航空自潤滑關節軸承壽命試驗機的集中構型

根據關節軸承的運動形式和軸承特性，介紹了關節軸承壽命試驗機的49種理論結構。 現有的壽命試驗機分為四種配置，分析了各種配置的典型壽命試驗機。

一、單軸擺動單方向加載構型

目前,大部分關節軸承壽命試驗機均采用單軸擺動單方向加載的構型,如關節軸承模塊化壽命試驗機,其示意圖見圖4。該試驗機運動系統由伺服電機通過撓性聯軸器、扭矩儀、萬向聯軸器、傳動軸帶動實驗芯軸沿C軸往復擺動,使得與實驗芯軸配合的軸承內圈相對于外圈沿C軸往復擺動;加載形式為由壓力機通過液壓缸、壓力傳感器沿Y軸方向對軸承夾具施加載荷,使得與加載T形板接觸的外圈相對于內圈沿Y軸方向產生作用力,從而實現單軸擺動單方向加載的構型。關節軸承在磨損過程中,軸承外圈相對內圈沿Y軸方向產生移動。

二、單軸擺動雙方向加載構型

該構型試驗機(如熱感應式關節軸承壽命試驗機)示意圖見圖7。該試驗機運動系統由液壓往復驅動裝置帶動實驗芯軸沿C軸往復擺動,也使得軸承內圈相對于外圈沿C軸往復擺動;加載形式為雙向復合加載,即Y 軸方向和Z軸方向復合加載。Y軸方向通過氣動裝置使軸承外圈向內圈施加徑向載荷,同時Z軸方向通過液壓裝置使內外圈之間產生軸向作用力,從而構成單軸擺動雙方向加載的構型。在關節軸承磨損過程中,軸承外圈相對內圈沿Y軸和Z軸方向同時產生移動。

三、雙軸擺動單向加載構型

此構型試驗機(如復合擺動式關節軸承壽命試驗機)原理圖見圖9,該試驗機運動系統為雙軸復合擺動,即沿A軸和C軸方向復合擺動,A軸方向由減速電機通過曲柄搖桿機構、主軸、扭矩傳感器帶動軸承夾具實現往復擺動,使得與軸承夾具配合的外圈相對內圈沿A軸往復擺動;同時C軸方向由減速電機通過搖桿機構、主軸、扭矩傳感器帶動實驗芯軸實現往復擺動,使得軸承內圈相對外圈沿C軸往復擺動;加載形式為由液壓系統沿X軸方向對軸承夾具施加載荷,使得軸承內外圈之間產生作用力,從而構成雙軸擺動單方向加載的構型。在關節軸承磨損過程中,軸承外圈相對內圈沿X軸方向產生移動。

四、A軸和B軸復合擺動構型

此構型試驗機(如直升機自動傾斜器球鉸自潤滑關節軸承壽命試驗機)示意圖見圖11。該試驗機運動系統為雙軸復合擺動,即沿A軸和B軸方向復合擺動,A軸和B軸方向同時由調頻電機通過萬向聯軸器、搖桿機構、拉壓傳感器、傳動桿帶動軸承夾具往復擺動;加載形式為由液壓系統沿X軸方向通過液壓缸、鋼絲繩向軸承夾具施加載荷,使得軸承內外圈之間產生作用力,從而構成雙軸擺動單方向加載的構型。在關節軸承磨損過程中,軸承外圈相對內圈沿X軸方向產生移動。

實驗者可根據實驗目的選擇不同配置的壽命試驗機。 例如，為了研究關節軸承的摩擦磨損機理，應選擇單軸擺動單向加載結構進行實驗，評估關節軸承的使用壽命，選擇多軸擺動配置進行實驗。 下一步將改進現有的關節軸承試驗機構類型，并著重開發多維運動配置試驗機; 對于相同類型的配置測試機，應統一設計標準，選擇優化測試方法，并選擇關鍵部件。 共同推動關節軸承研究與應用的發展。