一种轴承支撑装置、刚度标定系统及方法制造方法及图纸

本申请提供了一种轴承支撑装置、刚度标定系统及方法，涉及飞机结构强度试验验证技术领域，所述轴承支撑装置包括外轴承支座，提供适配安装一个环形固定轴承的第一内环面，内轴承支座提供适配安装另一个环形固定轴承的第二内环面，内外轴承支座固定连接，通过上述轴承支撑装置对轴类部件的轴向及径向进行限定，本申请提供的刚度标定系统及方法通过载荷施加机构及位移计进行上述外轴承支座及内轴承支座的刚度标定，试验方式简单可靠，具有试验精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种轴承支撑装置、刚度标定系统及方法
本专利技术属于飞机结构强度试验验证
，具体涉及一种轴承支撑装置、刚度标定系统及方法。
技术介绍
轴类部件(如涡轮轴)是军、民用机械结构中的关键传动部件，具有核心地位。而目前国内对于该类部件疲劳性能的研究较少，在国内的文献报道中很少可以见到关于轴类部件在复杂疲劳载荷条件下性能验证方面的工作。由于对轴类部件的疲劳性能指标的评估方法较少，导致在设计中轴类部件往往偏于保守，重量较大，虽然在一定程度上保证了机械结构的可靠性和安全性，但是这却在一方面降低了整体性能指标，而在另一方面也提高了其在服役周期内的成本，造成极大的能源资源浪费。所以，开展轴类部件性能指标试验验证方法的研究，研发部件的轴承支撑装置和试验加载方法，不仅具有填补国内在该领域的空白状态的现实性意义，而且对于建立完善、可靠地轴类部件性能验证体系具有重要的指导意义。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种轴承支撑装置、刚度标定系统及方法，通过轴承支撑装置固定轴类部件，以便加载设备对轴类部件进行载荷加载，可以解决军、民用飞机中轴类部件的固定、加载和试验验证中存在的边界条件难以模拟、不易施加耦合载荷等难题，为飞机轴类部件和结构的可靠性验证提供技术能力。而所提出的刚度标定试验系统及方法，用于验证所设计的轴承支撑装置的刚度状态。本专利技术第一方面提供了一种轴承支撑装置，用于固定轴类部件，该轴类部件沿轴向至少能够安装两个环形固定轴承，轴承支撑装置包括：外轴承支座，一端设置有能够适配安装一个所述环形固定轴承的第一内环面，另一端固定连接试验台架，外轴承支座的两端之间沿周向设置有台阶面；内轴承支座，设置在所述外轴承支座内，一端设置有能够适配安装另一个所述环形固定轴承的第二内环面，另一端固定连接所述台阶面。根据本申请的至少一个实施方式，所述外轴承支座沿周向设置有减重孔。根据本申请的至少一个实施方式，所述内轴承支座沿周向设置有减重孔。根据本申请的至少一个实施方式，所述减重孔为椭圆形孔。根据本申请的至少一个实施方式，所述外轴承支座具有内径较大的第一部分及内径较小的第二部分，所述台阶面为所述第一部分与所述第二部分之间的过渡区域。根据本申请的至少一个实施方式，所述内轴承支座与所述外轴承支座螺栓连接。根据本申请的至少一个实施方式，所述外轴承支座与所述试验台架螺栓连接。本专利技术第二个方面提供了一种刚度标定系统，用于标定如上所述的轴承支撑装置的刚度，所述刚度标定系统包括：卡箍，套接在所述轴承支撑装置的外轴承支座的具有第一内环面一端的外圈上，或者套接在所述轴承支撑装置的内轴承支座的具有第二内环面一端的外圈上；链条，一端固定连接所述卡箍，另一端连接有施力机构，并在所述施力机构与所述链条之间设置有载荷传感器；位移计，固定设置在轴承支撑装置内部，且位于由所述链条限定的加载线上，所述位移计的测头固定在所述第一内环面或第二内环面上。根据本申请的至少一个实施方式，还包括磁力表座，所述磁力表座依靠磁力可拆卸连接在所述第一内环面或第二内环面上，所述磁力表座上设置有卡合部位，用于卡接所述位移计的测头。本申请又一方面提供了一种刚度标定方法，采用如上所述的刚度标定系统，对如上所述轴承支撑装置进行标定，所述刚度标定方法包括：将卡箍套接在所述轴承支撑装置的任一外圈上，拉直所述链条；在对应外圈的内部固定所述位移计，以使所述位移计位于所述链条限定的加载线上，将所述位移计的测头固定在对应外圈的内环面上，读取位移计第一示数；通过施力机构对所述链条按设定载荷步长施加载荷，记录位移计对应的多个第二示数，并与所述第一示数比较，获取多个位移值；将所述载荷值与对应的位移值置于二维坐标系内，通过最小二乘法进行数据拟合，以拟合所得的直线斜率作为外轴承支座或内轴承支座的刚度。本专利技术提供的轴承支撑装置安装拆卸方便，模拟、限制了轴类部件的轴向和径向位移，与其在真实工作状态下的边界状态相一致，为疲劳性能验证试验中施加复杂耦合载荷提供了必备条件，本专利技术所提供的刚度标定系统及刚度标定方法针对该轴承支撑装置具有设计简便、试验精度高、易于施加等优点。附图说明图1是本申请轴承支撑装置的一实施方式的结构示意图。图2是本申请图1所示实施例的轴承支撑装置与涡轮轴连接示意图。图3为本申请刚度标定系统结构示意图。其中，1-承力柱、2-手动葫芦、3-载荷传感器、4-链条、5-卡箍、6-外轴承支座、7-轴承支撑装置、8-内轴承支座、9-试验台架、10-位移计、11-涡轮轴、61-第一内环面、62-台阶面、63-第一部分、64-第二部分、81-第二内环面。具体实施方式为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。本申请第一方面提供了一种轴承支撑装置7，参考图1及图2，其包括外轴承支座6与内轴承支座8，其中，外轴承支座6的一端设置有能够适配安装一个所述环形固定轴承的第一内环面61，另一端固定连接试验台架9，外轴承支座6的两端之间沿周向设置有台阶面62；内轴承支座8设置在所述外轴承支座6内，一端设置有能够适配安装另一个所述环形固定轴承的第二内环面81，另一端固定连接所述台阶面62。本申请轴类部件包括但不限于涡轮轴、压气机轴、螺旋桨轴等，尤其适用于涡轮轴，涡轮轴沿周向一般具有两个固定环，外套有轴承，以限定涡轮轴的轴向或径向运动，本申请提供的轴承支撑装置就在于支撑这两个轴承，用于模拟轴类部件的真实位移边界条件，便于施加轴类部件工作时的弯矩、扭矩和拉压载荷，解决军、民用飞机中轴类部件的固定、加载和试验验证中存在的边界条件难以模拟、耦合载荷不易施加等难题。图2是图1的反向剖视图，其中，外轴承支座6具有一个内环面，用于固定涡轮上11的第一个轴承，内轴承支座8具有另一个内环面，用于固定涡轮轴上11的第二个轴承，在一个具体应用案例中，外轴承支座6与内轴承支座8的内环面半径分别为：225mm和175mm，即适配于所要求的轴承和轴类部件组合后的半径。本实施例中，内轴承支座8及外轴承支座6均呈圆柱状，其中，外轴承支座6轴向较长，内轴承支座8轴向较短，且套接在外轴承支座6的内部，外轴承支座6在靠近中间的位置具有台阶面62，用于固定连接内轴承支座8，可以理解的是，台阶面62可以是向外轴承支座6的圆柱内部突起形成的，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴承支撑装置，用于固定轴类部件，所述轴类部件沿轴向至少能够安装两个环形固定轴承，其特征在于，所述轴承支撑装置包括：外轴承支座(6)，一端设置有能够适配安装一个所述环形固定轴承的第一内环面(61)，另一端固定连接试验台架(9)，外轴承支座(6)的两端之间沿周向设置有台阶面(62)；内轴承支座(8)，设置在所述外轴承支座(6)内，一端设置有能够适配安装另一个所述环形固定轴承的第二内环面(81)，另一端固定连接所述台阶面(62)。

【技术特征摘要】
1.一种轴承支撑装置，用于固定轴类部件，所述轴类部件沿轴向至少能够安装两个环形固定轴承，其特征在于，所述轴承支撑装置包括：外轴承支座(6)，一端设置有能够适配安装一个所述环形固定轴承的第一内环面(61)，另一端固定连接试验台架(9)，外轴承支座(6)的两端之间沿周向设置有台阶面(62)；内轴承支座(8)，设置在所述外轴承支座(6)内，一端设置有能够适配安装另一个所述环形固定轴承的第二内环面(81)，另一端固定连接所述台阶面(62)。2.如权利要求1所述的轴承支撑装置，其特征在于，所述外轴承支座(6)沿周向设置有减重孔。3.如权利要求1所述的轴承支撑装置，其特征在于，所述内轴承支座(8)沿周向设置有减重孔。4.如权利要求2或3所述的轴承支撑装置，其特征在于，所述减重孔为椭圆形孔。5.如权利要求1所述的轴承支撑装置，所述外轴承支座(6)具有内径较大的第一部分(63)及内径较小的第二部分(64)，所述台阶面(62)为所述第一部分(63)与所述第二部分(64)之间的过渡区域。6.如权利要求1所述的轴承支撑装置，其特征在于，所述内轴承支座(8)与所述外轴承支座(6)螺栓连接。7.如权利要求1所述的轴承支撑装置，其特征在于，所述外轴承支座(6)与所述试验台架(9)螺栓连接。8.一种刚度标定系统，用于标定如权利要求1-7任一项所述的轴承支撑装置(7)的刚度，其特征在于，所述刚度标定系统包括：卡箍(5)，套接在所述轴承支撑装置(7)的外轴承支座(6)的具有第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊俊铃，李扬眉，陈先民，李三元，庞宝才，张文东，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61