CN113970434B - 一种球铰三向加载疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于球铰疲劳试验技术领域，具体涉及一种球铰三向加载疲劳试验装置，包括：支座，其上具有支撑孔；扭转加载轴，贯穿支撑孔设置，一端连接至球铰的球铰杆，另一端与扭转加载驱动机构连接；扭转加载驱动机构能够驱动扭转加载轴转动，以能够对球铰施加扭转载荷；转接轴承，外圈连接至球铰的外圈；径向加载杆，一端与转接轴承的内圈连接，另一端与径向加载驱动机构连接；径向加载驱动机构能够向转接轴承施加推拉力，以能够对球铰施加径向载荷；偏转加载片，与转接轴承的外圈连接，与偏转加载驱动机构连接；偏转加载驱动机构能够驱动偏转加载片偏转，以能够对球铰施加偏转载荷。

Description

一种球铰三向加载疲劳试验装置

技术领域

本申请属于球铰疲劳试验技术领域，具体涉及一种球铰三向加载疲劳试验装置。

背景技术

球铰可传递径向、轴向、扭转、偏转等多向复杂的载荷，金属橡胶球铰更是能够在载荷的传递过程中，消减冲击、振动载荷，在工程上具有广泛的应用。

为验证球铰的使用寿命，设计有球铰疲劳试验，球铰疲劳试验中要求对球铰施加沿Z轴方向的径向载荷、绕X轴方向的扭转载荷、绕Z轴方向的偏转载荷，如图1所示。

以当前的疲劳试验装置，对球铰进行疲劳试验，存在以下缺陷：

1）对球铰施加沿Z轴方向的径向载荷、绕X轴方向的扭转载荷、绕Z轴方向的偏转载荷间存在干涉，难以同时施加，不能够准确还原球铰工作时的受力状态，难以得到有效的试验结果；

2）对球铰施加沿Z轴方向的径向载荷、绕X轴方向的扭转载荷、绕Z轴方向的偏转载荷间存在相互影响，难准确施加，不够保证试验结果的准确性。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的是提供一种球铰三向加载疲劳试验装置，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是：

一种球铰三向加载疲劳试验装置，包括：

支座，其上具有支撑孔；

扭转加载轴，贯穿支撑孔设置，一端连接至球铰的球铰杆，另一端与扭转加载驱动机构连接；扭转加载驱动机构能够驱动扭转加载轴转动，以能够对球铰施加扭转载荷；

转接轴承，外圈连接至球铰的外圈；

径向加载杆，一端与转接轴承的内圈连接，另一端与径向加载驱动机构连接；径向加载驱动机构能够向转接轴承施加推拉力，以能够对球铰施加径向载荷；

偏转加载片，与转接轴承的外圈连接，与偏转加载驱动机构连接；偏转加载驱动机构能够驱动偏转加载片偏转，以能够对球铰施加偏转载荷。

根据本申请的至少一个实施例，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，支撑孔有多个，各个支撑孔与扭转加载轴间设置有轴承。

根据本申请的至少一个实施例，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，扭转加载轴贯穿球铰杆设置；

球铰三向加载疲劳试验装置还包括：

扭转加载角度传感器，连接在支座上，与扭转加载轴背向扭转加载驱动机构的一端连接。

根据本申请的至少一个实施例，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，扭转加载驱动机构包括：

扭转加载驱动摇臂，一端与扭转加载轴背向球铰的一端连接；

扭转加载驱动作动筒，与扭转加载驱动摇臂的另一端铰接，以能够通过扭转加载驱动摇臂驱动扭转加载轴转动。

根据本申请的至少一个实施例，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，径向加载驱动机构包括：

径向加载驱动作动筒，与径向加载杆背向转接轴承的一端连接，以能够向转接轴承施加推拉力。

根据本申请的至少一个实施例，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，偏转加载片连接在球铰的外圈、转接轴承的外圈之间。

根据本申请的至少一个实施例，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，偏转加载驱动机构包括：

偏转加载驱动作动筒，连接在偏转加载片上，以能够驱动偏转加载片偏转。

根据本申请的至少一个实施例，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，的偏转加载驱动作动筒上带有偏转加载位移传感器。

根据本申请的至少一个实施例，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，偏转加载驱动作动筒有两个，每个偏转加载驱动作动筒对应连接在偏转加载片的一端，以能够协同驱动偏转加载片偏转。

根据本申请的至少一个实施例，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，还包括：

支架，连接在支座上，其上具有位移约束孔；径向加载杆贯穿位移约束孔设置。

附图说明

图1是本申请实施例提供的示意图；

图2是本申请实施例提供的球铰三向加载疲劳试验装置的示意图；

图3是图2的侧向视图；

图4是本申请实施例提供的球铰三向加载疲劳试验装置的部分结构示意图；

其中：

1-支座；2-扭转加载轴；3-球铰；4-转接轴承；5-径向加载杆；6-偏转加载片；7-扭转加载角度传感器；8-扭转加载驱动摇臂；9-扭转加载驱动作动筒；10-径向加载驱动作动筒；11-偏转加载驱动作动筒；12-支架。

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。

此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示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，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

下面结合附图1至图4对本申请做进一步详细说明。

一种球铰三向加载疲劳试验装置，包括：

支座1，其上具有支撑孔；

扭转加载轴2，贯穿支撑孔设置，一端连接至球铰3的球铰杆，另一端与扭转加载驱动机构连接；扭转加载驱动机构能够驱动扭转加载轴2转动，以能够对球铰3施加扭转载荷；

转接轴承4，具体可以是圆锥滚子轴承，其外圈连接至球铰3的外圈；

径向加载杆5，一端与转接轴承4的内圈连接，另一端与径向加载驱动机构连接；径向加载驱动机构能够向转接轴承4施加推拉力，以能够对球铰3施加径向载荷；

偏转加载片6，与转接轴承4的外圈连接，与偏转加载驱动机构连接；偏转加载驱动机构能够驱动偏转加载片6偏转，以能够对球铰3施加偏转载荷。

对于上述实施例公开的球铰三向加载疲劳试验装置，领域内技术人员可以理解的是，可实现对球铰3沿Z轴方向的径向载荷、绕X轴方向的扭转载荷、绕Z轴方向的偏转载荷的同时施加，避免发生干涉，准确还原球铰3工作时的受力状态，对球铰3进行有效的疲劳试验，得到有效的试验结果。

在一些可选的实施例中，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，支撑孔有多个，各个支撑孔与扭转加载轴2间设置有轴承。

在一些可选的实施例中，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，扭转加载轴2贯穿球铰杆设置；

球铰三向加载疲劳试验装置还包括：

扭转加载角度传感器7，连接在支座1上，与扭转加载轴2背向扭转加载驱动机构的一端连接。

对于上述实施例公开的球铰三向加载疲劳试验装置，领域内技术人员可以理解的是，在对球铰3施加沿Z轴方向径向载荷较大的情形下，会使扭转加载轴2、支撑孔间产生较大的摩擦力，难以保证通过扭转加载轴2对球铰3施加绕X轴方向扭转载荷的准确性，设计扭转加载角度传感器7连接在支座1、扭转加载轴2背向扭转加载驱动机构的一端之间，可以通过扭转加载角度传感器7反馈角度控制扭转加载轴2对球铰3施加绕X轴方向扭转载荷的大小，保证对球铰3施加绕X轴方向扭转载荷的准确施加，以此保证试验结果的准确性。

在一些可选的实施例中，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，扭转加载驱动机构包括：

扭转加载驱动摇臂8，一端与扭转加载轴2背向球铰3的一端连接；

扭转加载驱动作动筒9，与扭转加载驱动摇臂8的另一端铰接，以能够通过扭转加载驱动摇臂8驱动扭转加载轴2转动。

在一些可选的实施例中，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，径向加载驱动机构包括：

径向加载驱动作动筒10，与径向加载杆5背向转接轴承4的一端连接，以能够向转接轴承4施加推拉力。

在一些可选的实施例中，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，偏转加载片6连接在球铰3的外圈、转接轴承4的外圈之间。

在一些可选的实施例中，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，偏转加载驱动机构包括：

偏转加载驱动作动筒11，连接在偏转加载片6上，以能够驱动偏转加载片6偏转。

在一些可选的实施例中，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，的偏转加载驱动作动筒11上带有偏转加载位移传感器。

对于上述实施例公开的球铰三向加载疲劳试验装置，领域内技术人员可以理解的是，在对球铰3施加沿Z轴方向径向载荷较大的情形下，会影响通过偏转加载片6对球铰3施加绕Z轴方向偏转载荷的准确性，设计偏转加载驱动作动筒11上带有偏转加载位移传感器，可通过偏转加载驱动作动筒11上带有偏转加载位移传感器反馈位移控制偏转加载片6对球铰3施加绕Z轴方向偏转载荷的大小，保证对球铰3施加绕Z轴方向偏转载荷的准确施加，以此保证试验结果的准确性。

在一些可选的实施例中，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，偏转加载驱动作动筒11有两个，每个偏转加载驱动作动筒11对应连接在偏转加载片6的一端，以能够协同驱动偏转加载片6偏转。

在一些可选的实施例中，上述的球铰三向加载疲劳试验装置中，还包括：

支架12，连接在支座1上，其上具有位移约束孔；径向加载杆5贯穿位移约束孔设置，以约束径向加载杆5及其径向加载驱动机构，以及偏转加载片6、偏转加载驱动机构的位置，保证对球铰3沿Z轴方向的径向载荷、绕Z轴方向的偏转载荷，确保试验结果的准确性。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于，包括：

支座(1)，其上具有支撑孔；

扭转加载轴(2)，贯穿所述支撑孔设置，一端连接至球铰(3)的球铰杆，另一端与扭转加载驱动机构连接；所述扭转加载驱动机构能够驱动所述扭转加载轴(2)转动，以能够对所述球铰(3)施加绕X轴的扭转载荷；

转接轴承(4)，外圈连接至所述球铰(3)的外圈；

径向加载杆(5)，一端与所述转接轴承(4)的内圈连接，另一端与径向加载驱动机构连接；所述径向加载驱动机构能够向所述转接轴承(4)施加推拉力，以能够对所述球铰(3)施加沿Z轴方向径向载荷；

偏转加载片(6)，与所述转接轴承(4)的外圈连接，与偏转加载驱动机构连接；所述偏转加载驱动机构能够驱动所述偏转加载片(6)偏转，以能够对所述球铰(3)施加绕Z轴的偏转载荷；

所述偏转加载片(6)连接在所述球铰(3)的外圈、所述转接轴承(4)的外圈之间；

所述的球铰三向加载疲劳试验装置还包括：

支架(12)，连接在所述支座(1)上，其上具有位移约束孔；所述径向加载杆(5)贯穿所述位移约束孔设置。

2.根据权利要求1所述的球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于，

所述支撑孔有多个，各个所述支撑孔与扭转加载轴(2)间设置有轴承。

3.根据权利要求1所述的球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于，

所述扭转加载轴(2)贯穿所述球铰杆设置；

所述球铰三向加载疲劳试验装置还包括：

扭转加载角度传感器(7)，连接在所述支座(1)上，与所述扭转加载轴(2)背向所述扭转加载驱动机构的一端连接。

4.根据权利要求1所述球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于，

所述扭转加载驱动机构包括：

扭转加载驱动摇臂(8)，一端与所述扭转加载轴(2)背向所述球铰(3)的一端连接；

扭转加载驱动作动筒(9)，与所述扭转加载驱动摇臂(8)的另一端铰接，以能够通过所述扭转加载驱动摇臂(8)驱动所述扭转加载轴(2)转动。

5.根据权利要求1所述球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于，

所述径向加载驱动机构包括：

径向加载驱动作动筒(10)，与所述径向加载杆(5)背向所述转接轴承(4)的一端连接，以能够向所述转接轴承(4)施加推拉力。

6.根据权利要求1所述球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于，

所述偏转加载驱动机构包括：

偏转加载驱动作动筒(11)，连接在所述偏转加载片(6)上，以能够驱动所述偏转加载片(6)偏转。

7.根据权利要求6所述的球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于，

所述的偏转加载驱动作动筒(11)上带有偏转加载位移传感器。

8.根据权利要求6所述的球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于，

所述偏转加载驱动作动筒(11)有两个，每个所述偏转加载驱动作动筒(11)对应连接在所述偏转加载片(6)的一端，以能够协同驱动所述偏转加载片(6)偏转。