专利名称：一种自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及轴承衬垫性能检测设备，尤其涉及一种自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台。
背景技术：
目前航空飞机正向着高速度、大载重量、航程远和机动性能好的方向发展，这就要求相关轴承具有更高性能和可靠性，而自润滑关节轴承是航空工业中一个关键部件，其性能的优劣对航空飞机的性能与安全具有重要的影响，自润滑关节轴承中衬垫材料的质量和摩擦学性能直接决定了自润滑关节轴承的性能和寿命。我国在高速轻载自润滑关节轴承的研究方面起步较晚，相关的研究水平和应用与国外相比还有一定的差距，同时，由于技术封锁，关键部件的关节轴承还大量依赖于进口， 有的甚至难于购到，如一些高速轻载用关节轴承，为此，我国目前正大力发展高速轻载自润滑关节轴承的研究和生产。衬垫是自润滑关节轴承研究发展中必须首先解决的问题，衬垫生产后，如何评价其摩擦学性能的优劣成为一个迫切需要解决的问题。目前，国内对衬垫性能的评价方法往往通过关节轴承台架试验，根据中国专利 200820058975. X公开的一种“高速径向往复摆动的试验机”，该实验机包括测试台，被测关节轴承嵌入设置于测试台上的装夹机构中，装夹机构的径向设有用于向关节轴承径向加载力的径向加载机构，关节轴承的轴向设有用于向关节轴承提供往复旋转驱动力的轴向加载机构，关节轴承台架试验是直接考核关节轴承的性能，虽然模拟了衬垫的使用状况，但是并不能直接评价衬垫的性能，关节轴承的性能不仅取决于衬垫的性能，还与轴承材料、加工和装配密切相关，因而出现问题后容易引起争议，不利于研究的进展。

发明内容
本发明的目的在于提供一种自润滑关节轴承衬垫摩擦学性能检测试验台，已解决现有关节轴承台架试验不能直接对关节轴承衬垫性能做出评价的状况。为了解决上述问题，本发明的技术方案为
一种自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，包括测试台，测试台上设有径向加载机构和轴向加载机构，所述的径向加载机构与轴向加载机构之间设置有摩擦副，所述的摩擦副包括用于在往复旋转驱动力作用下往复旋转的外周面为圆弧面的摩擦环或摩擦瓦片， 及用于传递沿所述摩擦环径向的加载力的摩擦环座，所述的摩擦环座具有与所述摩擦环或摩擦瓦片的外周的圆弧面对应旋转配合的内凹圆弧面，摩擦环座的内凹圆弧面与摩擦环或摩擦瓦片的外周的圆弧面之间设有用于待测衬垫装配的间隙，所述的轴向加载机构与主轴传动连接，所述的径向加载机构与摩擦环座传动连接。所述的摩擦副包括用于在往复旋转驱动力作用下往复旋转的外周面为圆弧面的摩擦环，所述的摩擦环沿其轴向开有锥孔，所述的摩擦副还包括用于在往复旋转驱动力作用下往复旋转的主轴，所述的主轴沿其轴向设有用于磨擦环的锥孔止旋配合的锥形工作
3段。所述的摩擦环由上下两块带有锥槽的对偶环通过法兰连接组成。所述的轴向加载机构为试验台上水平设置的摆动油缸，所述的摆动油缸包括动力输出端，所述的摆动油缸的动力输出端与摩擦副的主轴通过其间设置的传动轴传动连接， 所述的径向加载机构为沿竖直方向设置于摩擦套底座的下方的加载油缸，所述的试验台还包括用于向摆动油缸和加载油缸提供液压动力的液压系统。所述的试验台还包括用于控制主轴绕主轴的轴线往复摆动的计算机控制系统，所述的计算机控制系统通过液压系统与摆动油缸控制连接。所述的主轴的锥形工作段沿其轴向的两侧设有用于主轴转动装配的主轴支撑座。所述的加载油缸包括加载油缸活塞，所述的加载油缸由加载油缸活塞分为上工作区和下工作区，所述的上工作区和下工作区分别对应设有用于液压油进入的上进油口和下进油口。所述的试验台还包括用于调节试验温度的温控箱，所述的温控箱是由内外两层不锈钢壳体组成的长方形箱体，所述的内外两层不锈钢壳体之间填充有用于保温的氧化铝纤维棉，所述的温控箱的一个立壁上设有贯穿整个箱体的风道，所述的风道中设有制冷蒸发器、加热器和鼓风风扇，所述的鼓风风扇设置于制冷蒸发器和加热器相对靠外的一侧，所述的温控箱顶部设置有温控箱温度传感器。所述的试验台还包括用于检测工作状况的传感器，所述的传感器包括用于检测传动轴转动角度的角度传感器、用于检测衬垫温度的衬垫温度传感器和用于检测加载油缸负载的压力传感器，所述的角度传感器、衬垫温度传感器和压力传感器通过信号线连接于计算机控制系统上。
本发明产生的有益效果为检测时将被测衬垫置于摩擦环与摩擦环座之间的间隙中， 摩擦环在轴向加载力的带动下能够绕其轴线模拟多种角度和多种频率的往复摆动，摩擦环底座在径向加载力的作用下可以模拟多种不同的载荷工况，试验时取多组衬垫在同一工作状况下进行试验，整个试验过程不需要关节轴承的参与，可以避免由于轴承材料、加工和装配关系引起的误差直接得出衬垫的摩擦性能。


图1是本发明实施例的结构示意图； 图2是图1中I部分的放大图3是图1中摩擦副的结构示意图； 图4是图3的左视图； 图5是图3的俯视图； 图6是图1中主轴与摩擦环的装配示意图； 图7是衬垫装配示意图。
具体实施例方式实施例如图1-6所示该实验台包括测试台9，，所述的试验台9包括用于向主轴5提供往复旋转驱动力的轴向加载机构和用于向摩擦环座18提供径向加载力的径向加载机构，所述的摩擦副设置于轴向加载机构与径向加载机构之间，所述的摩擦副包括用于在往复旋转驱动力作用下往复旋转的外周面为圆弧面的摩擦环13，及用于传递沿所述摩擦环径向的加载力的摩擦环座18，所述的摩擦环座18具有与所述摩擦环外周的圆弧面对应旋转配合的内凹圆弧面，摩擦环座18的内凹圆弧面与摩擦环13外周的圆弧面之间设有用于待测衬垫20装配的间隙，所述的摩擦环沿其轴向开有锥孔17，所述的摩擦副还包括用于在往复旋转驱动力作用下往复旋转的主轴5，所述的主轴5沿其轴向设有用于磨擦环13的锥孔 17止旋配合的锥形工作段15，所述的摩擦环13由上下两块带有锥槽的对偶环通过法兰连接组成，在本发明的其它实施例中，所述的摩擦环13还可以是上端不封闭且用于在往复旋转驱动力作用下往复旋转的外周面为圆弧面的摩擦瓦片，所述的摩擦环座18具有与所述摩擦瓦片外周的圆弧面对应旋转配合的内凹圆弧面，摩擦环13也可以直接由光轴代替，摩擦环13与主轴还可以通过键配合止旋，所述的锥形工作段15沿其轴向的两侧设有用于主轴5转动装配的左主轴支撑座4和右主轴支撑座6，所述的主左轴支撑座4和右主轴支撑座6通过一支撑座12设置于测试台9上，在本实例中，所述的轴向加载机构为测试台9水平设置的摆动油缸3，所述的摆动油缸3包括动力输出端，所述的动力输出端与主轴5通过其间设置的传动轴11传动连接，所述的径向加载机构为沿竖直方向设置于摩擦套底座18 下方且与摩擦套底座18传动连接的加载油缸8，所述的加载油缸8包括加载油缸活塞，所述的加载油缸8由加载油缸活塞分为上工作区和下工作区，所述的上工作区和下工作区分别对应设有用于液压油进入的上进油口和下进油口，加载油缸活塞的上方设有活塞杆，液压力作用到活塞一端，推动活塞杆运动，直至与摩擦环座18接触，产生作用力，所述的试验台还包括用于向摆动油缸3和加载油缸8提供液压动力的液压系统2，液压系统2给出的压力油经伺服阀后由伺服阀的两个出油口分别连到加载油缸的上、下工作区，根据两工作区的压差大小得到不同的试验力，所述的试验台还包括用于调节试验温度的温控箱7，所述的温控箱7是由内外两层不锈钢壳体组成的长方形箱体，所述的内外两层不锈钢壳体之间填充有用于保温的氧化铝纤维棉，所述的温控箱的一个立壁上设有贯穿整个箱体的风道， 所述的风道中设有制冷蒸发器、加热器和鼓风风扇，所述的鼓风风扇设置于制冷蒸发器和加热器相对靠外的一侧，加热器是由电阻丝和陶瓷管等组成，试验时加热器加热，风扇由温控箱7上的设置的鼓风机驱动旋转，风扇旋转强制温控箱7内空气流动，使箱内温度均勻， 制冷蒸发器是一种复迭式压缩机制冷系统，所述的温控箱顶部设置有温控箱温度传感器， 该温控箱7可自由移动，而且在传动轴11和加载油缸8的对应位置处设有缺口，在进行室温条件下试验时不需加环境箱，可放置一边，当需做高、低温试验时将环境箱推至传动轴11 的锥形工作段5上，使得锥形工作段5的周围达到一个温度均勻的测试环境，所述的试验台还包括用于检测工作状况的传感器，所述的传感器包括用于检测传动轴11转动角度的角度传感器、用于检测衬垫20温度的衬垫温度传感器和用于检测加载油缸负载的压力传感器，所述的角度传感器、衬垫温度传感器和压力传感器通过信号线连接于计算机控制系统1 上，计算机控制系统1采用VB可执行程序控制，图中件21为用于液压系统2冷却的水冷系统，试验时，首先将衬垫20粘帖在摩擦环底座18的弧面处，经压实、晾干处理后，与摩擦环 13进行试验，可以取几件衬垫20试样在载荷不同，其它试验条件相同的情况下进行试验； 还可以取几件衬垫20试样在摆动频率不同，其它试验条件相同的情况下进行试验；还可以取几件衬垫20试样在环境温度不同，其它试验条件相同的情况下进行试验。
权利要求
1.一种自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，包括测试台，测试台上设有径向加载机构和轴向加载机构，其特征在于所述的径向加载机构与轴向加载机构之间设置有摩擦副，所述的摩擦副包括用于在往复旋转驱动力作用下往复旋转的外周面为圆弧面的摩擦环或摩擦瓦片，及用于传递沿所述摩擦环径向的加载力的摩擦环座，所述的摩擦环座具有与所述摩擦环或摩擦瓦片的外周的圆弧面对应旋转配合的内凹圆弧面，摩擦环座的内凹圆弧面与摩擦环或摩擦瓦片的外周的圆弧面之间设有用于待测衬垫装配的间隙，所述的轴向加载机构与主轴传动连接，所述的径向加载机构与摩擦环座传动连接。
2.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，其特征在于所述的摩擦副包括用于在往复旋转驱动力作用下往复旋转的外周面为圆弧面的摩擦环，所述的摩擦环沿其轴向开有锥孔，所述的摩擦副还包括用于在往复旋转驱动力作用下往复旋转的主轴，所述的主轴沿其轴向设有用于磨擦环的锥孔止旋配合的锥形工作段。
3.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，其特征在于所述的摩擦环由上下两块带有锥槽的对偶环通过法兰连接组成。
4.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，其特征在于所述的轴向加载机构为试验台上水平设置的摆动油缸，所述的摆动油缸包括动力输出端，所述的摆动油缸的动力输出端与摩擦副的主轴通过其间设置的传动轴传动连接，所述的径向加载机构为沿竖直方向设置于摩擦套底座的下方的加载油缸，所述的试验台还包括用于向摆动油缸和加载油缸提供液压动力的液压系统。
5.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，其特征在于所述的试验台还包括用于控制主轴绕主轴的轴线往复摆动的计算机控制系统，所述的计算机控制系统通过液压系统与摆动油缸控制连接。
6.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，其特征在于所述的主轴的锥形工作段沿其轴向的两侧设有用于主轴转动装配的主轴支撑座。
7.根据权利要求4所述的自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，其特征在于所述的加载油缸包括加载油缸活塞，所述的加载油缸由加载油缸活塞分为上工作区和下工作区，所述的上工作区和下工作区分别对应设有用于液压油进入的上进油口和下进油口。
8.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，其特征在于所述的试验台还包括用于调节试验温度的温控箱，所述的温控箱是由内外两层不锈钢壳体组成的长方形箱体，所述的内外两层不锈钢壳体之间填充有用于保温的氧化铝纤维棉，所述的温控箱的一个立壁上设有贯穿整个箱体的风道，所述的风道中设有制冷蒸发器、加热器和鼓风风扇，所述的鼓风风扇设置于制冷蒸发器和加热器相对靠外的一侧，所述的温控箱顶部设置有温控箱温度传感器。
9.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，其特征在于所述的试验台还包括用于检测工作状况的传感器，所述的传感器包括用于检测传动轴转动角度的角度传感器、用于检测衬垫温度的衬垫温度传感器和用于检测加载油缸负载的压力传感器，所述的角度传感器、衬垫温度传感器和压力传感器通过信号线连接于计算机控制系统上。
全文摘要
本发明涉及一种自润滑关节轴承衬垫摩擦性能检测试验台，包括测试台，测试台上设有径向加载机构和轴向加载机构，所述的径向加载机构与轴向加载机构之间设置有摩擦副，所述的摩擦副包括用于在往复旋转驱动力作用下往复旋转的外周面为圆弧面的摩擦环或摩擦瓦片，及用于传递沿所述摩擦环径向的加载力的摩擦环座，所述的摩擦环座具有与所述摩擦环或摩擦瓦片的外周的圆弧面对应旋转配合的内凹圆弧面，摩擦环座的内凹圆弧面与摩擦环或摩擦瓦片的外周的圆弧面之间设有用于待测衬垫装配的间隙，所述的轴向加载机构与主轴传动连接，所述的径向加载机构与摩擦环座传动连接，本发明解决了现有关节轴承台架试验不能直接对关节轴承衬垫性能做出评价的状况。
文档编号G01N19/02GK102156096SQ20111008661
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者上官宝, 张永振, 杜三明, 牛永平, 赵飞, 逄显娟 申请人:河南科技大学