本發(fā)明涉及軸類零件測試設備，具體地，涉及一種軸類零件疲勞試驗止扭裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種軸類零件疲勞測試設備。

背景技術：

軸類零件是工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中最常見的零件之一，特別是在如航空發(fā)動機等大型機械設備中，軸類零件得到廣泛應用，主要用于連接回轉部件并傳遞扭矩，同時平衡各級轉子因壓差產(chǎn)生的軸向力。軸類零件在工作過程中承受扭矩、軸向力、彎矩和離心力等載荷，因此在使用之前通常需要進行疲勞試驗，以確?？煽啃院桶踩?。

參照圖1所示，在航空發(fā)動機軸類零件高低周復合疲勞試驗中，可以通過加扭裝置(未示出)在被試軸1上施以大小相等、方向相反、但不共線的一對平行力f1、f2，以形成扭矩載荷。與此相對地，采用連接到安裝支架上的剛性二力桿(止扭裝置)在被試軸1上施以大小相等、方向相反、但不共線的一對平行力f3、f4，由此產(chǎn)生與加扭裝置產(chǎn)生的扭矩載荷方向相反的止扭力矩。然而，在該試驗過程中，二力桿產(chǎn)生的平行力f3、f4最終被安裝支架的約束力平衡，導致止扭裝置與被試軸1的變形不協(xié)調(diào)，產(chǎn)生的止扭力矩不夠準確。

在所述背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本發(fā)明的背景的理解。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術的至少一種缺陷，提供一種能夠準確施加所需止扭力矩的軸類零件疲勞試驗止扭裝置。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種軸類零件疲勞試驗止扭裝置，包括內(nèi)止扭板、外固定板以及在所述內(nèi)止扭板的周向均布的三個以上止扭油缸，該內(nèi)止扭板能夠同軸地與傳動連接于被試軸并向該被試軸施加止扭力矩；該外固定板固定設置并位于所述內(nèi)止扭板的徑向外側；所述止扭油缸的缸體和活塞桿中的一者連接于所述內(nèi)止扭板，另一者連接于所述外固定板。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述外固定板形成為環(huán)繞所述內(nèi)止扭板設置的一體結構，并且，該外固定板與所述內(nèi)止扭板和所述止扭油缸在同一平面內(nèi)延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中各個所述止扭油缸的承壓腔通過連通油路彼此連通。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述承壓腔為所述止扭油缸的有桿腔。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中至少一個所述止扭油缸的所述承壓腔連接有補油油路，該補油油路上設置有單向閥。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述止扭油缸的回油腔連接有回油油路。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中該軸類零件疲勞試驗止扭裝置中設置有偶數(shù)個所述止扭油缸。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述止扭油缸分別在兩端對應鉸接于所述內(nèi)止扭板和所述外固定板。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述內(nèi)止扭板形成有第一鉸接凸起，所述外固定板形成有第二鉸接凸起，該第一鉸接凸起和第二鉸接凸起分別沿相反方向相對所述被試軸的徑向傾斜。

在此基礎上，本發(fā)明還提供一種軸類零件疲勞試驗設備，包括本發(fā)明提供的上述軸類零件疲勞試驗止扭裝置和用于對所述被試軸加載的加扭裝置。

由上述技術方案可知，本發(fā)明的軸類零件疲勞試驗止扭裝置及軸類零件疲勞試驗設備的優(yōu)點和積極效果在于：

通過上述技術方案，本發(fā)明的軸類零件疲勞試驗止扭裝置能夠通過在內(nèi)止扭板周向均布的多個止扭油缸提供柔性作用力，利用液壓油的可壓縮性保證止扭裝置與被試軸的變形相協(xié)調(diào)，從而準確施加所需的止扭力矩。并且，由于設置三個以上止扭油缸，可以在被試軸上產(chǎn)生相對均勻的力矩作用，更符合實際使用工況，由此提升了試驗準確性。

附圖說明

通過結合附圖考慮以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細說明，本發(fā)明的各種目標、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。附圖僅為本發(fā)明的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標記始終表示相同或類似的部件。其中：

圖1是現(xiàn)有技術中被試軸在試驗狀態(tài)下的受力狀況示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的軸類零件疲勞試驗止扭裝置在工作狀態(tài)下(連接有被試軸)的立體結構示意圖；

圖3是圖2中軸類零件疲勞試驗止扭裝置的俯視示意圖；

圖4是在試驗過程中一種典型的循環(huán)載荷譜示意圖。

附圖標記說明：

1、被試軸；2、內(nèi)止扭板；

21、第一鉸接凸起；3、外固定板；

31、第二鉸接凸起；4、止扭油缸；

41、缸體；42、活塞桿；

43、承壓腔；44、回油腔；

5、連通油路；6、補油油路；

7、單向閥；8、回油油路；

9、鉸接軸；10、加扭裝置；

101、加扭油缸；102、花鍵板。

具體實施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發(fā)明將全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構，因而將省略它們的詳細描述。

結合圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的軸類零件疲勞試驗止扭裝置，包括內(nèi)止扭板2、外固定板3和連接于其間的多個止扭油缸4。在試驗時，內(nèi)止扭板2可以同軸地(如通過花鍵等)傳動連接于被試軸1，并在加扭裝置10通過施加一對平行力f1、f2而產(chǎn)生扭矩載荷時能夠產(chǎn)生與此相對的止扭力矩，使得被試軸1具有預定應力。

在軸類零件疲勞試驗止扭裝置中，內(nèi)止扭板2施加在被試軸1上的止扭力矩實際上是由固定設置的安裝支架的反作用力形成的。由此應當理解，盡管本發(fā)明表述為外固定板3，但其可以不限定為圖示的板狀結構，只要其被固定設置并位于內(nèi)止扭板2外側，且能夠通過隨后詳述的止扭油缸4向內(nèi)止扭板2施加所需作用力即可。

重要地，在本發(fā)明中通過三個以上止扭油缸4傳遞作用力，例如，在圖示實施方式中設置有環(huán)繞內(nèi)止扭板2的周向均布的六個止扭油缸4，由此可以在內(nèi)止扭板2上施加f3、f4、f5、f6、f7、f8六個均勻分布的作用力。其中，各個止扭油缸4的缸體41連接于外固定板3上，活塞桿42(間接地)連接于內(nèi)止扭板2上。在其他實施方式中，止扭油缸4可以以其他方式與外固定板3和內(nèi)止扭板2連接。其中，優(yōu)選地不同止扭油缸4具有相同的結構和連接方式，以便施力均勻。

通過上述設置，由于液壓油具有一定的可壓縮性，在試驗過程中能夠產(chǎn)生相對柔性的作用力(反作用力)，保證止扭裝置與被試軸1的變形相協(xié)調(diào)，從而能夠準確施加所需的止扭力矩。并且，由于本發(fā)明設置有三個以上止扭油缸4，可以在被試軸1上產(chǎn)生相對均勻的力矩作用，更符合實際使用工況，由此提升了試驗準確性。

在圖示實施方式中，外固定板3形成為環(huán)繞內(nèi)止扭板2設置的一體結構，即具有中心通孔的板狀結構，由此可以將內(nèi)止扭板2和止扭油缸4安裝于其中心通孔內(nèi)并在同一平面內(nèi)延伸，便于避免在被試軸1上產(chǎn)生軸向力、彎矩等其他不必要的載荷。

在根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式中，各個止扭油缸4的承壓腔43可以通過連通油路5彼此連通。此處及以下所述承壓腔43，指的是在試驗過程中承受被試軸1壓力的油腔。例如，當加扭裝置10按圖示箭頭a方向加載時，止扭油缸4的有桿腔即為承壓腔43。在不同實施方式中，承壓腔43依連接方式、測試方式不同而選擇為止扭油缸4的有桿腔或無桿腔。為了便于連通各個止扭油缸4的承壓腔43，可以如圖示地在各相鄰兩個止扭油缸4之間均設置連通油路5，也可以以其他方式相互連通各承壓腔43。通過這種設置，可以在試驗過程中保持各個止扭油缸4產(chǎn)生的反作用力相同，保證被試軸1在各個方向載荷相同，避免偏載。

在本發(fā)明中，由于采用液壓元件實施止扭，不可避免地會存在泄漏問題。例如，當多次試驗后，圖示有桿腔內(nèi)的液壓油可能會所剩無幾，導致活塞桿42移位至幾乎與缸體41端部接觸，基本失去了止扭承載能力。為此，需要在適當?shù)臅r候向例如為有桿腔的承壓腔43內(nèi)補充液壓油。結合圖4所示的循環(huán)載荷譜示意圖，加扭裝置10在被試軸1上施加的作用力f1、f2在每個周期中波動變化，且在一次試驗中進行多個周期，由此完成高低周復合疲勞試驗。在相鄰高(低)周載荷周期之間，存在一段時間載荷回零。對此，本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式在至少一個止扭油缸4的承壓腔43連接有補油油路6，且在該補油油路6上設置單向閥7。從而，當處于載荷回零的時間段內(nèi)，油源壓力高于承壓腔43的壓力并打開單向閥7，以向承壓腔43內(nèi)補入液壓油；當載荷非零時，單向閥7在承壓腔43內(nèi)油壓作用下關閉。這樣設置的優(yōu)點在于，可以在不停止試驗的情形下自動補油，有效提高了試驗效率。

為了便于回油腔44(圖示無桿腔)內(nèi)的液壓油在向承壓腔43內(nèi)補油時回油，可以在止扭油缸4的回油腔44連接回油油路8。在試驗過程中，該回油油路8還可以在承壓腔43被壓縮時向回油腔44內(nèi)補入液壓油。

根據(jù)上述可知，本發(fā)明通過利用止扭油缸4提供具有柔性的止扭力矩，由此使得止扭裝置與被試軸1的變形相協(xié)調(diào)。其中，設置的止扭油缸4數(shù)量優(yōu)選為偶數(shù)個，以便避免在被試軸1上產(chǎn)生其他不必要的載荷。

在本發(fā)明一種較為優(yōu)選的實施方式中，止扭油缸4對應鉸接于內(nèi)止扭板2和外固定板3上，由此進一步改善止扭柔性。例如，在圖示實施方式中，止扭油缸4的缸體41鉸接于外固定板3，活塞桿42通過中間連接件鉸接于內(nèi)止扭板2。軸類零件疲勞試驗止扭裝置具有柔性特征便于提高高低周復合疲勞試驗的試驗頻率。例如，利用該優(yōu)選實施方式的軸類零件疲勞試驗止扭裝置對一種發(fā)動機的后軸頸、風扇軸、低壓渦輪軸進行高低周復合疲勞試驗時，其試驗頻率可達3hz～4hz。

為便于在外固定板3和內(nèi)止扭板2之間傳遞作用力，可以適當設置其與止扭油缸4連接的連接部分的結構。在本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式中，外固定板3和內(nèi)止扭板2上分別形成有第一鉸接凸起21和第二鉸接凸起31。其中，內(nèi)止扭板2上的第一鉸接凸起21可以沿與加載方向(參照圖3中箭頭a)相反的方向相對徑向傾斜，外固定板3上的第二鉸接凸起31可以沿與加載方向相同的方向相對徑向傾斜。通過這種設置，可以便于止扭油缸4在相對內(nèi)止扭板2發(fā)生轉動時避免受該內(nèi)止扭板2的干涉，保證其發(fā)揮其柔性性能。

其中，第一鉸接凸起21和第二鉸接凸起31內(nèi)可以分別設置有鉸接軸9，以將止扭油缸4對應鉸接于內(nèi)止扭板2和外固定板3。

以上對本發(fā)明提供的軸類零件疲勞試驗止扭裝置進行了詳細說明，在此基礎上，本發(fā)明還提供一種軸類零件疲勞試驗設備，包括前述軸類零件疲勞試驗止扭裝置和用于對被試軸1加載的加扭裝置10。在圖示實施方式中，加扭裝置10可以包括加扭油缸101和用于與被試軸1上的花鍵配合的花鍵板102等。

以上結合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。

所描述的特征、結構或特性可以以任何合適的方式結合在一個或更多實施方式中。在上面的描述中，提供許多具體細節(jié)從而給出對本發(fā)明的實施方式的充分理解。然而，本領域技術人員將意識到，可以實踐本發(fā)明的技術方案而沒有所述特定細節(jié)中的一個或更多，或者可以采用其它的方法、組件、材料等。在其它情況下，不詳細示出或描述公知結構、材料或者操作以避免模糊本發(fā)明的各方面。