專利名稱：一種自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸承襯墊性能檢測設(shè)備，尤其涉及一種自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺。
背景技術(shù)：
目前航空飛機正向著高速度、大載重量、航程遠和機動性能好的方向發(fā)展，這就要求相關(guān)軸承具有更高性能和可靠性，而自潤滑關(guān)節(jié)軸承是航空工業(yè)中一個關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣對航空飛機的性能與安全具有重要的影響，自潤滑關(guān)節(jié)軸承中襯墊材料的質(zhì)量和摩擦學性能直接決定了自潤滑關(guān)節(jié)軸承的性能和壽命。我國在高速輕載自潤滑關(guān)節(jié)軸承的研究方面起步較晚，相關(guān)的研究水平和應用與國外相比還有一定的差距，同時，由于技術(shù)封鎖，關(guān)鍵部件的關(guān)節(jié)軸承還大量依賴于進口， 有的甚至難于購到，如一些高速輕載用關(guān)節(jié)軸承，為此，我國目前正大力發(fā)展高速輕載自潤滑關(guān)節(jié)軸承的研究和生產(chǎn)。襯墊是自潤滑關(guān)節(jié)軸承研究發(fā)展中必須首先解決的問題，襯墊生產(chǎn)后，如何評價其摩擦學性能的優(yōu)劣成為一個迫切需要解決的問題。目前，國內(nèi)對襯墊性能的評價方法往往通過關(guān)節(jié)軸承臺架試驗，根據(jù)中國專利 200820058975. X公開的一種“高速徑向往復擺動的試驗機”，該實驗機包括測試臺，被測關(guān)節(jié)軸承嵌入設(shè)置于測試臺上的裝夾機構(gòu)中，裝夾機構(gòu)的徑向設(shè)有用于向關(guān)節(jié)軸承徑向加載力的徑向加載機構(gòu)，關(guān)節(jié)軸承的軸向設(shè)有用于向關(guān)節(jié)軸承提供往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的軸向加載機構(gòu)，關(guān)節(jié)軸承臺架試驗是直接考核關(guān)節(jié)軸承的性能，雖然模擬了襯墊的使用狀況，但是并不能直接評價襯墊的性能，關(guān)節(jié)軸承的性能不僅取決于襯墊的性能，還與軸承材料、加工和裝配密切相關(guān)，因而出現(xiàn)問題后容易引起爭議，不利于研究的進展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦學性能檢測試驗臺，已解決現(xiàn)有關(guān)節(jié)軸承臺架試驗不能直接對關(guān)節(jié)軸承襯墊性能做出評價的狀況。為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，包括測試臺，測試臺上設(shè)有徑向加載機構(gòu)和軸向加載機構(gòu)，所述的徑向加載機構(gòu)與軸向加載機構(gòu)之間設(shè)置有摩擦副，所述的摩擦副包括用于在往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用下往復旋轉(zhuǎn)的外周面為圓弧面的摩擦環(huán)或摩擦瓦片， 及用于傳遞沿所述摩擦環(huán)徑向的加載力的摩擦環(huán)座，所述的摩擦環(huán)座具有與所述摩擦環(huán)或摩擦瓦片的外周的圓弧面對應旋轉(zhuǎn)配合的內(nèi)凹圓弧面，摩擦環(huán)座的內(nèi)凹圓弧面與摩擦環(huán)或摩擦瓦片的外周的圓弧面之間設(shè)有用于待測襯墊裝配的間隙，所述的軸向加載機構(gòu)與主軸傳動連接，所述的徑向加載機構(gòu)與摩擦環(huán)座傳動連接。所述的摩擦副包括用于在往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用下往復旋轉(zhuǎn)的外周面為圓弧面的摩擦環(huán)，所述的摩擦環(huán)沿其軸向開有錐孔，所述的摩擦副還包括用于在往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用下往復旋轉(zhuǎn)的主軸，所述的主軸沿其軸向設(shè)有用于磨擦環(huán)的錐孔止旋配合的錐形工作
3段。所述的摩擦環(huán)由上下兩塊帶有錐槽的對偶環(huán)通過法蘭連接組成。所述的軸向加載機構(gòu)為試驗臺上水平設(shè)置的擺動油缸，所述的擺動油缸包括動力輸出端，所述的擺動油缸的動力輸出端與摩擦副的主軸通過其間設(shè)置的傳動軸傳動連接， 所述的徑向加載機構(gòu)為沿豎直方向設(shè)置于摩擦套底座的下方的加載油缸，所述的試驗臺還包括用于向擺動油缸和加載油缸提供液壓動力的液壓系統(tǒng)。所述的試驗臺還包括用于控制主軸繞主軸的軸線往復擺動的計算機控制系統(tǒng)，所述的計算機控制系統(tǒng)通過液壓系統(tǒng)與擺動油缸控制連接。所述的主軸的錐形工作段沿其軸向的兩側(cè)設(shè)有用于主軸轉(zhuǎn)動裝配的主軸支撐座。所述的加載油缸包括加載油缸活塞，所述的加載油缸由加載油缸活塞分為上工作區(qū)和下工作區(qū)，所述的上工作區(qū)和下工作區(qū)分別對應設(shè)有用于液壓油進入的上進油口和下進油口。所述的試驗臺還包括用于調(diào)節(jié)試驗溫度的溫控箱，所述的溫控箱是由內(nèi)外兩層不銹鋼殼體組成的長方形箱體，所述的內(nèi)外兩層不銹鋼殼體之間填充有用于保溫的氧化鋁纖維棉，所述的溫控箱的一個立壁上設(shè)有貫穿整個箱體的風道，所述的風道中設(shè)有制冷蒸發(fā)器、加熱器和鼓風風扇，所述的鼓風風扇設(shè)置于制冷蒸發(fā)器和加熱器相對靠外的一側(cè)，所述的溫控箱頂部設(shè)置有溫控箱溫度傳感器。所述的試驗臺還包括用于檢測工作狀況的傳感器，所述的傳感器包括用于檢測傳動軸轉(zhuǎn)動角度的角度傳感器、用于檢測襯墊溫度的襯墊溫度傳感器和用于檢測加載油缸負載的壓力傳感器，所述的角度傳感器、襯墊溫度傳感器和壓力傳感器通過信號線連接于計算機控制系統(tǒng)上。
本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為檢測時將被測襯墊置于摩擦環(huán)與摩擦環(huán)座之間的間隙中， 摩擦環(huán)在軸向加載力的帶動下能夠繞其軸線模擬多種角度和多種頻率的往復擺動，摩擦環(huán)底座在徑向加載力的作用下可以模擬多種不同的載荷工況，試驗時取多組襯墊在同一工作狀況下進行試驗，整個試驗過程不需要關(guān)節(jié)軸承的參與，可以避免由于軸承材料、加工和裝配關(guān)系引起的誤差直接得出襯墊的摩擦性能。


圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中I部分的放大圖3是圖1中摩擦副的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3的左視圖； 圖5是圖3的俯視圖； 圖6是圖1中主軸與摩擦環(huán)的裝配示意圖； 圖7是襯墊裝配示意圖。
具體實施例方式實施例如圖1-6所示該實驗臺包括測試臺9，，所述的試驗臺9包括用于向主軸5提供往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的軸向加載機構(gòu)和用于向摩擦環(huán)座18提供徑向加載力的徑向加載機構(gòu)，所述的摩擦副設(shè)置于軸向加載機構(gòu)與徑向加載機構(gòu)之間，所述的摩擦副包括用于在往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用下往復旋轉(zhuǎn)的外周面為圓弧面的摩擦環(huán)13，及用于傳遞沿所述摩擦環(huán)徑向的加載力的摩擦環(huán)座18，所述的摩擦環(huán)座18具有與所述摩擦環(huán)外周的圓弧面對應旋轉(zhuǎn)配合的內(nèi)凹圓弧面，摩擦環(huán)座18的內(nèi)凹圓弧面與摩擦環(huán)13外周的圓弧面之間設(shè)有用于待測襯墊20裝配的間隙，所述的摩擦環(huán)沿其軸向開有錐孔17，所述的摩擦副還包括用于在往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用下往復旋轉(zhuǎn)的主軸5，所述的主軸5沿其軸向設(shè)有用于磨擦環(huán)13的錐孔 17止旋配合的錐形工作段15，所述的摩擦環(huán)13由上下兩塊帶有錐槽的對偶環(huán)通過法蘭連接組成，在本發(fā)明的其它實施例中，所述的摩擦環(huán)13還可以是上端不封閉且用于在往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用下往復旋轉(zhuǎn)的外周面為圓弧面的摩擦瓦片，所述的摩擦環(huán)座18具有與所述摩擦瓦片外周的圓弧面對應旋轉(zhuǎn)配合的內(nèi)凹圓弧面，摩擦環(huán)13也可以直接由光軸代替，摩擦環(huán)13與主軸還可以通過鍵配合止旋，所述的錐形工作段15沿其軸向的兩側(cè)設(shè)有用于主軸5轉(zhuǎn)動裝配的左主軸支撐座4和右主軸支撐座6，所述的主左軸支撐座4和右主軸支撐座6通過一支撐座12設(shè)置于測試臺9上，在本實例中，所述的軸向加載機構(gòu)為測試臺9水平設(shè)置的擺動油缸3，所述的擺動油缸3包括動力輸出端，所述的動力輸出端與主軸5通過其間設(shè)置的傳動軸11傳動連接，所述的徑向加載機構(gòu)為沿豎直方向設(shè)置于摩擦套底座18 下方且與摩擦套底座18傳動連接的加載油缸8，所述的加載油缸8包括加載油缸活塞，所述的加載油缸8由加載油缸活塞分為上工作區(qū)和下工作區(qū)，所述的上工作區(qū)和下工作區(qū)分別對應設(shè)有用于液壓油進入的上進油口和下進油口，加載油缸活塞的上方設(shè)有活塞桿，液壓力作用到活塞一端，推動活塞桿運動，直至與摩擦環(huán)座18接觸，產(chǎn)生作用力，所述的試驗臺還包括用于向擺動油缸3和加載油缸8提供液壓動力的液壓系統(tǒng)2，液壓系統(tǒng)2給出的壓力油經(jīng)伺服閥后由伺服閥的兩個出油口分別連到加載油缸的上、下工作區(qū)，根據(jù)兩工作區(qū)的壓差大小得到不同的試驗力，所述的試驗臺還包括用于調(diào)節(jié)試驗溫度的溫控箱7，所述的溫控箱7是由內(nèi)外兩層不銹鋼殼體組成的長方形箱體，所述的內(nèi)外兩層不銹鋼殼體之間填充有用于保溫的氧化鋁纖維棉，所述的溫控箱的一個立壁上設(shè)有貫穿整個箱體的風道， 所述的風道中設(shè)有制冷蒸發(fā)器、加熱器和鼓風風扇，所述的鼓風風扇設(shè)置于制冷蒸發(fā)器和加熱器相對靠外的一側(cè)，加熱器是由電阻絲和陶瓷管等組成，試驗時加熱器加熱，風扇由溫控箱7上的設(shè)置的鼓風機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，風扇旋轉(zhuǎn)強制溫控箱7內(nèi)空氣流動，使箱內(nèi)溫度均勻， 制冷蒸發(fā)器是一種復迭式壓縮機制冷系統(tǒng)，所述的溫控箱頂部設(shè)置有溫控箱溫度傳感器， 該溫控箱7可自由移動，而且在傳動軸11和加載油缸8的對應位置處設(shè)有缺口，在進行室溫條件下試驗時不需加環(huán)境箱，可放置一邊，當需做高、低溫試驗時將環(huán)境箱推至傳動軸11 的錐形工作段5上，使得錐形工作段5的周圍達到一個溫度均勻的測試環(huán)境，所述的試驗臺還包括用于檢測工作狀況的傳感器，所述的傳感器包括用于檢測傳動軸11轉(zhuǎn)動角度的角度傳感器、用于檢測襯墊20溫度的襯墊溫度傳感器和用于檢測加載油缸負載的壓力傳感器，所述的角度傳感器、襯墊溫度傳感器和壓力傳感器通過信號線連接于計算機控制系統(tǒng)1 上，計算機控制系統(tǒng)1采用VB可執(zhí)行程序控制，圖中件21為用于液壓系統(tǒng)2冷卻的水冷系統(tǒng)，試驗時，首先將襯墊20粘帖在摩擦環(huán)底座18的弧面處，經(jīng)壓實、晾干處理后，與摩擦環(huán) 13進行試驗，可以取幾件襯墊20試樣在載荷不同，其它試驗條件相同的情況下進行試驗； 還可以取幾件襯墊20試樣在擺動頻率不同，其它試驗條件相同的情況下進行試驗；還可以取幾件襯墊20試樣在環(huán)境溫度不同，其它試驗條件相同的情況下進行試驗。
權(quán)利要求
1.一種自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，包括測試臺，測試臺上設(shè)有徑向加載機構(gòu)和軸向加載機構(gòu)，其特征在于所述的徑向加載機構(gòu)與軸向加載機構(gòu)之間設(shè)置有摩擦副，所述的摩擦副包括用于在往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用下往復旋轉(zhuǎn)的外周面為圓弧面的摩擦環(huán)或摩擦瓦片，及用于傳遞沿所述摩擦環(huán)徑向的加載力的摩擦環(huán)座，所述的摩擦環(huán)座具有與所述摩擦環(huán)或摩擦瓦片的外周的圓弧面對應旋轉(zhuǎn)配合的內(nèi)凹圓弧面，摩擦環(huán)座的內(nèi)凹圓弧面與摩擦環(huán)或摩擦瓦片的外周的圓弧面之間設(shè)有用于待測襯墊裝配的間隙，所述的軸向加載機構(gòu)與主軸傳動連接，所述的徑向加載機構(gòu)與摩擦環(huán)座傳動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特征在于所述的摩擦副包括用于在往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用下往復旋轉(zhuǎn)的外周面為圓弧面的摩擦環(huán)，所述的摩擦環(huán)沿其軸向開有錐孔，所述的摩擦副還包括用于在往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用下往復旋轉(zhuǎn)的主軸，所述的主軸沿其軸向設(shè)有用于磨擦環(huán)的錐孔止旋配合的錐形工作段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特征在于所述的摩擦環(huán)由上下兩塊帶有錐槽的對偶環(huán)通過法蘭連接組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特征在于所述的軸向加載機構(gòu)為試驗臺上水平設(shè)置的擺動油缸，所述的擺動油缸包括動力輸出端，所述的擺動油缸的動力輸出端與摩擦副的主軸通過其間設(shè)置的傳動軸傳動連接，所述的徑向加載機構(gòu)為沿豎直方向設(shè)置于摩擦套底座的下方的加載油缸，所述的試驗臺還包括用于向擺動油缸和加載油缸提供液壓動力的液壓系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特征在于所述的試驗臺還包括用于控制主軸繞主軸的軸線往復擺動的計算機控制系統(tǒng)，所述的計算機控制系統(tǒng)通過液壓系統(tǒng)與擺動油缸控制連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特征在于所述的主軸的錐形工作段沿其軸向的兩側(cè)設(shè)有用于主軸轉(zhuǎn)動裝配的主軸支撐座。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特征在于所述的加載油缸包括加載油缸活塞，所述的加載油缸由加載油缸活塞分為上工作區(qū)和下工作區(qū)，所述的上工作區(qū)和下工作區(qū)分別對應設(shè)有用于液壓油進入的上進油口和下進油口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特征在于所述的試驗臺還包括用于調(diào)節(jié)試驗溫度的溫控箱，所述的溫控箱是由內(nèi)外兩層不銹鋼殼體組成的長方形箱體，所述的內(nèi)外兩層不銹鋼殼體之間填充有用于保溫的氧化鋁纖維棉，所述的溫控箱的一個立壁上設(shè)有貫穿整個箱體的風道，所述的風道中設(shè)有制冷蒸發(fā)器、加熱器和鼓風風扇，所述的鼓風風扇設(shè)置于制冷蒸發(fā)器和加熱器相對靠外的一側(cè)，所述的溫控箱頂部設(shè)置有溫控箱溫度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，其特征在于所述的試驗臺還包括用于檢測工作狀況的傳感器，所述的傳感器包括用于檢測傳動軸轉(zhuǎn)動角度的角度傳感器、用于檢測襯墊溫度的襯墊溫度傳感器和用于檢測加載油缸負載的壓力傳感器，所述的角度傳感器、襯墊溫度傳感器和壓力傳感器通過信號線連接于計算機控制系統(tǒng)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自潤滑關(guān)節(jié)軸承襯墊摩擦性能檢測試驗臺，包括測試臺，測試臺上設(shè)有徑向加載機構(gòu)和軸向加載機構(gòu)，所述的徑向加載機構(gòu)與軸向加載機構(gòu)之間設(shè)置有摩擦副，所述的摩擦副包括用于在往復旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用下往復旋轉(zhuǎn)的外周面為圓弧面的摩擦環(huán)或摩擦瓦片，及用于傳遞沿所述摩擦環(huán)徑向的加載力的摩擦環(huán)座，所述的摩擦環(huán)座具有與所述摩擦環(huán)或摩擦瓦片的外周的圓弧面對應旋轉(zhuǎn)配合的內(nèi)凹圓弧面，摩擦環(huán)座的內(nèi)凹圓弧面與摩擦環(huán)或摩擦瓦片的外周的圓弧面之間設(shè)有用于待測襯墊裝配的間隙，所述的軸向加載機構(gòu)與主軸傳動連接，所述的徑向加載機構(gòu)與摩擦環(huán)座傳動連接，本發(fā)明解決了現(xiàn)有關(guān)節(jié)軸承臺架試驗不能直接對關(guān)節(jié)軸承襯墊性能做出評價的狀況。
文檔編號G01N19/02GK102156096SQ20111008661
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者上官寶, 張永振, 杜三明, 牛永平, 趙飛, 逄顯娟 申請人:河南科技大學