[发明专利]球铰三向加载疲劳试验装置

权利要求书

1.球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于包括用于为试验球铰的径向加载提供动力的垂向动力机构一、用于为试验球铰的偏转加载和扭转加载提供动力的垂向动力机构二、对试验球铰施加径向载荷的径向施力装置、对试验球铰施加偏转载荷的偏转施力装置、对试验球铰施加扭转载荷的扭转施力装置、用于定位试验球铰的球铰定位装置和水平工作台，垂向动力机构一和垂向动力机构二并排架设在工作台上方；

试验球铰沿水平方向装在球铰定位装置中，试验球铰芯轴的两端从球铰定位装置中伸出，球铰定位装置可转动地安装在工作台上的支撑座上，径向施力装置架设于球铰定位装置的上方并将试验球铰的芯轴两端夹持，垂向动力机构一与径向施力装置连接并带动径向施力装置上下运动，使径向施力装置带动试验球铰的芯轴上下运动拉压试验球铰中的橡胶层；

偏转施力装置平行于试验球铰水平设置，偏转施力装置的一端与球铰定位装置连接，另一端通过连杆组件与垂向动力机构二连接，垂向动力机构二带动连杆组件上下运动，通过偏转施力装置将连杆组件的上下运动转换为球铰定位装置在支撑座上的摆动，使定位在球铰定位装置中的试验球铰外套与芯轴之间发生偏转；

扭转施力装置装在垂向动力机构二的下端，并通过平行于偏转施力装置的扭杆关节组件与试验球铰靠近垂向动力机构二侧的芯轴端连接，垂向动力机构二通过扭转施力装置带动扭杆关节组件绕轴向旋转，从而带动试验球铰芯轴扭转。

2.根据权利要求1所述的球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于所述的球铰定位装置中具有两个并列且对称分布的球铰定位孔，试验球铰外套与过渡套过盈配合，所述的过渡套通过胀套螺钉组件固定在球铰定位孔中，在所述的球铰定位装置中固定两个并列分布的试验球铰。

3.根据权利要求2所述的球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于所述的径向施力装置包括连接在垂向动力机构一下端的径向拉压座、端板和垂直导向组件，所述的径向拉压座横跨架设于球铰定位装置的上方，四个端板呈矩形排列装在径向拉压座的侧板上并通过定位套将两个试验球铰的芯轴两端分别夹持在端板与侧板拼合的芯轴定位孔中，四个垂直导向组件成距形排列装在工作台上，径向拉压座的底端与垂直导向组件连接，垂向动力机构一带动径向拉压座和端板在垂直导向组件的导向下上下运动，从而带动两个试验球铰的芯轴上下运动。

4.根据权利要求3所述的球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于所述的偏转施力装置包括水平设置的杠杆和与偏转轴，所述的连杆组件垂直设置连接垂向动力机构二和杠杆，偏转轴一端与杠杆铰接，另一端与球铰定位装置通过螺母固定，杠杆的中部具有可调节杠杆摆动半径的杠杆支点，所述的垂向动力机构二带动连杆组件上下运动，连杆组件的上下运动带动杠杆绕杠杆支点上下摆动，从而带动偏转轴摆动，通过偏转轴的摆动带动球铰定位装置在支撑座上摆动，使固定在球铰定位装置中的试验球铰外套与芯轴之间发生偏转。

5.根据权利要求4所述的球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于所述的“杠杆的中部具有可调节杠杆摆动半径的杠杆支点”是指所述的杠杆中部设置多个间隔分布的销孔，在所述的工作台上设置多个与销孔位置相对应的安装孔，所述的销孔处通过销轴安装关节轴承，所述的关节轴承通过轴承座支撑，所述的轴承座通过螺栓定位在所述的安装孔处。

6.根据权利要求5所述的球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于所述的扭转施力装置包括两个对称设置的曲柄连杆组件，所述的曲柄连杆组件沿垂直方向设置，曲柄连杆组件的上端均与垂向动力机构二连接，下端均与一个扭杆关节组件连接，两个所述的扭杆关节组件对称设置在杠杆的两侧，扭杆关节组件的一端与曲柄连杆组件连接，另一端与试验球铰靠近垂向动力机构二侧的芯轴端连接，所述的垂向动力机构二带动曲柄连杆组件运动，使曲柄连杆组件带动扭杆关节组件绕轴向旋转，从而带动试验球铰的芯轴扭转。

7.根据权利要求6所述的球铰三向加载疲劳试验装置，其特征在于所述的扭杆关节组件包括扭杆、万向关节和用于支撑扭杆的扭杆支撑座，所述的扭杆与曲柄连杆组件的下端通过锥销连接，万向关节的一端与扭杆通过锥销连接，另一端通过锥销和定位套与试验球铰的芯轴端连接，扭杆支撑座固定在工作台上，扭杆穿过所述的扭杆支撑座与万向关节连接。