[发明专利]一种使飞机机轮轴承外圈旋转内圈固定的驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机机轮轴承外圈旋转内圈固定的驱动装置，具体是一种飞机机轮轴承外圈旋转内圈固定的驱动装置。

背景技术

随着飞机的发展，飞机起飞与着陆时速度及重量逐渐增加，起飞与着陆过程中的安全问题日益突出，对机轮轴承的性能与可靠性要求也越来越高，它关系到飞机的安全返航、持续作战能力和适应机场的能力。

机轮轴承不仅用来支撑机轮，引导机轮的旋转方向，减小转动过程中的摩擦，并承受对机轮和轮轴之间的各种载荷。而且，轴承对飞机的工作性能、寿命、各项经济指标及可靠性都有很大影响，甚至在某些情况下也会造成飞行安全事故。

作为易损件的机轮轴承，因为机轮轴承未能正常工作的事故占一定的比例，因此如何有效的提高飞机着陆时的安全性，提高飞机对各种载荷状况、跑道状况、气候条件的适应能力，成为飞机机轮轴承的主要研究目标。

大部分轴承的运动方式是外圈固定、内圈旋转。飞机机轮轴承有它独特之处，区别于其他轴承最大的特点是外圈旋转、内圈固定的运动方式，以及它在使用过程中的工况。

随着目前世界各国对大型运输机的需求越来越大，研制更高转速更重负荷的机轮轴承也越来越迫切，人们也越来越认识到机轮轴承试验的重要性。轴承试验是轴承设计和制造过程中一个不可或缺的重要验证过程，在轴承试验机上按照轴承的实际安装工况、实际运行状态，即轴承的转速、轴向载荷、径向载荷以及环境温度、润滑状态等按照实际工况给定进行运转，达到预定寿命或到轴承失效。

目前国内外轴承试验机种类繁多，可均为铁路用轴承、风电轴承和机床轴承等轴承试验机，典型的例子如中国专利CN201210103079，大部分在结构上大体为使用电主轴带动安装在轴承座内的试验轴承的内圈旋转。以驱动试验轴承外圈旋转的轴承试验机非常少。

中国专利CN201010254885中公开了一种外圈旋转内圈固定的滚动轴承模拟试验方法。此类方法实施时，将电机转子通过联轴节与试验轴承的外圈连接，轴承内圈固定于内圈轴，内圈轴固定于加载套上。试验时，电机通过联轴节直接带动试验轴承外圈同步旋转，径向加载时，径向力通过内圈轴施加于试验轴承的内圈上。

这一利用驱动电机直接带动试验轴承外圈同步旋转的方法，缺陷很多。

一方面，在进行径向加载时，径向力从加载套通过内圈轴施加于试验轴承的内圈上，但此径向的加载载荷，是为了消除滚动轴承的径向游隙，达到减小轴承旋转时的振动的目的，因此此类轴承试验机所能承受的径向加载力很小。当径向载荷大于额定的载荷值时必然导致旋转的不平衡，导致此类试验机只能适合于试验如航空发动机等个别工况的轴承。

另一方面，如需进行轴向加载，轴向施加力通过试验轴承外圈直接作用在电机转子，而电机转子不可能承受上百千牛的轴向推力，因此不能实现轴向加载，使得此类方法不能模拟航空机轮的侧偏加载。

因此，上述方法只能简单地实现对滚动轴承外圈旋转的驱动，而不具备对轴承的试验能力，尤其是对高转速高负荷工况的航空机轮轴承的试验更是望尘莫及。

飞机在着陆瞬间，飞机机轮触地到机轮旋转至与飞机速度同等的线速度，这一速度上升沿历时小于200ms。如果轴承试验机需模拟飞机着陆瞬间机轮轴承的加速旋转工况，这要求轴承试验机在200ms以内将机轮轴承速度驱动至飞机起飞时的额定转速，同时载荷加载至额定载荷，并能模拟飞机着陆时对机轮轴承的冲击加速度。巨大载荷的加载冲击，使得由机轮轴承的摩擦阻力带来的阻力矩非常大，如此苛刻的条件，利用电机或电主轴直接将机轮轴承在200ms以内驱动至如此高的转速不能得以实现。

因此，需要寻求其他方法来实现对轴承外圈的驱动，以达到对航空机轮轴承进行试验的目的。

随着现代飞机性能要求的不断提高，对飞机机轮的性能提出了更高的要求，机轮应具有重量轻、承载能力大、寿命高，并能承受大的冲击载荷，因此，对机轮的选用轴承也提出更高的要求。机轮轴承通过重载、冲击载荷和寿命试验结果，以供机轮选用已是必然趋势。