[发明专利]偏置双摆动从动件浮动斜盘端面凸轮关节轴承高速试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种偏置双摆动从动件浮动斜盘端面凸轮关节轴承高速试验机。

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，本发明提供一种偏置双摆动从动件浮动斜盘端面凸轮关节轴承高速试验机。

该发明的高速旋转轴和双斜盘端面凸轮为动平衡结构，两个高速旋转轴的运动和载荷对称，极大地提高了整机的动态性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种偏置双摆动从动件浮动斜盘端面凸轮关节轴承高速试验机，包括滚动轴承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、联轴器、电机、试验关节轴承Ⅰ、Ⅱ、加载液压缸Ⅰ、Ⅱ、滑动轴承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，其特征是：支承在两个滚动轴承Ⅰ、Ⅱ上的高速旋转轴的一端通过联轴器与电机相连，在高速旋转轴中部的花键轴段上安装双斜盘端面凸轮；高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ支承在四个滚动轴承Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ上，高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ与试验关节轴承Ⅰ、Ⅱ、加载液压缸Ⅰ、Ⅱ、L形支架Ⅰ、Ⅱ以及C叉形摆动轴Ⅰ、Ⅱ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；高频摆动轴Ⅰ的另一端固联L形支架Ⅰ，L形叉架Ⅰ上的两个同轴线的轴承孔内安装滑动轴承Ⅰ、Ⅱ，滑动轴承Ⅰ、Ⅱ的轴承孔内安装C叉形摆动轴Ⅰ上部的圆柱体，并通过卡套Ⅰ使其轴向固定；C叉形摆动轴Ⅰ、Ⅱ最下端的四个短横轴上分别安装滚动轴承Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ，组成两组的滚动轴承Ⅶ、Ⅷ与Ⅸ、Ⅹ分别与双斜盘端面凸轮的斜盘端面相切。

所述高速旋转轴与双斜盘端面凸轮之间为周向固定连接，即两者间在圆周方向不能产生相对运动，但在轴向两者可自由相对运动。

所述双斜盘端面凸轮相对于过每个斜盘端面中间平面和高速旋转轴轴线两交点连线的中点并垂直于高速旋转轴轴线的平面对称，双斜盘端面凸轮的每个斜盘中间平面的法线与高速旋转轴轴线间夹角为α=5⁰～20⁰。

所述两个C叉形摆动轴Ⅰ、Ⅱ的结构相同，其形状为：上部是一段圆柱体，在圆柱体下端是一个轴线与圆柱体轴线间夹角θ=10⁰～20⁰的斜轴，斜轴下端是一根横轴，横轴两端分别有一根竖轴，每根竖轴的轴线均平行于上部圆柱体的轴线，在每根竖轴的最下端是一段与竖轴垂直的短横轴，该两个短横轴轴线彼此平行并与高速旋转轴轴线位于同一水平面内。

所述两个C叉形摆动轴Ⅰ、Ⅱ可相对于L形叉架Ⅰ、Ⅱ旋转，但不能轴向移动。

所述L形叉架Ⅰ、Ⅱ上的两个同轴线的轴承安装孔的轴线与高频摆动轴轴线共面且彼此垂直。

本发明与现有技术相比具有如下优点：1、本发明的高速旋转轴和双斜盘端面凸轮为动平衡结构，即在高速旋转轴和双斜盘端面凸轮转动过程中，离心惯性力和离心惯性力矩在高速旋转轴本身得到平衡，高速旋转轴的支承轴承不受离心惯性力和离心惯性力矩作用。2、双斜盘端面凸轮和与之接触的滚动轴承为滚动摩擦，摩擦力小、磨损轻。3、两个高速旋转轴的运动和载荷对称，极大地提高了整机的动态性能。4、双斜盘端面凸轮和与之接触的滚动轴承始终处于相切状态，故两者间的冲击小、噪音低。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

图1为偏置双摆动从动件浮动斜盘端面凸轮关节轴承高速试验机工作状态俯视剖面示意图；

图2为图1的A-A剖视示意图；