[发明专利]四曲柄摆块机构关节轴承高速疲劳试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种四曲柄摆块机构关节轴承高速疲劳试验机。

背景技术

关节轴承是一种特殊结构的滑动轴承，主要是由一个带外球面的内圈和一个带内球面的外圈组成。关节轴承因具有转动灵活、免维护、结构紧凑、易于装拆、承载能力大、寿命长等诸多优点，被广泛应用于航空飞行器摆动构件连接。

航空飞行器在飞行过程中，任何组成构件的失效都会造成灾难性后果。因此对航空飞行器组成构件服役寿命的确定是一项非常严肃而重要的工作。为了准确的确定航空飞行器组成构件的服役寿命，通常做法是对航空飞行器组成构件进行模拟真实工况条件下的疲劳试验，再把通过试验求得的疲劳寿命除以一个安全系数即为航空飞行器组成构件的服役寿命。

关节轴承作为航空飞行器的重要组成构件之一，也必须进行模拟真实工况条件下的疲劳试验。有些航空飞行器上的关节轴承摆动频率很高（30～70Hz），而我国目前使用的关节轴承疲劳试验机多采用曲柄滑块机构，因该机构难以实现运动构件的动平衡，故其最高摆动频率一般不超过20Hz，无法满足高频摆动航空关节轴承疲劳试验的要求，严重制约了国产高频摆动航空关节轴承的发展。

发明内容

为了克服现有的采用曲柄滑块机构的关节轴承疲劳试验机存在的上述不足，本发明提供一种四曲柄摆块机构关节轴承高速疲劳试验机。该发明带有四个曲拐的曲轴为动平衡结构，曲轴本身产生的离心惯性力和离心惯性力矩在曲轴本身得到平衡。四个曲柄摆块机构的运动接近对称方式，这样四根连杆运动过程中产生的惯性载荷相互抵消了大部分，故冲击小、噪音低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种四曲柄摆块机构关节轴承高速疲劳试验机，包括滚动轴承Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、滑动轴承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、滑动轴瓦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、联轴器和电机，所述支承在两个滚动轴承Ⅰ、Ⅱ上的带有四个曲拐的曲轴的一端通过联轴器与电机相连。曲轴的四个曲拐上分别安装滑动轴瓦Ⅰ、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ，四根高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各支承在两个滚动轴承上，四根高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与四个试验关节轴承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、四个加载液压缸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ以及四个滑动轴承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ孔内的四个连杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的圆柱套筒与曲轴四个曲拐的滑动轴瓦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的连接方式相同，其中，高频摆动轴Ⅰ的一端与试验关节轴承Ⅰ的内圈固联，试验关节轴承Ⅰ的外圈与加载液压缸Ⅰ固联，插入高频摆动轴Ⅰ的滑动轴承Ⅰ孔内的连杆Ⅰ的圆柱套筒与曲轴滑动轴瓦Ⅰ的外圆配合。

所述曲轴的四个曲拐交错布置，即第一个曲拐向上即曲拐轴线与曲轴轴线的偏心距朝上，第二个曲拐向下即曲拐轴线与曲轴轴线的偏心距朝下，第三个曲拐向上即曲拐轴线与曲轴轴线的偏心距朝上，第四个曲拐向下即曲拐轴线与曲轴轴线的偏心距朝下。

所述四根高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的轴线均与曲轴轴线位于同一平面内，且彼此平行。

所述四个连杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均由一根圆柱杆和一段圆柱套筒连接而成，圆柱杆和圆柱套筒的轴线相互垂直，且圆柱杆轴线对称于圆柱套筒两端面的对称平面。

本发明与现有技术相比具有如下优点：ⅰ.本发明的带有四个曲拐的曲轴为动平衡结构，即在曲轴高速转动过程中，曲轴本身产生的离心惯性力和离心惯性力矩在曲轴本身得到平衡，曲轴的支承轴承不会受到该离心惯性力和离心惯性力矩作用。ⅱ.四个曲柄摆块机构的运动接近对称方式，即当两根连杆垂直于纸面向上摆动时，另两根连杆垂直于纸面向下摆动；当两根连杆沿纸面向上平动时，另两根连杆沿纸面向下平动，这样四根连杆运动过程中产生的惯性载荷相互抵消了大部分，故冲击小、噪音低。ⅲ.可以同时对四个关节轴承进行疲劳试验，提高了工作效率。ⅳ.由于同时进行疲劳试验的关节轴承的工况条件完全相同，故可对不同生产批次、不同生产厂家的关节轴承进行比对疲劳试验。该发明的摆动频率可达70～80Hz，可满足高频摆动航空关节轴承疲劳试验的要求。

附图说明

附图为四曲柄摆块机构关节轴承高速疲劳试验机工作状态俯视剖面示意图。