旋转垫块靠近U型件的一侧开设有与U型件滚动配合的第一圆弧槽，所述第一圆弧槽与U型件的弯折部同轴设置。

优选地，所述U型件靠近动力连接装置的一侧开设有与配合孔滚动配合的第二圆弧槽。

优选地，所述第一圆弧槽内沿各其宽度方向间隔设置有多组第一凹槽道，所述第二圆弧槽内沿其宽度方向间隔设置有多组第二凹槽道，所述第一凹槽道和第二凹槽道内能够设置润滑油或放置钢珠及其滚架。

优选地，所述动力连接装置包括连杆、支撑板，所述连杆设于支撑板的中部并且其轴线方向经过配合孔的中心位置。

优选地，所述支撑板的两侧开设有安装孔，所述U型件的两端分别与两个安装孔配合设置，所述U型件的端部开设有螺纹，所述U型件对应安装孔上下位置分别设有与U型件螺纹配合的第一螺母和第二螺母，所述第一螺母和第二螺母上设有中空圆锥体，所述安装孔的上下两端均开设有能够与中空圆锥体配合的圆锥槽。

优选地，所述支撑板的中部开设有直径大于连杆的连接孔，所述连杆***至连接孔内，所述连杆***至连接孔的一端设有铰接半球，所述连接孔对应铰接半球的位置处设有球形铰接面。

优选地，所述旋转垫块包括对应第二圆弧槽两侧的位置处设有第一限位板和第二限位板，所述第一限位板和第二限位板之间形成与结构件配合设置的第一限位槽。

优选地，所述第一限位板和第二限位板靠近第一限位槽一侧设置第三凹槽道，所述第三凹槽道内能够设置润滑油或放置钢珠及其滚架。

优选地，所述旋转垫块对应第一圆弧槽两侧的位置处设有第三限位板和第四限位板，所述第三限位板和第四限位板之间形成与U型件配合设置的第二限位槽。

优选地，所述第一圆弧槽的两端从配合孔的两侧伸出。

本申请的一种孔用传力组件，同时设置U型件和旋转垫块，在XZ旋转垫块上开设与U型件滚动配合的第一圆弧槽，从而实现动力在XZ方向的大角度传递，并且力的角度始终朝向配合孔中部，传力稳定。

优选地，通过设置第二圆弧槽，并且设置第一凹槽道和第二凹槽道，实现U型件和旋转垫块的平稳滚动，摩擦阻力较小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为背景技术中轴侧结构示意图；

图2为背景技术中YZ方向受力示意图；

图3为背景技术中XZ方向受力示意图；

图4为背景技术中XZ方向受力分解示意图；

图5为本申请整体轴侧结构示意图；

图6为本申请旋转垫块结构示意图；

图7为本申请整体***结构示意图；

图8为本申请动力连接装置与U型件***结构示意图；

图9为本申请动力连接装置与U型件剖视结构示意图；

图10为本申请试验件未加载状态示意图；

图11为本申请XZ方向受力示意图；

图12为本申请YZ方向受力示意图；

图13为本申请多角度加载变形状态示意图。

1、结构件；2、连接板；3、配合孔；4、旋转垫块；5、第一圆弧槽；6、第二圆弧槽；7、U型件；8、竖直部；9、弯折部；10、第一凹槽道；11、第二凹槽道；12、第一螺母；13、第二螺母；14、中空圆锥体；15、连接孔；16、铰接半球；17、第一限位板；18、第二限位板；19、第三凹槽道；20、第三限位板；21、第四限位板；22、连杆；23、支撑板；24、销轴；25、双耳接头。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

一种孔用传力组件，如图5，包括动力连接装置、结构件1、旋转配合装置，旋转配合装置设于动力连接装置和结构件1之间，所述结构件1包括与旋转配合装置相连的配合孔3，所述旋转配合装置包括U型件7和旋转垫块4，所述旋转垫块4插设于配合孔3内，所述U型件7的弯折部9与配合孔3滚动配合，所述U型件7的弯折部9位于旋转垫块4远离动力连接装置的一侧，所述旋转垫块4靠近U型件7的一侧开设有与U型件7滚动配合的第一圆弧槽5，所述第一圆弧槽5与U型件7的弯折部9同轴设置。

对结构件1进行测试时，作动***通过动力连接装置和旋转配合装置对结构件1施加力，当受到XZ方向的力时，U型件7的弯折部9沿着旋转垫块4上的第一圆弧槽5配合滑动，使得U型件7沿着XZ方向进行滑动，在此过程中，U型件7能够与旋转垫块4紧密贴合，因此能够稳定地将作动***上的力传递至结构件1上，并且由于U型件7与第一圆弧槽5均为圆弧结构，两者始终绕同一圆心进行转动，因此作动***对结构件1施加的力的方向始终能够朝向该圆心位置而不会发生偏移，因此能够对结构件1进行稳定的施力，并能够进行精准的测量。

作为一种具体实施方式，一种孔用传力组件，用于进行某飞机盒段类结构强度试验。

在进行试验时，飞机盒段支持端利用固定端板完全固定支持，另一端通过单耳双圆孔结构件1上的两个圆孔处施加载荷P1、P2；P2>大于P1，施加载荷后，飞机盒段将发生较大的弯扭变形。为了消除P1、P2加载倾角的影响，将P1、P2加载作动器置于15米高处上方，因此，试验过程中，P1、P2加载方向基本保持垂直向上不变。由于飞机盒段将发生较大的弯扭变形，其弯扭角度在10°以上，而单耳双圆孔结构件1也将会在XZ、YZ平面内发生大角度偏转，而加载方向P1、P2加载方向基本保持垂直向上不变，那么与结构件1单耳双圆孔连接的传力件就保持位置不变，但要相对结构件1单耳双圆孔在XZ、YZ平面内发生大角度偏转。

单耳双圆孔结构件1一体固定于飞机盒段上，与盒段已同步加工成型，圆孔已加工成型为光孔，已运抵试验场地。无法现场加装关节轴承，而且对应关节轴承的最大转动角度，即7°也不够。即使可以安装关节轴承，转动角度也够，常规使用双耳会使盒段上的圆孔结构及销轴24在XZ平面内产生较大弯矩而有破坏的危险。

包括动力连接装置、结构件1、旋转配合装置，动力连接装置连接动力件，可为作动***，旋转配合装置设于动力连接装置与结构件1之间，结构件1固定于飞机盒段上，结构件1上设有YZ方向设置的连接板2，连接板2上开设有配合孔3，配合孔3设有两组并间隔设于连接板2上，旋转配合装置和动力连接装置为两组并与两组配合孔3对应设置。

旋转配合装置包括U型件7和旋转垫块4，U型件7包括与动力连接装置相配合的竖直部8、与旋转垫块4配合的弯折部9，旋转垫块4靠近U型件7的一侧开设有与U型件7滚动配合的第一圆弧槽5，第一圆弧槽5的横截面为圆弧形、路径为半圆形，第一圆弧槽5与弯折部9同轴设置，以实现XZ方向的稳定配合，并且第一圆弧槽5与弯折部9之间能够弯扭的角度远大于10°，能够有效满足试验的要求。

如图5、6，优选地，为了实现旋转垫块4在YZ方向与结构件1的稳定配合，旋转垫块4靠近动力连接装置的一侧开设有与配合孔3滚动配合的第二圆弧槽6，第二圆弧槽6的横截面为直线，路径为半圆形。第二圆弧槽6外凸设置，在作动***施加YZ方向的力时，旋转垫块4通过第二圆弧槽6与配合孔3相对滑动，实现力的稳定传递。

优选地，第一圆弧槽5内沿宽度方向间隔设置有多组第一凹槽道10，第二圆弧槽6沿其宽度方向间隔设置第二凹槽道11，第一凹槽道10和第二凹槽道11内能够设置润滑油或钢珠及其滚架。在U型件7与第一凹槽道10、结构件1与第二凹槽道11滚动配合时，第一凹槽道10和第二凹槽道11内的润滑油或滚珠能够保证在进行滚动配合时减少摩擦、运行更为流畅。

如图7、8，优选地，动力连接装置包括连杆22、支撑板23。连杆22设于支撑板23的中部并且其轴线方向经过配合孔3的中心位置，支撑板23常态下垂直于连杆22的轴线方向设置并与竖直部8相配合。连杆22用于与作动***相连，支撑板23用于向U型件7传递动力。

优选地，现有的支撑板23与连杆22通过螺母配合，由于制造误差、人工操作等因素，支撑板23与连杆22之间的配合不够紧密，导致动力的传递出现小幅的偏斜，影响测量精度。

为此，支撑板23的两侧开设有安装孔，竖直部8对应安装孔对应设置，竖直部8上开设有螺纹，U型件7对应安装孔上下位置分别设有与U型件7螺纹配合的第一螺母12和第二螺母13，第一螺母12和第二螺母13上设有中空圆锥体14，安装孔的上下两端均开设有外大内小的圆锥槽。转动第一螺母12和第二螺母13实现竖直部8与支撑件的固定，在此过程中，中空圆锥体14会逐渐***到圆锥槽内并与圆锥槽的内壁面紧密贴合，将U型件7与支撑板23形成一体，实现整体受力，同时力的传递不会发生偏移，试验的测量更为精确。

如图5、9，优选地，在进行强度试验时，作动***施加的力不仅限于XZ、YZ方向，如XY方向，即试验件有可能会受到其余方向的偏转角度较小的弯扭力，现有的传力组件难以实现该力的传递。

对此，支撑板23的中部开设有直径略大于连杆22的连接孔15，连杆22***至连接孔15内，连杆22***至连接孔15的一端设有铰接半球16，铰接半球16伸出至支撑板23的另一侧，连接孔15对应铰接半球16的位置处设有球形铰接面。

在安装时，连杆22至支撑板23远离弯折部9一侧伸入至连接孔15内，铰接半球16与球形铰接面贴合实现球铰接，试验件在受到其余不定方向的弯扭力时，带动连杆22沿着该力的方向进行小幅度的偏移，使得连杆22的轴线方向与力的方向保持一致，并且由于铰接半球16与球形铰接面稳定贴合，两者之间具有较大的接触面积，能够有效保证传力的稳定。同时铰接半球16的设置能够实现XY平面内自动360度旋转，从而能够对各角度的力进行有效传递。

如图5、6，优选地，旋转垫块4对应第二圆弧槽6两侧的位置处设有第一限位板17和第二限位板18，第一限位板17和第二限位板18之间形成与连接板2卡接配合的第一限位槽，第一限位板17和第二限位板18与连接板2两侧的侧壁滑移配合。在第二圆弧槽6与配合孔3滚动配合时，第一限位板17和第二限位板18对第二圆弧槽6的两侧限位，以防止偏移。

优选地，第一限位板17和第二限位板18上靠近第一限位槽一侧设置第三凹槽道19，第三凹槽道19内能够设置润滑油或放置钢珠及其滚架。第一限位板17与第二限位板18滑移配合时，润滑油或钢珠能够减少两者之间的摩擦，使得两者之间运行更流畅。

优选地，旋转垫块4对应第一圆弧槽5两侧的位置处设有第三限位板20和第四限位板21，第三限位板20和第四限位板21之间形成与U型件7卡接配合的第二限位槽。在第一圆弧槽5与弯折部9滚动配合时，第三限位板20和第四限位板21的两侧与弯折部9的两侧相贴，以防止偏移。

优选地，第一圆弧槽5的两端从配合孔3的两侧伸出，因此弯折部9与第一圆弧槽5的接触面积相较于现有技术的孔销配合大幅增加，从而有效提高传力与配合的稳定性。

具体工作过程如下：

如图10、11，作动***根据测量的要求对试验件施加不同方向的力，当受到YZ方向的力时，作动***带动动力连接装置工作，旋转垫块4与配合孔3滚动配合的同时与U型件7同步转动，需旋转角度为α，转动至与力的方向相同，而后带动结构件1向YZ方向扭转；如图12，当受到XZ方向的力时，作动***带动动力连接装置工作，旋转垫块4不同，U型件7与旋转垫块4滚动配合，并能够大角度转动，其旋转角度为β，旋转至与力的方向相同，而后带动结构件1向YZ方向扭转；如图13，当同时受到XZ、YZ、XY其中两个或以上方向力时，作动***通过动力连接装置工作，铰接半球16与球形铰接面铰接配合，配合连杆22转动至与力的方向相同，旋转垫块4能够与配合孔3滚动配合、U型件7能够与旋转垫块4滚动配合，两者均发生较小幅度的偏转，以带动结构件1向力的方向扭转。

本发明具有如下优点：

1、在垂直、平行于销轴24的两个平面内，都同时实现双向大角度转动；

2、转动平稳，采用滚动配合，并且设置滚珠或润滑油的方式，实现平滑转动；

3、承载能力强，第一圆弧槽5与U型件7、第二圆弧槽6与配合孔3均具有较大的接触面积，从而提升承载能力；

4、传力角度多样，还能够实现XY方向360°力的传递，实现多角度测量。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种孔用传力组件，其特征在于：包括动力连接装置、结构件(1)、旋转配合装置，旋转配合装置设于动力连接装置和结构件(1)之间，所述结构件(1)包括与旋转配合装置相连的配合孔(3)，所述旋转配合装置包括U型件(7)和旋转垫块(4)，所述旋转垫块(4)插设于配合孔(3)内，所述U型件(7)的弯折部(9)与配合孔(3)滚动配合，所述U型件(7)的弯折部(9)位于旋转垫块(4)远离动力连接装置的一侧，所述旋转垫块(4)靠近U型件(7)的一侧开设有与U型件(7)滚动配合的第一圆弧槽(5)，所述第一圆弧槽(5)与U型件(7)的弯折部(9)同轴设置；

所述旋转垫块(4)靠近动力连接装置的一侧开设有与配合孔(3)滚动配合的第二圆弧槽(6)。

2.如权利要求1所述的孔用传力组件，其特征在于：所述第一圆弧槽(5)内沿各其宽度方向间隔设置有多组第一凹槽道(10)，所述第二圆弧槽(6)内沿其宽度方向间隔设置有多组第二凹槽道(11)，所述第一凹槽道(10)和第二凹槽道(11)内能够设置润滑油或放置钢珠及其滚架。

3.如权利要求1所述的孔用传力组件，其特征在于：所述动力连接装置包括连杆(22)、支撑板(23)，所述连杆(22)设于支撑板(23)的中部并且其轴线方向经过配合孔(3)的中心位置。

4.如权利要求3所述的孔用传力组件，其特征在于：所述支撑板(23)的两侧开设有安装孔，所述U型件(7)的两端分别与两个安装孔配合设置，所述U型件(7)的端部开设有螺纹，所述U型件(7)对应安装孔上下位置分别设有与U型件(7)螺纹配合的第一螺母(12)和第二螺母(13)，所述第一螺母(12)和第二螺母(13)上设有中空圆锥体(14)，所述安装孔的上下两端均开设有能够与中空圆锥体(14)配合的圆锥槽。

5.如权利要求3所述的孔用传力组件，其特征在于：所述支撑板(23)的中部开设有直径大于连杆(22)的连接孔(15)，所述连杆(22)***至连接孔(15)内，所述连杆(22)***至连接孔(15)的一端设有铰接半球(16)，所述连接孔(15)对应铰接半球(16)的位置处设有球形铰接面。

6.如权利要求1所述的孔用传力组件，其特征在于：所述旋转垫块(4)包括对应第二圆弧槽(6)两侧的位置处设有第一限位板(17)和第二限位板(18)，所述第一限位板(17)和第二限位板(18)之间形成与结构件(1)配合设置的第一限位槽。

7.如权利要求6所述的孔用传力组件，其特征在于：所述第一限位板(17)和第二限位板(18)靠近第一限位槽一侧设置第三凹槽道(19)，所述第三凹槽道(19)内能够设置润滑油或放置钢珠及其滚架。

8.如权利要求1所述的孔用传力组件，其特征在于：所述旋转垫块(4)对应第一圆弧槽(5)两侧的位置处设有第三限位板(20)和第四限位板(21)，所述第三限位板(20)和第四限位板(21)之间形成与U型件(7)配合设置的第二限位槽。

9.如权利要求1所述的孔用传力组件，其特征在于：所述第一圆弧槽(5)的两端从配合孔(3)的两侧伸出。