[发明专利]轴径向载荷共同作用下摇摆轴承摩擦特性测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴径向载荷共同作用下摇摆轴承摩擦特性测量装置及方法，应用于液体火箭摇摆发动机的摇摆轴承在径向、轴向载荷共同作用情况下，按一定摆角和频率运动的摩擦力矩测量。

背景技术

摇摆轴承是液体火箭摇摆发动机的关键部件，工作时要承受大吨位径向载荷、轴向载荷，并按一定频率进行小角度摆动。摆轴承的摩擦特性直接影响伺服驱动系统的负载和动态特性，乃至影响箭体的姿态控制精度，因此需要精确测量摇摆轴承在工作工况下的摩擦特性。受摇摆轴承结构形式和工作工况的影响，目前国内外轴承摩擦力矩主要通过旋转机械带动轴承旋转，测量旋转机械输出扭矩来测量轴承摩擦力矩，该方法只能测量轴承小量级径向载荷作用下的摩擦力矩，且轴承运动为整周转动，与火箭发动机摇摆轴承实际工作状态不同，因此不能用于液体火箭摇摆发动机摇摆轴承摩擦力矩测量。

发明内容

为解决现有摇摆轴承摩擦力矩测量装置的测量局限性，本发明提供一种摇摆轴承摩擦特性测量装置及方法。

本发明解决上述问题的技术解决方案：

一种轴径向载荷共同作用下摇摆轴承摩擦特性测量装置，其特殊之处在于：包括两个承载板、6个同规格的摇摆轴承，1个工艺轴及一个摇摆轴；

所述6个同规格的摇摆轴承包括2个被测试验轴承、2个工艺轴承及2个辅助轴承；

两个承载板沿竖直方向平行设置，工艺轴与摇摆轴沿两个承载板的高度方向由上而下水平设置，工艺轴的两端各通过1个所述的辅助轴承与对应端的承载板连接，摇摆轴的两端各通过1个所述的被测试验轴承与对应端的承载板连接，2个工艺轴承设置在摇摆轴的中间位置；

所述摇摆轴承摩擦特性测量装置还包括径向力加载组件、轴向力加载组件、摇摆驱动组件及测量组件；

所述径向力加载组件用于对被测试验轴承、工艺轴承及辅助轴承施加径向力，所述轴向力加载组件用于对被测试验轴承、辅助轴承施加轴向力，所述摇摆驱动组件用于对摇摆轴施加摇摆驱动力；

所述测量组件包括第一载荷传感器4、第二载荷传感器5、第三载荷传感器16、第四载荷传感器10、位移传感器11及扭矩测量传感器26，所述第一载荷传感器4设置用于测量左轴向载荷加载伺服油缸的输出力，所述第二载荷传感器5设置用于测量右轴向载荷加载伺服油缸的输出力，所述第三载荷传感器16用于测量径向载荷加载伺服油缸的输出力，所述第四载荷传感器10用于测量摇摆驱动伺服油缸的输出力，所述位移传感器11用于测量摇摆驱动伺服油缸的行程，

所述扭矩测量传感器26用于测量摇摆轴的输出扭矩。

以上为本发明的基本结构，基于该基本结构，本发明还作出以下优化限定：

上述径向力加载组件包括承力平台、径向载荷加载伺服油缸及搭建在承力平台上的承力架，

所述工艺轴的轴向中心通过上连接件与承力架的顶部连接，所述径向载荷加载伺服油缸通过下连接件与摇摆轴中心处的两个工艺轴承连接。所述径向加载伺服油缸下端固定在承力平台上。

上述轴向力加载组件包括左轴向载荷加载伺服油缸、右轴向载荷加载伺服油缸、左承力柱、右承力柱，所述左轴向载荷加载伺服油缸位于左侧的承力板的左侧，所述右轴向载荷加载伺服油缸位于右侧的承力板的右侧，所述左轴向载荷加载伺服油缸与右轴向载荷加载伺服油缸的施力方向位于同一水平直线，所述左轴向载荷加载伺服油缸的右端对左侧的承力板施加轴向拉力，所述右轴向载荷加载伺服油缸的左端对右侧的承力板施加轴向拉力，所述左承力柱与右承力柱固定设置在承载平台上，所述左轴向载荷加载伺服油缸的左端与左承力柱连接，所述右轴向载荷加载伺服油缸的右端与右承力柱连接。

上述摇摆驱动组件包括摆臂、摇摆驱动伺服油缸及固定底座，所述摆臂水平设置，所述固定底座位于承力平台上，所述摇摆驱动伺服油缸竖直设置在固定底座上，所述摆臂的一端与摇摆驱动伺服油缸的驱动端铰接，所述摆臂的另一端与摇摆轴固定连接。

上述径向载荷加载伺服油缸、左轴向载荷加载伺服油缸、右轴向载荷加载伺服油缸及摇摆驱动伺服油缸轴均为液压伺服油缸，轴向液压伺服油缸和径向液压伺服油缸为载荷闭环反馈控制，摇摆驱动液压伺服油缸为位移闭环反馈控制。

上述左右两个辅助轴承距离径向力加载组件加载轴线位置与左右两个被测试验轴承距离径向力加载组件加载轴线位置相等，径向加载伺服油缸载荷施加在两个工艺轴承上；

摇摆轴轴心和工艺轴轴心距离承载板上轴向加载点距离相等，轴向加载组件别对左右两个承载板施加大小相等、方向相反的水平向载荷。