[发明专利]一种适用于转动副的控温摩擦磨损试验机

说明书

本发明公开了一种适用于转动副的控温摩擦磨损试验机，它能够用于衬套的加速磨损试验。其模拟工况包括衬套径向受载、室温及高温、转轴变转速、转轴低频摆动以及轴向加载等领域，使用时通过调节衬套夹具上的加热装置温度进行加热，使衬套稳定在某个温度下。之后再通过加载电机调节加载板位置，压缩弹簧并通过压力传感器实时测量使衬套处于稳定的径向受载。启动驱动电机进行衬套加速磨损试验。试验过程中通过改变加热装置温度可以进行升温，通过控制加载电机可以进行变加载。

技术领域

本发明涉及一种用于转动副的控温摩擦磨损试验设备。

背景技术

轴承、衬套等是机械产品中的重要摩擦副，例如衬套是航空发动机VSV调节机构中的一个关键零部件，由于在VSV系统调节过程中转轴与衬套之间存在摩擦、冲击，容易造成衬套磨损而导致其损坏。因为商业航天在中国处于刚刚起步发展阶段，所以国内针对VSV调节机构的衬套研究十分有限。文献调研发现国内已有针对衬套材料在常规摩擦磨损试验机上进行材料试验，然而模拟衬套实际工况的试验尚未有人报道。

专利200920034253.5公开了一种航空发动机轮盘定心衬套试验装置，其目的是测试某一温度下承受拉伸载荷的轮盘定心衬套的安全寿命，与磨损无关。

专利201410157510.X公开了一种发动机连杆小头衬套摩擦磨损部件试验装置，通过建立电机驱动的曲柄连杠机构模拟活塞运动过程中的衬套磨损从而实现测试，然而无法再现汽油燃烧时产生的高温对衬套的影响。

发明内容

本发明的目的是为克服上述问题，提出一种适用于转动副的控温摩擦磨损试验机，能够模拟VSV系统中衬套的实际工况进行衬套加速磨损试验，缩短常见航空用衬套产品的研发进程，同时适用于其他类型的转动副。

本发明所提出的一种适用于转动副的控温摩擦磨损试验机，其特征在于，所述试验机包括基座，基座表面承载有

装夹模块，包括开口的隔热箱，隔热箱内设置可加热的夹具；隔热箱两侧分别设置作用于夹具的

径向的载荷加载模块，包括加载电机，其通过膜片联轴器驱动丝杠滑台的滑块，所述滑块表面设置直线轴承及轴座，径向载荷杆穿过直线轴承，表面设置压力载荷弹簧及力传感器，其一端与径向载荷输入轴连接；以及位于装夹模块一端的

轴向驱动测量模块，包括驱动电机，其输出轴上设置扭矩传感器并通过膜片联轴器连接驱动输入轴；和位于装夹模块另一端的

轴向的载荷加载模块，包括位移加载电机及进入导轨隔热箱的导轨，所述位移加载电机通过凸轮驱动导轨上的滑块，轴向输入轴连接于滑块表面。

径向的载荷加载模块的电机通过丝杠滑台模组平稳控制直线轴承座左右运动，压缩拉力载荷弹簧实现对径向载荷输入轴的拉力载荷施加。力传感器输出载荷数值与数据采集卡，电控模块通过数据采集卡读取实时载荷信息，并以此为依据驱动加载电机实现载荷控制。

而轴向驱动测量模块通过调节衬套夹具上的加热装置温度进行加热，使衬套稳定在某个温度下，之后再通过加载电机调节加载板位置，压缩弹簧并通过压力传感器实时测量使衬套处于稳定的径向受载。启动驱动电机进行衬套加速磨损试验。试验过程中通过改变加热装置温度可以进行升温，通过控制加载电机可以进行变加载。

进一步的，装夹模块内的夹具包括

一侧的转轴夹具，通过耐高温联轴器与驱动输入轴连接；

另一侧的衬套夹具，其一端连接轴向输入轴，另一端连接衬套及衬套调节装置，载荷座安装于衬套夹具外部，其一端连接微型轴套，径向载荷输入轴与所述微型轴套接触。

需要指出的是，转轴夹具和衬套夹具构成装夹模块。转轴夹具可以设置为圆柱形，有若干个不同直径的内孔，从小到大分布；转轴夹具侧壁开设内螺纹孔，用于紧定螺钉固定转轴，同时保证转轴轴心与旋转轴心的同轴度，适用于多种尺寸；