專利名稱：能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對高速回轉(zhuǎn)主軸進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)的裝置，特別是涉及一種 能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸同時實(shí)施主扭矩和振動扭矩載荷確定轉(zhuǎn)軸壽命的強(qiáng)度試驗(yàn) 裝置。
背景技術(shù)：
渦輪發(fā)動機(jī)、汽輪機(jī)等高速回轉(zhuǎn)機(jī)械的回轉(zhuǎn)主軸是這類機(jī)械最為重要的部 件，運(yùn)行中承受很大的多種載荷，如附圖3所示，要承受彎矩Mu、主扭矩Mk、 振動扭矩AMk、軸向力P等載荷，又由于其上分布有很多容易產(chǎn)生裂紋的臺階 和孔等應(yīng)力集中的部位，運(yùn)行中一旦發(fā)生裂紋就可能發(fā)生致命的斷軸后果，造成 人身傷亡和財產(chǎn)重大損失的惡性事故。由于在發(fā)動機(jī)試車臺架上不能模擬渦輪軸 運(yùn)行中的陀螺力矩和機(jī)動彎矩，因此地面試車無法對渦輪主軸實(shí)際運(yùn)行載荷進(jìn)行 模擬，而采用實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行壽命試驗(yàn)，不但成本巨大，而且危險極大。因此建造 能夠全面模擬渦輪軸在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下所承受的各種載荷的試驗(yàn)裝置，成為解決 軸類故障的關(guān)鍵。在發(fā)動機(jī)渦輪軸運(yùn)行過程中承受的彎矩Mu、主扭矩Mk、振 動扭矩AMk、軸向力P等載荷中，其中振動扭矩載荷AMk模擬比較困難，建造 能夠模擬渦輪軸在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下所承受的振動扭矩載荷AMk的試驗(yàn)裝置，是 所屬領(lǐng)域科技工作者共同面臨的急待解決的重大課題。
英國R.R公司研究開發(fā)出了一種高速回轉(zhuǎn)主軸強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，以求解決對高速回 轉(zhuǎn)主軸所承受的振動扭矩載荷AMk進(jìn)行模擬試驗(yàn)的問題。該試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)如 附圖4和附圖5所示。裝置的模擬試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，其主扭矩和反扭矩系統(tǒng)均采用由電 磁液壓伺服閥控制的液壓作動筒機(jī)構(gòu)組成一對力偶(液壓作動筒機(jī)構(gòu)即為由活塞 和活塞缸組成的缸塞機(jī)構(gòu))，振動扭矩則采用由電磁液壓伺服閥控制的液壓作動 筒機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的一個偏心擾動力所構(gòu)成，裝置的模擬試驗(yàn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在由底座、筒體 和頂蓋構(gòu)成的裝置機(jī)殼內(nèi)。但該裝置并不能夠很好地解決模擬高速回轉(zhuǎn)主軸所承受的振動扭矩載荷AMk問題。這是由于，反扭矩系統(tǒng)采用由電磁液壓伺服閥控 制的液壓作動簡機(jī)構(gòu)組成一對力偶為反扭矩，在2個主扭液壓作動筒機(jī)構(gòu)對測試 回轉(zhuǎn)主軸實(shí)施了主扭矩后，構(gòu)成反扭矩系統(tǒng)的2個液壓作動筒就成為了一個剛性 很強(qiáng)的系統(tǒng)，這時只能對測試回轉(zhuǎn)主軸施加正的+AMk扭^g載荷，而不能施加 負(fù)的-AMk扭矩載荷，如果此時對回轉(zhuǎn)主軸通過振扭作動筒施加振動扭矩載荷 △Mk就非常困難，主要是振動扭矩的振幅和振動頻率不能達(dá)到高速回轉(zhuǎn)主軸試 驗(yàn)需求，即不能很好有效地對測試回轉(zhuǎn)主軸施加振動扭矩載荷厶Mk。如要實(shí)現(xiàn) 對測試回轉(zhuǎn)主軸施加振動扭矩載荷AMk，則整個反扭矩系統(tǒng)需是一個彈性系統(tǒng)， 如果按常規(guī)設(shè)計，那么該裝置的結(jié)構(gòu)將十分復(fù)雜。因此，英國R.R公司研究開發(fā) 出的高速回轉(zhuǎn)主軸強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，由于其反扭系統(tǒng)沒有設(shè)計成為彈性系統(tǒng)，實(shí)際 上并沒有很好有效地解決對高速回轉(zhuǎn)主軸同時實(shí)施主扭矩和振動扭矩載荷的模 擬強(qiáng)度試驗(yàn)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的高速回轉(zhuǎn)主軸強(qiáng)度試驗(yàn)裝置存在的不足而提供 的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸同時實(shí)施主扭矩和振動扭矩載荷的試驗(yàn)裝置，旨在解決現(xiàn) 有技術(shù)的試驗(yàn)裝置不能很好有效地對高速回轉(zhuǎn)主軸實(shí)現(xiàn)主扭矩和振動扭矩復(fù)合 加載問題，不能很好有效地同時模擬高速回轉(zhuǎn)主軸在運(yùn)行過程中承受的主扭矩載 荷和振動扭矩載荷，其次解決現(xiàn)有技術(shù)的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、故障 率高等問題。
本實(shí)用新型旨在解決的技術(shù)問題，可通過具有以下技術(shù)方案的高速回轉(zhuǎn)主軸
強(qiáng)度試驗(yàn)裝置來實(shí)現(xiàn)
一種能夠?qū){速回轉(zhuǎn)主軸同時實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝置，主要包括 裝置機(jī)架，與安裝在機(jī)架上的回轉(zhuǎn)主軸固定聯(lián)結(jié)的主扭臂和反扭臂，支承端固定 于裝置機(jī)架上而運(yùn)動端與扭臂為鉸聯(lián)接的作用力構(gòu)成主扭力偶的至少一對主扭 作動筒機(jī)構(gòu)、作用力構(gòu)成振動扭力偶的至少一對振動作動筒機(jī)構(gòu)和反作用力構(gòu)成 反扭力偶的至少一對反扭作動機(jī)構(gòu)，以及控制作動筒機(jī)構(gòu)運(yùn)動的液壓伺服系統(tǒng)， 所說的反扭作動機(jī)構(gòu)為彈性反扭作動機(jī)構(gòu)。
在上述強(qiáng)度試驗(yàn)裝置技術(shù)方案中，所說的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)可以是由氣壓彈性構(gòu)件構(gòu)成的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)，也可以是由反力彈簧構(gòu)成的彈性反扭作動機(jī) 構(gòu)。后一種結(jié)構(gòu)的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)施，優(yōu)先采用后一種 結(jié)構(gòu)的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)。反力彈簧彈性反扭作動機(jī)構(gòu)可以是由圓柱型反力彈簧 構(gòu)成的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)，也可以是由其他結(jié)構(gòu)的反力彈簧構(gòu)成的彈性反扭作動 機(jī)構(gòu)，優(yōu)先采用圓柱型反力彈簧彈性反扭作動機(jī)構(gòu)。
所說的圓柱型反力彈簧彈性反扭作動機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)可設(shè)計成主要包括機(jī)構(gòu)機(jī) 架、圓柱型反力彈簧和將反力彈簧安置在機(jī)構(gòu)機(jī)架內(nèi)的兩彈簧座，兩彈簧座中與 反扭臂作用聯(lián)接一端的彈簧座可相對于機(jī)構(gòu)機(jī)架軸向移動。所說的圓柱型反力彈 簧最好設(shè)計為兩根， 一根為彈簧鋼絲粗彈簧直徑大的大彈簧， 一根為彈簧鋼絲細(xì) 彈簧直徑小的小彈簧，大彈簧套置在小彈簧外。所說的機(jī)構(gòu)機(jī)架可設(shè)計為，包括 端部設(shè)計有螺紋的機(jī)架結(jié)構(gòu)螺桿、座板和蓋板，座板上設(shè)計有彈簧座和與機(jī)架結(jié) 構(gòu)螺桿端部螺紋匹配的安裝螺紋孔，蓋板上設(shè)計有可動彈簧座軸頸可在其內(nèi)軸向 滑動的安裝孔和與機(jī)架結(jié)構(gòu)螺桿匹配的安裝孔，機(jī)架結(jié)構(gòu)螺桿穿過蓋板上的安裝 孔與座板上的安裝螺紋孔螺紋聯(lián)結(jié)，組裝形成機(jī)構(gòu)機(jī)架。當(dāng)然也可設(shè)計成其他結(jié) 構(gòu)形式，如以筒體代替機(jī)架結(jié)構(gòu)螺桿的筒狀機(jī)架形式。構(gòu)成機(jī)構(gòu)機(jī)架的蓋板，可 在其軸頸安裝孔內(nèi)設(shè)置一裝配軸頸套，可動彈簧座軸頸通過裝配軸頸套安裝在蓋 板安裝孔內(nèi)，且軸頸套上設(shè)計加工有潤滑油槽。構(gòu)成機(jī)構(gòu)機(jī)架的座板，其與機(jī)架 結(jié)構(gòu)螺桿端部螺紋匹配的安裝螺紋孔最好為貫通孔，以便于對反力彈簧的反作用 力進(jìn)行調(diào)整。
在上述所述試驗(yàn)裝置的技術(shù)方案中，所說的主扭作動筒機(jī)構(gòu)、振動作動筒機(jī)
構(gòu)和反扭作動機(jī)構(gòu)最好都為對稱設(shè)置的2個，2個振動作動筒機(jī)構(gòu)和2個反扭作 動機(jī)構(gòu)分別與同一反扭臂鉸聯(lián)接。
在上述試驗(yàn)裝置技術(shù)方案中，所說的裝置機(jī)架為龍門式結(jié)構(gòu)，由基座、兩個 墻式立柱和橫梁構(gòu)成，主扭作動筒機(jī)構(gòu)、振扭作動筒機(jī)構(gòu)和反扭作動機(jī)構(gòu)的支承 端固定安裝在立柱上，被測回轉(zhuǎn)軸豎向安裝在基座上。
在上述試驗(yàn)裝置技術(shù)方案中，所說的試驗(yàn)裝置還設(shè)置有彎矩加載機(jī)構(gòu)和軸向 力加載機(jī)構(gòu)，彎矩加載機(jī)構(gòu)通過彎矩加載軸與回轉(zhuǎn)軸測試件聯(lián)結(jié)，軸向力加載機(jī) 構(gòu)直接與回轉(zhuǎn)軸測試件聯(lián)結(jié)。
本實(shí)用新型還采取了其他一些技術(shù)措施。
6本實(shí)用新型提供的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸同時實(shí)施主扭矩和振動扭矩載荷的 強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，其工作過程原理為對稱安置在裝置機(jī)架上的主扭作動筒機(jī)構(gòu)， 在液壓伺服系統(tǒng)控制下進(jìn)行動作，產(chǎn)生一對力偶，此力偶通過固定于測試高速回 轉(zhuǎn)主軸上的主扭臂和反扭臂作用到彈性反扭作動機(jī)構(gòu)上，使構(gòu)成反扭彈性機(jī)構(gòu)的 彈性構(gòu)件被壓縮，從而使對稱設(shè)置的彈性反扭機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一對反向力偶，進(jìn)而通過 主扭臂和反扭臂向高速回轉(zhuǎn)主軸測試件施加如圖3中所示的主扭矩Mk。當(dāng)對稱
設(shè)置的振動扭矩作動筒在液壓伺服系統(tǒng)控制下以一定的頻率(一般不高于15Hz) 和振幅(即AMk)施加高頻振動力偶時，由于反扭作動機(jī)構(gòu)具有彈性，從而使 得反扭臂產(chǎn)生高頻振動，將振動作動筒與反扭作動機(jī)構(gòu)之間形成的高頻振動扭矩 施加在高速回轉(zhuǎn)主軸測試件上，即通過反扭臂對高速回轉(zhuǎn)主軸測試件施加了高頻 振動扭矩，也就是在對高速回轉(zhuǎn)主軸測試件在施加了主扭矩的基礎(chǔ)上又疊加實(shí)施 了高頻振動扭矩。試驗(yàn)裝置中的主扭作動筒和振動扭矩作動筒的運(yùn)動動力都是由 液壓站提供的壓力油通過電磁液壓伺服閥控制提供。
本實(shí)用新型將高速回轉(zhuǎn)主軸試驗(yàn)裝置的反扭系統(tǒng)設(shè)計為獨(dú)特的彈性系統(tǒng)，突 破了現(xiàn)有技術(shù)的高速回轉(zhuǎn)主軸試驗(yàn)裝置的扭矩加載傳統(tǒng)模式，成功地解決了對高 速回轉(zhuǎn)主軸試件實(shí)施綜合扭矩加載的技術(shù)難題，使得試驗(yàn)裝置能夠完全、真實(shí)地 模擬高速回轉(zhuǎn)主軸運(yùn)行過程承受的主扭矩載荷和高頻振動扭矩載荷，且試驗(yàn)裝置 扭矩載荷加載準(zhǔn)確度高，完全能夠滿足高速回轉(zhuǎn)主軸扭矩疲勞試驗(yàn)的要求，實(shí)現(xiàn) 高速回轉(zhuǎn)主軸在試驗(yàn)裝置上就可以進(jìn)行確定壽命的試驗(yàn)?zāi)康?，推進(jìn)了高速回轉(zhuǎn)軸 試驗(yàn)裝置的技術(shù)進(jìn)步。此外，在本實(shí)用新型提供的高速回轉(zhuǎn)主軸試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ) 上再增設(shè)彎矩加載機(jī)構(gòu)和軸向力加載機(jī)構(gòu)，試驗(yàn)裝置就能夠完全真實(shí)地模擬高速 回轉(zhuǎn)主軸運(yùn)行狀態(tài)下所承受的各種載荷，對高速回轉(zhuǎn)主軸運(yùn)行狀態(tài)下所承受的各 種載荷進(jìn)行全面試驗(yàn)。
本實(shí)用新型提供的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的強(qiáng)度試驗(yàn) 裝置，與現(xiàn)有技術(shù)的高速回轉(zhuǎn)主軸試驗(yàn)裝置相比，除了上面所說的本實(shí)用新型能 夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸同時實(shí)施主扭矩和振動扭矩，完全、真實(shí)地模擬高速回轉(zhuǎn)主軸 運(yùn)行過程承受的綜合扭矩載荷外，概括起來還具有以下技術(shù)優(yōu)勢和積極效果-
1、制造成本低。本實(shí)用新型的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)的制造成本較之由電磁液 壓伺服閥控制的反扭作動筒機(jī)構(gòu)的制造成本大大降低，其制造成本一套只需數(shù)千元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于后者制造成本的5—6萬元。另外，本實(shí)用新型的裝置機(jī)架，其結(jié) 構(gòu)較之現(xiàn)有技術(shù)試驗(yàn)裝置的機(jī)架，結(jié)構(gòu)更為簡單，制造也更為容易，制造成本也 更為低，即本實(shí)用新型的制造成本低。
2、 使用壽命長。構(gòu)成本實(shí)用新型彈性反扭作動機(jī)構(gòu)的反力彈簧采用優(yōu)質(zhì)鋼 材制造，耐用性極強(qiáng)，而且在使用過程中幾乎沒有磨損，因此使用壽命長，設(shè)計 人在裝置的試制過程中，對一個型號的數(shù)十根軸進(jìn)行試驗(yàn)，未更換過彈簧構(gòu)件。 而采用作動筒和電磁液壓伺服閥技術(shù)的反扭系統(tǒng)，其故障率很高，主要原因是作 動筒在高頻往復(fù)運(yùn)動過程中磨損嚴(yán)重，易損壞，另外由于原理性設(shè)計缺陷，使電 磁液壓伺服閥處于不合理的工作狀態(tài)，極易造成損壞， 一旦更換，則需要耗費(fèi)數(shù) 萬元。
3、 維修工作量小。本實(shí)用新型的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)在試驗(yàn)過程中幾乎不需 要進(jìn)行維修，可以保證疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)的進(jìn)度要求，而采用作動筒和電磁液壓伺服 閥技術(shù)的反扭系統(tǒng)則經(jīng)常需要停機(jī)維修，無法保證試驗(yàn)進(jìn)度的要求，更難以對批 量軸進(jìn)行大規(guī)模的疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)。
4、 加載精度高。構(gòu)成本實(shí)用新型的反扭作動機(jī)構(gòu)彈性構(gòu)件的反力彈簧采用 優(yōu)質(zhì)鋼材制造，具有優(yōu)良的力學(xué)重復(fù)性能，與精度為0.1%的拉壓力傳感器配合 使用，可使扭矩加載精度達(dá)到2%以上。而采用作動筒和電磁液壓伺服閥技術(shù)的 反扭系統(tǒng)加載精度只能達(dá)到5% 。
5、 適應(yīng)疲勞試驗(yàn)所需要的大載荷，多循環(huán)試驗(yàn)需求。對一根高速回轉(zhuǎn)主軸
進(jìn)行疲勞壽命試驗(yàn)， 一般需要進(jìn)行104次低循環(huán)和107次高循環(huán)，如每天進(jìn)行
12小時試驗(yàn)，在試驗(yàn)裝置基本無故障的情況下，完成一根軸的試驗(yàn)約需要一個 月的時間。本實(shí)用新型因使用壽命長，設(shè)備維修的工作量小，故可以適應(yīng)批量軸 疲勞試驗(yàn)的需求。而采用作動筒和電磁液壓伺服閥技術(shù)的反扭系統(tǒng)的試驗(yàn)裝置， 由于故障率高，維修困難，進(jìn)行一根軸的疲勞試驗(yàn)最少需要三個月以上的時間。 因此只能進(jìn)行少量軸的研究性試驗(yàn)，不能滿足批量軸的疲勞壽命試驗(yàn)需求。
6、 試驗(yàn)裝置的利用率高。由于本實(shí)用新型具有上述多項(xiàng)優(yōu)越性能，使得試 驗(yàn)裝置的利用率很高，能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸批量進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。設(shè)計人曾用本實(shí) 用新型的試驗(yàn)裝置對幾個型號的發(fā)動機(jī)渦輪軸進(jìn)行過批量軸的疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)，而 采用作動筒和電磁液壓伺服閥技術(shù)的反扭系統(tǒng)的試驗(yàn)裝置只進(jìn)行過少量研究性
8試驗(yàn)，設(shè)備利用率極低。

圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)示意圖。 圖3是發(fā)動機(jī)渦輪軸疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)載荷譜圖。 圖4是現(xiàn)有技術(shù)的試驗(yàn)裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是現(xiàn)有技術(shù)的試驗(yàn)裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
在上述附圖中，各圖識標(biāo)號的標(biāo)識對象為l裝置機(jī)架；2彎矩加載機(jī)構(gòu)； 3彎矩加載軸；4主扭作動筒機(jī)構(gòu)；6振動扭矩作動筒機(jī)構(gòu)；6彈性反扭作動機(jī)構(gòu)； 7主扭臂；8高速回轉(zhuǎn)主軸試驗(yàn)件；9反扭臂；10軸向力加載機(jī)構(gòu)；11座板； 12反力大彈簧；13反力小彈簧；14機(jī)架結(jié)構(gòu)螺桿；15可動彈簧座；16蓋板， 17潤滑油槽。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明給出本實(shí)用新型的實(shí)施例，并通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作 進(jìn)一步的說明，以便于更加容易地理解本實(shí)用新型。但需要特別指出的是，本實(shí) 用新型的具體實(shí)施方式
不限于下面實(shí)施例所描述的形式，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在 不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，還可很容易地設(shè)計出其他的具體實(shí)施方式
，因此不 應(yīng)將下面給出的具體實(shí)施方式
的實(shí)施例理解為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，將本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍限制在所給出的實(shí)施例。
實(shí)施例l
本實(shí)施例提供的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝置，其
結(jié)構(gòu)如附圖1中所示，由裝置機(jī)架l，主扭臂7，反扭臂9，作用力構(gòu)成主扭力 偶的2個主扭作動筒機(jī)構(gòu)4,作用力構(gòu)成振動扭力偶的2個振動作動筒機(jī)構(gòu)5， 反作用力構(gòu)成反扭力偶的2個彈簧反扭作動機(jī)構(gòu)6，以及由4個電磁液壓伺服閥 分別控制4個作動筒機(jī)構(gòu)的液壓伺服系統(tǒng)構(gòu)成。2個主扭作動筒機(jī)構(gòu)、2個振動 作動筒機(jī)構(gòu)和2個彈簧反扭作動機(jī)構(gòu)均為對稱設(shè)置。裝置機(jī)架l為龍門式結(jié)構(gòu)，由基座、兩個墻式立柱和橫梁構(gòu)成，主扭臂7和反扭臂9與垂直安裝在裝置機(jī)架 基座上的回轉(zhuǎn)主軸8固定聯(lián)結(jié)，2個主扭作動筒機(jī)構(gòu)、2個振動作動筒機(jī)構(gòu)和2 個彈簧反扭作動機(jī)構(gòu)的支承端分別固定于裝置機(jī)架1的兩個墻式立柱上，2個 主扭作動筒機(jī)構(gòu)的運(yùn)動端與主扭臂鉸聯(lián)接，2個振動作動筒機(jī)構(gòu)和2個彈簧反扭 作動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動端都與反扭臂鉸聯(lián)接。所述彈簧反扭作動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如附圖2 所示，由機(jī)構(gòu)機(jī)架、圓柱型反力彈簧和將反力彈簧安置在機(jī)構(gòu)機(jī)架內(nèi)的兩彈簧座 構(gòu)成，兩彈簧座中與反扭臂作用聯(lián)接一端的彈簧座15可相對于機(jī)構(gòu)機(jī)架軸向移 動，圓柱型反力彈簧有兩根， 一根為彈簧鋼絲粗彈簧直徑大的大彈簧12， 一根 為彈簧鋼絲細(xì)彈簧直徑小的小彈簧13，大彈簧套置在小彈簧外。所說的機(jī)構(gòu)機(jī) 架由4根端部設(shè)計有螺紋的機(jī)架結(jié)構(gòu)螺桿14、座板11和蓋板16構(gòu)成，座板上 設(shè)計加工有安裝大小兩彈簧的兩彈簧座，和4個與機(jī)架結(jié)構(gòu)螺桿端部螺紋匹配的 安裝貫通螺紋孔，蓋板16中央設(shè)計有可動彈簧座軸頸安裝孔，和與機(jī)架結(jié)構(gòu)螺 桿匹配的4個安裝孔，可動彈簧座軸頸通過軸頸套安裝在蓋板上的安裝孔內(nèi)，可 動彈簧座軸頸可在軸頸套內(nèi)軸向滑動，蓋板和軸頸套設(shè)計加工有相通的潤滑油槽 17，機(jī)架結(jié)構(gòu)螺桿穿過蓋板上的安裝孔與座板上貫通的安裝螺紋孔螺紋聯(lián)結(jié)，組 裝形成機(jī)構(gòu)機(jī)架。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝置， 結(jié)構(gòu)如附圖1和附圖2所示，其構(gòu)成與實(shí)施例1基本相同，所不同的是，在實(shí) 施例1的基礎(chǔ)上試驗(yàn)裝置增設(shè)了彎矩加載機(jī)構(gòu)2和軸向力加載機(jī)構(gòu)10,彎矩加 載機(jī)構(gòu)通過彎矩加載軸3與回轉(zhuǎn)軸測試件聯(lián)結(jié)，軸向力加載機(jī)構(gòu)直接作用于回轉(zhuǎn) 軸測試件。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1均相同。本實(shí)施例的試驗(yàn)裝置，除了能夠完全真 實(shí)地模擬髙速回轉(zhuǎn)主軸運(yùn)行狀態(tài)下所承受的主扭矩載荷和高頻振動載荷外，還可 模擬彎矩載荷和軸向載荷，可對高速回轉(zhuǎn)主軸運(yùn)行狀態(tài)下所承受的各種載荷進(jìn)行 全面試驗(yàn)。
權(quán)利要求1、一種能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝置，主要包括裝置機(jī)架，與安裝在機(jī)架上的回轉(zhuǎn)主軸固定聯(lián)結(jié)的主扭臂和反扭臂，支承端固定于裝置機(jī)架上而運(yùn)動端與扭臂為鉸聯(lián)接的作用力構(gòu)成主扭力偶的至少一對主扭作動筒機(jī)構(gòu)、作用力構(gòu)成振動扭力偶的至少一對振動作動筒機(jī)構(gòu)和反作用力構(gòu)成反扭力偶的至少一對反扭作動機(jī)構(gòu)，以及控制作動筒機(jī)構(gòu)運(yùn)動的液壓伺服系統(tǒng)，其特征在于所說的反扭作動機(jī)構(gòu)為彈性反扭作動機(jī)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝置，其特征在于所說的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)為由反力彈簧構(gòu)成的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝 置，其特征在于所說的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)為由圓柱型反力彈簧構(gòu)成的彈性反扭作動 機(jī)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝 置，其特征在于所說的彈性反扭作動機(jī)構(gòu)主要包括機(jī)構(gòu)機(jī)架、圓柱型反力彈簧和將 反力彈簧安置在機(jī)構(gòu)機(jī)架內(nèi)的兩彈簧座，兩彈簧座中與反扭臂作用聯(lián)接一端的彈簧 座可相對于機(jī)構(gòu)機(jī)架軸向移動。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝 置，其特征在于所說的IH柱型反力彈簧有兩根，彈簧鋼絲粗彈簧直徑大的大彈簧套 置在彈簧鋼絲細(xì)彈簧直徑小的小彈簧外。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝 置，其特征在于所說的機(jī)構(gòu)機(jī)架包括端部設(shè)計有螺紋的機(jī)架結(jié)構(gòu)螺桿、座板和蓋板， 座板上設(shè)計有彈簧座和與螺桿端部螺紋匹配的機(jī)架組裝螺紋孔，蓋板上設(shè)計有可動 彈簧座軸頸可在其內(nèi)軸向滑動的安裝孔和機(jī)架組裝孔，螺桿穿過蓋板上的機(jī)架組裝 孔與座板上的機(jī)架組裝螺紋孔螺紋聯(lián)結(jié)，組裝成機(jī)構(gòu)機(jī)架。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝 置，其特征在于可動彈簧座軸頸通過裝配軸頸套安裝在蓋板裝配孔內(nèi)，軸頸套上設(shè) 計加工有潤滑油槽。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝置，其特征在于試驗(yàn)裝置還設(shè)置有彎矩加載機(jī)構(gòu)和軸向力加載機(jī)構(gòu)，彎矩加載機(jī)構(gòu) 通過彎矩加載軸與回轉(zhuǎn)軸測試件聯(lián)結(jié)，軸向力加載機(jī)構(gòu)直接與回轉(zhuǎn)軸測試件聯(lián)結(jié)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭 矩和振動扭矩的試驗(yàn)裝置，其特征在于所說的主扭作動筒機(jī)構(gòu)、振動作動筒機(jī)構(gòu)和 反扭作動機(jī)構(gòu)均為對稱設(shè)置的2個，振動作動筒機(jī)構(gòu)和反扭作動機(jī)構(gòu)分別與同一反 扭臂鉸聯(lián)接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩的試驗(yàn) 裝置，其特征在于所說的裝置機(jī)架為龍門式結(jié)構(gòu)，由基座、兩個墻式立柱和橫梁構(gòu) 成，主扭作動筒機(jī)構(gòu)、副作動筒機(jī)構(gòu)和反扭作動機(jī)構(gòu)支承端固定安裝在立柱上，被 測回轉(zhuǎn)軸豎向安裝在基座上。
專利摘要本實(shí)用新型是一種能夠?qū)Ω咚倩剞D(zhuǎn)主軸實(shí)施主扭矩和振動扭矩載荷的強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)主要包括裝置機(jī)架，與安裝在機(jī)架上的回轉(zhuǎn)主軸固定聯(lián)結(jié)的主扭臂和反扭臂，支承端固定于裝置機(jī)架上而運(yùn)動端與扭臂為鉸聯(lián)接的作用力構(gòu)成主扭力偶的至少一對主扭作動筒機(jī)構(gòu)、作用力構(gòu)成振動扭力偶的至少一對振動作動筒機(jī)構(gòu)和反作用力構(gòu)成反扭力偶的至少一對彈性反扭作動機(jī)構(gòu)，以及控制作動筒機(jī)構(gòu)運(yùn)動的液壓伺服系統(tǒng)。本實(shí)用新型突破了現(xiàn)有技術(shù)高速回轉(zhuǎn)主軸試驗(yàn)裝置扭矩加載模式，能夠完全、真實(shí)地模擬高速回轉(zhuǎn)主軸運(yùn)行過程承受的主扭矩和振動扭矩載荷，解決了主扭矩和振動扭矩復(fù)合加載難的問題。本實(shí)用新型還具有加載精度高、制造成本低、維修工作量小和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01M13/00GK201262593SQ20082014051
公開日2009年6月24日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者建 劉, 軍 周, 王春筍, 茍華忠, 鄭樹桐 申請人:成都發(fā)動機(jī)(集團(tuán))有限公司