專利名稱：航空發(fā)動機主軸軸承試驗機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于航空軸承檢測技術(shù)，主要涉及一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機。技術(shù)背景航空發(fā)動機主軸軸承是航空發(fā)動機的重要傳動組件，隨著航空工業(yè)的發(fā)展，航空發(fā)動機主軸軸承也一直在完善與改進(jìn)，由最初的低轉(zhuǎn)速，低載荷到如今的高轉(zhuǎn)速，高載荷。航空發(fā)動機主軸軸承在航空發(fā)動機的運行中起著至關(guān)重要的作用，在航空發(fā)動機的工作過程中，航空發(fā)動機主軸軸承不但承受著高轉(zhuǎn)速、高載荷、同時還要在高溫度的環(huán)境中進(jìn)行長時間的運轉(zhuǎn)。為了提高航空發(fā)動機的工作質(zhì)量，首先要提高航空發(fā)動機主軸軸承的轉(zhuǎn)速、載荷性能參數(shù)。而目前尚無有設(shè)計合理的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機與較為科學(xué)、合理的試驗檢測方法，在一定程度上節(jié)制了航空發(fā)動機主軸軸承檢測與試驗進(jìn)度，從而制約了航空發(fā)動機主軸軸承性能參數(shù)的改進(jìn)與完善的步伐?，F(xiàn)有技術(shù)中航空發(fā)動機主軸軸承試樣機中的試驗機構(gòu)一般采用固定在床身上的傳動軸系，只能用于某個軸承尺寸內(nèi)試驗軸承的高轉(zhuǎn)速測試或高載荷測試，結(jié)構(gòu)較為單一，在一定程度上制約了航空發(fā)動機主軸軸承性能參數(shù)的改進(jìn)與完善的步伐。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提出一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機。本實用新型為完成上述實用新型目的采用如下技術(shù)方案一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，所述主軸軸承試驗機所具有的試驗機構(gòu)主要包括試驗軸承的懸臂支撐機構(gòu)、對試驗軸承施加變化的扭矩和大小交變的軸向、徑向加載機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)及用于對試驗軸承進(jìn)行加熱的加熱裝置和檢測采集裝置；所述的懸臂支撐機構(gòu)用于對試驗軸承定位并使試驗軸承懸臂式結(jié)構(gòu)位于試驗軸的一端，構(gòu)成試驗軸承的內(nèi)、外圈之間可相對旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)；驅(qū)動機構(gòu)所具有的電主軸與傳動機構(gòu)中的傳動軸相連，所述的傳動軸與試驗軸承的試驗軸相連，構(gòu)成所述的試驗軸承隨電主軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)；所述的傳動軸為兩種，其中一種傳動軸用于試驗軸承的低載荷高轉(zhuǎn)速的測試，試驗軸承的直徑范圍為IOOmm以下的軸承；轉(zhuǎn)速范圍為25000rpm以上；另一種傳動軸用于試驗軸承的高載荷低轉(zhuǎn)速的測試，用于試驗軸承的直徑范圍為100_以上的軸承，轉(zhuǎn)速范圍為25000rpm以下軸承。在所述傳動軸的一端設(shè)置有呈懸臂式結(jié)構(gòu)的試驗軸承，即將試驗軸承安裝在加載外套內(nèi)，試驗軸承的內(nèi)圈固定在試驗軸上,試驗軸連接在傳動軸的端面上,通過傳動軸使試驗軸承的內(nèi)圈做與實際工況轉(zhuǎn)速相一致的旋轉(zhuǎn)，來保證試驗時所需的轉(zhuǎn)速。所述的軸向、徑向加載機構(gòu)中的軸向加載結(jié)構(gòu)包括軸向加載油缸、與軸向加載油缸連接的軸向加載桿；所述的軸向加載桿與試驗軸承壓蓋接觸實現(xiàn)軸向加載；所述的徑向加載結(jié)構(gòu)包括徑向加載油缸、與徑向加載油缸連接的桿端關(guān)節(jié)軸承；所述的桿端關(guān)節(jié)軸承與連接在加載外套上的加載叉連接實現(xiàn)徑向加載；所述的軸向加載油缸、徑向加載油缸固定在試驗機的床身上并可調(diào)整位置。所設(shè)置的用于對試驗軸承進(jìn)行加熱的加熱裝置串聯(lián)在試驗軸承的潤滑油路上，用以實現(xiàn)試驗軸承的加熱與潤滑。所述的檢測采集裝置包括溫度傳感器和振動傳感器，其中所述的溫度傳感器位于試驗軸承非旋轉(zhuǎn)外圈的加載套上；所設(shè)置的振動傳感器固定在試驗軸承非旋轉(zhuǎn)外圈的加載套上。本實用新型提出的一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機通過兩套試驗機構(gòu)的三組傳動軸增大了本試驗機試驗軸承的測試范圍，試驗軸承在試驗時呈懸臂式結(jié)構(gòu)，內(nèi)圈隨電主軸轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動的同時，同時或分別施加軸向載荷和徑向載荷并使軸向載荷和徑向載荷施加于試驗軸承的外圈上；同時還可以通過串聯(lián)在試驗軸承潤滑油路上的加熱裝置對試驗軸承進(jìn)行潤滑和加熱，并通過潤滑系統(tǒng)噴射到試驗軸承上模擬出航空發(fā)動機主軸軸承的實際工況進(jìn)行試驗；在試驗軸承外圈加載外套上放置振動與溫度傳感器，溫度傳感器與試驗軸承外圈相接觸，采集試驗軸承在試驗時的工況數(shù)據(jù)，采集的溫度、振動等信號數(shù)據(jù)送往計算機，由計算機進(jìn)行分析判斷，作出診斷，具有檢測真實準(zhǔn)確的特點。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型中懸臂支撐機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型中傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型中軸向、徑向加載機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、床身，2、電主軸，3、電主軸鑄件箱，4、傳動連接盤，5、傳動軸，6、封油環(huán)，7、中間隔套，8、傳動鑄件箱，9、軸承襯套，10、支撐軸承，11、試驗軸，12、試驗軸承壓蓋，13、鎖緊螺母，14、加載外套，15、試驗軸承，16、軸向加載桿，17、第一壓力傳感器,18、軸向加載油缸，19、弱電箱，20、桿端關(guān)節(jié)軸承，21、第二壓力傳感器，22、徑向加載油缸，23、加熱裝置。
具體實施方式
結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型加以說明；如圖1所示，一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，所述主軸軸承試驗機所具有的試驗機構(gòu)主要包括試驗軸承15的懸臂支撐機構(gòu)、對試驗軸承15施加變化的扭矩和大小交變的軸向、徑向加載機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)及用于對試驗軸承進(jìn)行加熱的加熱裝置23和檢測采集裝置；所述的懸臂支撐機構(gòu)用于對試驗軸承15定位并使試驗軸承15懸臂式結(jié)構(gòu)位于試驗軸11的一端，構(gòu)成試驗軸承15的內(nèi)、外圈之間可相對旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)；驅(qū)動機構(gòu)所具有的電主軸2與傳動機構(gòu)中的傳動軸5相連，所述的傳動軸5與試驗軸承15的試驗軸11相連，構(gòu)成所述的試驗軸承15隨電主軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)；所述的傳動軸為兩種，其中一種傳動軸用于試驗軸承的低載荷高轉(zhuǎn)速的測試，用于試驗軸承的直徑范圍為IOOmm以下的軸承；轉(zhuǎn)速范圍為25000rpm以上的試驗軸承；另一種傳動軸用于試驗軸承的高載荷低轉(zhuǎn)速的測試，試驗軸承的直徑范圍IOOmm以上的軸承；轉(zhuǎn)速范圍轉(zhuǎn)速范圍為25000rpm以下。所述的試驗機構(gòu)為兩組，其中一組試驗機構(gòu)的傳動軸用于試驗軸承的直徑范圍IOOmm以下的軸承；轉(zhuǎn)速范圍轉(zhuǎn)速范圍為25000rpm以上；用于滿足軸承試驗時所需要的低轉(zhuǎn)速高載荷的另一組試驗機構(gòu)的傳動軸為固定結(jié)構(gòu)，用于試驗軸承的直徑范圍為100_以上的軸承；轉(zhuǎn)速范圍為25000rpm以下軸承的試驗。結(jié)合圖1、圖2，所述試驗軸承的懸臂支撐機構(gòu)具有用以將內(nèi)圈固定在試驗軸11上的鎖緊螺母13，試驗軸11連接在傳動軸5的端面上，所述的傳動軸5通過支撐軸承10支撐在試驗軸承內(nèi)；所述的試驗軸承15安裝在加載外套14內(nèi)，并由試驗軸承壓蓋12壓緊，從而構(gòu)成對試驗軸承的懸臂式結(jié)構(gòu)并使試驗軸承的內(nèi)圈隨電主軸2旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖3，所述驅(qū)動機構(gòu)的電機將動力傳遞給電主軸2，所述的電主軸2通過軟繩與傳動軸5連接,從而將轉(zhuǎn)速傳遞給傳動軸5,并由傳動軸帶動試驗軸承的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)；結(jié)合圖4，所述的軸向、徑向加載機構(gòu)中的軸向加載結(jié)構(gòu)包括軸向加載油缸、與軸向加載油缸連接的軸向加載桿18 ;軸向載荷是通過軸向加載油缸18推動活塞桿端的球頭加載桿16與試驗軸承的壓蓋12相接觸來實現(xiàn)的，加載中心并處于試驗軸的中心線上；所述的徑向加載結(jié)構(gòu)包括徑向加載油缸22、與徑向加載油缸22連接的桿端關(guān)節(jié)軸承20，徑向載荷是通過徑向加載油缸22活塞拉動徑向加載叉對加載外套14產(chǎn)生拉力，從而實現(xiàn)徑向加載,徑向加載垂直于試驗軸的軸線，加載中心并與試驗的中心一致；所述的軸向加載油缸18、徑向加載油缸22固定在試驗機的床身I上并可調(diào)整位置，即軸向與徑向加載油缸都固定在加載三角架上，加載三角架與床身的連接為T型螺栓連接，在床身上開有長條T型孔，便于對不同型號試驗軸承的軸向與徑向加載位置調(diào)節(jié)，保證加載的精度；所設(shè)置的用于對試驗軸承進(jìn)行加熱的加熱裝置串聯(lián)在試驗軸承的潤滑油路上，用以實現(xiàn)試驗軸承的加熱與潤滑；所設(shè)置的溫度傳感器位于試驗軸承非旋轉(zhuǎn)外圈的加載套上，直接與試驗軸承外圈接觸；所設(shè)置的振動傳感器固定在試驗軸承非旋轉(zhuǎn)外圈的加載套上，由磁鐵吸附上，對其振動信號進(jìn)行采集。所述加熱裝置為加熱箱。一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗方法，將試驗軸承15呈懸臂式支撐在傳動軸5的一端，即將試驗軸承15安裝在加載外套14內(nèi)，試驗軸承15的內(nèi)圈固定在試驗軸11上,試驗軸11連接在傳動軸5的端面上，構(gòu)成試驗軸承15的懸臂式結(jié)構(gòu)；通過傳動軸5使試驗軸承的內(nèi)圈做與實際工況轉(zhuǎn)速相一致的旋轉(zhuǎn)，來保證試驗時所需的轉(zhuǎn)速；傳動軸5帶動試驗軸承15的轉(zhuǎn)動是將電主軸2的轉(zhuǎn)速通過軟繩傳遞給傳動軸5實現(xiàn)；可分別或同時對試驗軸承15施加軸向載荷和徑向載荷；對試驗軸承15加載的軸向載荷是通過軸向加載油缸18、由連接在軸向加載油缸18上的軸向加載桿16與試驗軸承壓蓋12接觸實現(xiàn)；并在軸向加載油缸18與軸向加載桿16之間設(shè)置第一壓力傳感器17 ;對試驗軸承加載的徑向載荷是通過徑向加載油缸22、由連接在徑向加載油缸22上的桿端關(guān)節(jié)軸承20與連接在加載外套14上的加載叉連接實現(xiàn)；所述的軸向加載油缸18、徑向加載油缸22固定在試驗機的床身I上并可調(diào)整位置，從而將軸向加載負(fù)荷、徑向加載負(fù)荷加載至試驗軸承15的加載中心上；采用使試驗軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)、外圈加載的工況下進(jìn)行加熱的加熱裝置23串聯(lián)在試驗軸承15的潤滑油路上，潤滑油進(jìn)入加熱裝置內(nèi)，加熱后的潤滑油噴射在試驗軸承上，實現(xiàn)試驗軸承的加熱與潤滑；通過設(shè)置在試驗軸承非旋轉(zhuǎn)外圈的加載外套上的溫度傳感器，采集試驗軸承的溫度信號，通過設(shè)置在試驗軸承非旋轉(zhuǎn)外圈的加載外套上的振動傳感器，采集試驗軸承的振動信號，并將試驗軸承試驗時內(nèi)圈的轉(zhuǎn)速，所施加的軸向載荷、徑向載荷和在該試驗工況時的溫度信號、振動信號送至計算機，由計算機根據(jù)其試驗程序程序軟件對試驗軸承在實驗時的實際狀況進(jìn)行檢測、判斷。
權(quán)利要求1.一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機,所述主軸軸承試驗機所具有的試驗機構(gòu)主要包括試驗軸承(15)的懸臂支撐機構(gòu)、對試驗軸承(15)施加變化的扭矩和大小交變的軸向、徑向加載機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)及用于對試驗軸承(15)進(jìn)行加熱的加熱裝置(23)和檢測采集裝置；所述的懸臂支撐機構(gòu)用于對試驗軸承(15)定位并使試驗軸承懸臂式結(jié)構(gòu)位于試驗軸(11)的一端，構(gòu)成試驗軸承(15)的內(nèi)、外圈之間可相對旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)；驅(qū)動機構(gòu)所具有的電主軸(2)與傳動機構(gòu)中的傳動軸(5)相連，所述的傳動軸(5)與試驗軸承(15)的試驗軸相連，構(gòu)成所述的試驗軸承(15)隨電主軸(2)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)；其特征在于所述的傳動軸(5)為兩種，其中一種傳動軸用于試驗軸承的低載荷高轉(zhuǎn)速的測試，用于試驗軸承的直徑范圍IOOmm以下的軸承；轉(zhuǎn)速范圍為25000rpm以上；用于滿足軸承試驗時所需要的低轉(zhuǎn)速高載荷的另一種傳動軸為固定結(jié)構(gòu)，用于試驗軸承的直徑范圍為IOOmm以上的軸承，轉(zhuǎn)速范圍為25000rpm以下軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，其特征在于在所述傳動軸(5) 的一端設(shè)置有呈懸臂式結(jié)構(gòu)的試驗軸承(15)，即將試驗軸承(15)安裝在加載外套(14)內(nèi)， 試驗軸承(15)的內(nèi)圈固定在試驗軸(11)上，試驗軸(11)連接在傳動軸(5)的端面上，通過傳動軸(5)使試驗軸承的內(nèi)圈做與實際工況轉(zhuǎn)速相一致的旋轉(zhuǎn)，來保證試驗時所需的轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，其特征在于所述的軸向、徑向加載機構(gòu)中的軸向加載結(jié)構(gòu)包括軸向加載油缸(18)、與軸向加載油缸(18)連接的軸向加載桿(16);所述的軸向加載桿(16)與試驗軸承壓蓋(12)接觸實現(xiàn)軸向加載；所述的徑向加載結(jié)構(gòu)包括徑向加載油缸(22)、與徑向加載油缸(22)連接的桿端關(guān)節(jié)軸承(20);所述的桿端關(guān)節(jié)軸承(20)與連接在加載外套(14)上的加載叉連接實現(xiàn)徑向加載；所述的軸向加載油缸、徑向加載油缸固定在試驗機的床身上并可調(diào)整位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，其特征在于所設(shè)置的用于對試驗軸承進(jìn)行加熱的加熱裝置(23)串聯(lián)在試驗軸承的潤滑油路上，用以實現(xiàn)試驗軸承的加熱與潤滑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機主軸軸承試驗機，其特征在于所述的檢測采集裝置包括溫度傳感器和振動傳感器，其中所述的溫度傳感器位于試驗軸承非旋轉(zhuǎn)外圈的加載套上；所設(shè)置的振動傳感器固定在試驗軸承非旋轉(zhuǎn)外圈的加載套上。
專利摘要本實用新型屬于航空軸承檢測技術(shù)，提出的一種航空發(fā)動機主軸軸承試驗機所具有的試驗機構(gòu)主要包括試驗軸承(15)的懸臂支撐機構(gòu)、對試驗軸承(15)施加變化的扭矩和大小交變的軸向、徑向加載機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)及用于對試驗軸承(15)進(jìn)行加熱的加熱裝置(23)和檢測采集裝置；所述的傳動軸(5)為兩種，其中一種傳動軸用于試驗軸承的低載荷高轉(zhuǎn)速的測試，另一種傳動軸為固定結(jié)構(gòu)，用于試驗軸承的直徑范圍為100mm以上的軸承，轉(zhuǎn)速范圍為25000rpm以下軸承。本實用新型通過兩套試驗機構(gòu)的三組傳動軸增大了本試驗機試驗軸承的測試范圍。
文檔編號G01M13/04GK202886099SQ20112057853
公開日2013年4月17日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者王愛群, 孫巖, 呂曉燕, 張衛(wèi), 秦樂森, 孫文正, 錢軍, 王巍 申請人:洛陽工銘機電設(shè)備有限公司