專利名稱：航空發(fā)動機主軸軸承試驗機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于航空軸承檢測技術，主要涉及一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機。
背景技術：
航空發(fā)動機主軸軸承是航空發(fā)動機的重要傳動組件，隨著航空工業(yè)的發(fā)展，航空發(fā)動機主軸軸承也一直在完善與改進，由最初的低轉速，低載荷到如今的高轉速，高載荷。 航空發(fā)動機主軸軸承在航空發(fā)動機的運行中起著至關重要的作用，在航空發(fā)動機的工作過程中，航空發(fā)動機主軸軸承不但承受著高轉速、高載荷、同時還要在高溫度的環(huán)境中進行長時間的運轉。為了提高航空發(fā)動機的工作質(zhì)量，首先要提高航空發(fā)動機主軸軸承的轉速、載荷性能參數(shù)。而目前尚無有設計合理的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機與較為科學、合理的試驗檢測方法，在一定程度上節(jié)制了航空發(fā)動機主軸軸承檢測與試驗進度，從而制約了航空發(fā)動機主軸軸承性能參數(shù)的改進與完善的步伐?，F(xiàn)有技術中航空發(fā)動機主軸軸承試樣機中的試驗機構一般采用固定在床身上的傳動軸系，只能用于某個軸承尺寸內(nèi)試驗軸承的高轉速測試或高載荷測試，結構較為單一， 在一定程度上制約了航空發(fā)動機主軸軸承性能參數(shù)的改進與完善的步伐。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是提出一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機。本發(fā)明為完成上述發(fā)明目的采用如下技術方案一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，所述主軸軸承試驗機所具有的試驗機構主要包括試驗軸承的懸臂支撐機構、對試驗軸承施加變化的扭矩和大小交變的軸向、徑向加載機構、驅(qū)動機構、傳動機構及用于對試驗軸承進行加熱的加熱裝置和檢測采集裝置；所述的懸臂支撐機構用于對試驗軸承定位并使試驗軸承懸臂式結構位于試驗軸的一端，構成試驗軸承的內(nèi)、外圈之間可相對旋轉的結構；驅(qū)動機構所具有的電主軸與傳動機構中的傳動軸相連，所述的傳動軸與試驗軸承的試驗軸相連，構成所述的試驗軸承隨電主軸的旋轉而旋轉的結構；所述的傳動軸為兩種，其中一種傳動軸用于試驗軸承的低載荷高轉速的測試，試驗軸承的直徑范圍為IOOmm以上的軸承；轉速范圍為25000rpm以下；另一種傳動軸用于試驗軸承的高載荷低轉速的測試，試驗軸承的直徑范圍IOOmm以下的軸承；轉速范圍轉速范圍為25000rpm以上。所述的試驗機構為兩組，其中一組試驗機構的傳動軸用于試驗軸承的直徑范圍 IOOmm以下的軸承；轉速范圍轉速范圍為25000rpm以上。用于滿足軸承試驗時所需要的高轉速或高載荷；另一組試驗機構的傳動軸為固定結構，用于試驗軸承的直徑范圍為IOOmm 以上的軸承；轉速范圍為25000rpm以下軸承的試驗。在所述傳動軸的一端設置有呈懸臂式結構的試驗軸承，即將試驗軸承安裝在加載外套內(nèi)，試驗軸承的內(nèi)圈固定在試驗軸上，試驗軸連接在傳動軸的端面上，通過傳動軸使試驗軸承的內(nèi)圈做與實際工況轉速相一致的旋轉，來保證試驗時所需的轉速。
所述的軸向、徑向加載機構中的軸向加載結構包括軸向加載油缸、與軸向加載油缸連接的軸向加載桿；所述的軸向加載桿與試驗軸承壓蓋接觸實現(xiàn)軸向加載；所述的徑向加載結構包括徑向加載油缸、與徑向加載油缸連接的桿端關節(jié)軸承；所述的桿端關節(jié)軸承與連接在加載外套上的加載叉連接實現(xiàn)徑向加載；所述的軸向加載油缸、徑向加載油缸固定在試驗機的床身上并可調(diào)整位置。所設置的用于對試驗軸承進行加熱的加熱裝置串聯(lián)在試驗軸承的潤滑油路上，用以實現(xiàn)試驗軸承的加熱與潤滑。所述的檢測采集裝置包括溫度傳感器和振動傳感器，其中所述的溫度傳感器位于試驗軸承非旋轉外圈的加載套上；所設置的振動傳感器固定在試驗軸承非旋轉外圈的加載套上。本發(fā)明提出的一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機通過兩套試驗機構的三組傳動軸增大了本試驗機試驗軸承的測試范圍，試驗軸承在試驗時呈懸臂式結構，內(nèi)圈隨電主軸轉動，在轉動的同時，同時或分別施加軸向載荷和徑向載荷并使軸向載荷和徑向載荷施加于試驗軸承的外圈上；同時還可以通過串聯(lián)在試驗軸承潤滑油路上的加熱裝置對試驗軸承進行潤滑和加熱，并通過潤滑系統(tǒng)噴射到試驗軸承上模擬出航空發(fā)動機主軸軸承的實際工況進行試驗；在試驗軸承外圈加載外套上放置振動與溫度傳感器，溫度傳感器與試驗軸承外圈相接觸，采集試驗軸承在試驗時的工況數(shù)據(jù)，采集的溫度、振動等信號數(shù)據(jù)送往計算機， 由計算機進行分析判斷，作出診斷，具有檢測真實準確的特點。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。圖2為本發(fā)明中懸臂支撐機構的結構示意圖。圖3為本發(fā)明中傳動機構的結構示意圖。圖4為本發(fā)明中軸向、徑向加載機構的結構示意圖。圖中1、床身，2、電主軸，3、電主軸鑄件箱，4、傳動連接盤，5、傳動軸，6、封油環(huán)，7、 中間隔套，8、傳動鑄件箱，9、軸承襯套，10、支撐軸承，11、試驗軸，12、試驗軸承壓蓋，13、鎖緊螺母，14、加載外套，15、試驗軸承，16、軸向加載桿，17、第一壓力傳感器，18、軸向加載油缸，19、弱電箱，20、桿端關節(jié)軸承，21、第二壓力傳感器，22、徑向加載油缸，23、加熱裝置。
具體實施例方式結合附圖和具體實施例對本發(fā)明加以說明；如圖1所示，一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，所述主軸軸承試驗機所具有的試驗機構主要包括試驗軸承15的懸臂支撐機構、對試驗軸承15施加變化的扭矩和大小交變的軸向、徑向加載機構、驅(qū)動機構、傳動機構及用于對試驗軸承進行加熱的加熱裝置23和檢測采集裝置；所述的懸臂支撐機構用于對試驗軸承15定位并使試驗軸承15懸臂式結構位于試驗軸11的一端，構成試驗軸承15的內(nèi)、外圈之間可相對旋轉的結構；驅(qū)動機構所具有的電主軸2與傳動機構中的傳動軸5相連，所述的傳動軸5與試驗軸承15的試驗軸11 相連，構成所述的試驗軸承15隨電主軸的旋轉而旋轉的結構；所述的傳動軸為兩種，其中一種傳動軸用于試驗軸承的低載荷高轉速的測試，用于試驗軸承的直徑范圍為IOOmm以上的軸承；轉速范圍為25000rpm以下的試驗軸承；另一種傳動軸用于試驗軸承的高載荷低轉速的測試，試驗軸承的直徑范圍IOOmm以下的軸承；轉速范圍轉速范圍為25000rpm以上。
所述的試驗機構為兩組，其中一組試驗機構的傳動軸用于試驗軸承的直徑范圍 IOOmm以下的軸承；轉速范圍轉速范圍為25000rpm以上。用于滿足軸承試驗時所需要的高轉速或高載荷；另一組試驗機構的傳動軸為固定結構，用于試驗軸承的直徑范圍為IOOmm 以上的軸承；轉速范圍為25000rpm以下軸承的試驗。 結合圖1、圖2，所述試驗軸承的懸臂支撐機構具有用以將內(nèi)圈固定在試驗軸11上的鎖緊螺母13，試驗軸11連接在傳動軸5的端面上，所述的傳動軸5通過支撐軸承10支撐在試驗軸承內(nèi)；所述的試驗軸承15安裝在加載外套14內(nèi)，并由試驗軸承壓蓋12壓緊，從而構成對試驗軸承的懸臂式結構并使試驗軸承的內(nèi)圈隨電主軸2旋轉的結構。結合圖3，所述驅(qū)動機構的電機將動力傳遞給電主軸2，所述的電主軸2通過軟繩與傳動軸5連接，從而將轉速傳遞給傳動軸5，并由傳動軸帶動試驗軸承的內(nèi)圈旋轉；結合圖4，所述的軸向、徑向加載機構中的軸向加載結構包括軸向加載油缸、與軸向加載油缸連接的軸向加載桿18 ；軸向載荷是通過軸向加載油缸18推動活塞桿端的球頭加載桿16與試驗軸承的壓蓋12相接觸來實現(xiàn)的，加載中心并處于試驗軸的中心線上；所述的徑向加載結構包括徑向加載油缸22、與徑向加載油缸22連接的桿端關節(jié)軸承20，徑向載荷是通過徑向加載油缸22活塞拉動徑向加載叉對加載外套14產(chǎn)生拉力，從而實現(xiàn)徑向加載，徑向加載垂直于試驗軸的軸線，加載中心并與試驗的中心一致；所述的軸向加載油缸18、徑向加載油缸22固定在試驗機的床身1上并可調(diào)整位置，即軸向與徑向加載油缸都固定在加載三角架上，加載三角架與床身的連接為T型螺栓連接，在床身上開有長條T型孔，便于對不同型號試驗軸承的軸向與徑向加載位置調(diào)節(jié)，保證加載的精度；所設置的用于對試驗軸承進行加熱的加熱裝置串聯(lián)在試驗軸承的潤滑油路上，用以實現(xiàn)試驗軸承的加熱與潤滑；所設置的溫度傳感器位于試驗軸承非旋轉外圈的加載套上，直接與試驗軸承外圈接觸；所設置的振動傳感器固定在試驗軸承非旋轉外圈的加載套上，由磁鐵吸附上，對其振動信號進行采集。所述加熱裝置為加熱箱。一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗方法，將試驗軸承15呈懸臂式支撐在傳動軸5的一端，即將試驗軸承15安裝在加載外套14內(nèi)，試驗軸承15的內(nèi)圈固定在試驗軸11上，試驗軸11連接在傳動軸5的端面上，構成試驗軸承15的懸臂式結構；通過傳動軸5使試驗軸承的內(nèi)圈做與實際工況轉速相一致的旋轉，來保證試驗時所需的轉速；傳動軸5帶動試驗軸承15的轉動是將電主軸2的轉速通過軟繩傳遞給傳動軸5實現(xiàn)；可分別或同時對試驗軸承 15施加軸向載荷和徑向載荷；對試驗軸承15加載的軸向載荷是通過軸向加載油缸18、由連接在軸向加載油缸18上的軸向加載桿16與試驗軸承壓蓋12接觸實現(xiàn)；并在軸向加載油缸 18與軸向加載桿16之間設置第一壓力傳感器17 ；對試驗軸承加載的徑向載荷是通過徑向加載油缸22、由連接在徑向加載油缸22上的桿端關節(jié)軸承20與連接在加載外套14上的加載叉連接實現(xiàn)；所述的軸向加載油缸18、徑向加載油缸22固定在試驗機的床身1上并可調(diào)整位置，從而將軸向加載負荷、徑向加載負荷加載至試驗軸承15的加載中心上；采用使試驗軸承內(nèi)圈旋轉、外圈加載的工況下進行加熱的加熱裝置23串聯(lián)在試驗軸承15的潤滑油路上，潤滑油進入加熱裝置內(nèi)，加熱后的潤滑油噴射在試驗軸承上，實現(xiàn)試驗軸承的加熱與潤滑；通過設置在試驗軸承非旋轉外圈的加載外套上的溫度傳感器，采集試驗軸承的溫度信號，通過設置在試驗軸承非旋轉外圈的加載外套上的振動傳感器，采集試驗軸承的振動信號，并將試驗軸承試驗時內(nèi)圈的轉速，所施加的軸向載荷、徑向載荷和在該試驗工況時的溫度信號、振動信號送至計算機，由計算機根據(jù)其試驗程序程序軟件對試驗軸承在實驗時的實際狀況進行檢測、判斷。
權利要求
1.一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，所述主軸軸承試驗機所具有的試驗機構主要包括試驗軸承(1 的懸臂支撐機構、對試驗軸承(1 施加變化的扭矩和大小交變的軸向、徑向加載機構、驅(qū)動機構、傳動機構及用于對試驗軸承(15)進行加熱的加熱裝置03)和檢測采集裝置；所述的懸臂支撐機構用于對試驗軸承(15)定位并使試驗軸承懸臂式結構位于試驗軸(11)的一端，構成試驗軸承(15)的內(nèi)、外圈之間可相對旋轉的結構；驅(qū)動機構所具有的電主軸O)與傳動機構中的傳動軸(5)相連，所述的傳動軸(5)與試驗軸承(15)的試驗軸相連，構成所述的試驗軸承(15)隨電主軸O)的旋轉而旋轉的結構；其特征在于 所述的傳動軸( 為兩種，其中一種傳動軸用于試驗軸承的低載荷高轉速的測試，用于試驗軸承的直徑范圍IOOmm以下的軸承；轉速范圍轉速范圍為25000rpm以上；用于滿足軸承試驗時所需要的高轉速或高載荷；另一種傳動軸為固定結構，用于試驗軸承的直徑范圍為 IOOmm以上的軸承；轉速范圍為25000rpm以下軸承的試驗。
2.根據(jù)權利要求1所述的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，其特征在于所述的試驗機構為兩組，其中一組試驗機構的傳動軸用于試驗軸承的直徑范圍IOOmm以下的軸承；轉速范圍轉速范圍為25000rpm以上。用于滿足軸承試驗時所需要的高轉速或高載荷；另一組試驗機構的傳動軸為固定結構，用于試驗軸承的直徑范圍為IOOmm以上的軸承；轉速范圍為 25000rpm以下軸承的試驗。
3.根據(jù)權利要求1所述的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，其特征在于在所述傳動軸(5) 的一端設置有呈懸臂式結構的試驗軸承(15)，即將試驗軸承(15)安裝在加載外套(14)內(nèi)， 試驗軸承(1 的內(nèi)圈固定在試驗軸(11)上，試驗軸(11)連接在傳動軸(5)的端面上，通過傳動軸( 使試驗軸承的內(nèi)圈做與實際工況轉速相一致的旋轉，來保證試驗時所需的轉速。
4.根據(jù)權利要求1所述的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，其特征在于所述的軸向、徑向加載機構中的軸向加載結構包括軸向加載油缸(18)、與軸向加載油缸(18)連接的軸向加載桿(16)；所述的軸向加載桿(16)與試驗軸承壓蓋(1 接觸實現(xiàn)軸向加載；所述的徑向加載結構包括徑向加載油缸02)、與徑向加載油缸02)連接的桿端關節(jié)軸承00)；所述的桿端關節(jié)軸承00)與連接在加載外套(14)上的加載叉連接實現(xiàn)徑向加載；所述的軸向加載油缸、徑向加載油缸固定在試驗機的床身上并可調(diào)整位置。
5.根據(jù)權利要求1所述的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，其特征在于所設置的用于對試驗軸承進行加熱的加熱裝置串聯(lián)在試驗軸承的潤滑油路上，用以實現(xiàn)試驗軸承的加熱與潤滑。
6.根據(jù)權利要求1所述的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，其特征在于所述的檢測采集裝置包括溫度傳感器和振動傳感器，其中所述的溫度傳感器位于試驗軸承非旋轉外圈的加載套上；所設置的振動傳感器固定在試驗軸承非旋轉外圈的加載套上。
全文摘要
本發(fā)明屬于航空軸承檢測技術，提出的一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機所具有的試驗機構主要包括試驗軸承(15)的懸臂支撐機構、對試驗軸承(15)施加變化的扭矩和大小交變的軸向、徑向加載機構、驅(qū)動機構、傳動機構及用于對試驗軸承(15)進行加熱的加熱裝置(23)和檢測采集裝置；所述的傳動軸(5)為兩種，其中一種傳動軸用于試驗軸承的低載荷高轉速的測試，另一種傳動軸為固定結構，用于試驗軸承的直徑范圍為100mm以上的軸承；轉速范圍為25000rpm以下軸承的試驗。本發(fā)明通過兩套試驗機構的三組傳動軸增大了本試驗機試驗軸承的測試范圍。
文檔編號G01M13/04GK102564764SQ20111046199
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權日2011年12月31日
發(fā)明者呂曉燕, 孫巖, 孫文正, 張衛(wèi), 王巍, 王愛群, 秦樂森, 錢軍 申請人:洛陽工銘機電設備有限公司