低温大温变关节轴承测试平台制造技术

本发明专利技术提供一种低温大温变关节轴承测试平台，包括：运动与载荷模拟系统，所述运动与载荷模拟系统用于低温、大温变、真空、气氛环境下夹持所述关节轴承，并实现所述关节轴承运动加载；环境测量与控制系统，与所述运动与载荷模拟系统配合，用于测量与控制所述关节轴承所处的环境氛围，使得所述关节轴承处于低温、大温变、真空、气氛环境下进行试验与测量；以及测量与数据采集系统，与所述运动与载荷模拟系统及环境测量与控制系统配合，实现关节轴承在特殊工况环境下的摩擦测试。为研究检验关节轴承性能参数及其影响因素、设计优化适用于特殊工况环境的关节轴承提供手段，保证关节轴承的可靠性。

Test platform of low temperature and high temperature variable joint bearing

【技术实现步骤摘要】
低温大温变关节轴承测试平台
本专利技术涉及轴承试验设备
，特别是涉及一种低温大温变关节轴承测试平台。
技术介绍
目前，日本NTN轴承有限公司的ShimizuT等利用由电动机、曲柄摇杆结构实现摆动的关节轴承摆动磨损试验机进行了相关的轴承磨损试验。英国皇家航空研究院的LancasterJK等使用的关节轴承变载荷寿命试验机利用液压往复执行元件实现摆动，通过液压加载。SlineyHE等、HaroldE等等人利用美国国家宇航局(NASA)的热感应式关节轴承试验机对衬垫材料的摩擦磨损性能进行了研究，该试验机使用电磁感应加热的方式可使试验轴承的温度达到330℃，并可在真空环境试验。其可同时通过液压施加轴向载荷，通过气动施加径向载荷径，利用液压往复结构实现摆动。但是，上述的关节轴承试验机均无法实现在100K～350K大温变范围，极限真空5×10-5Pa或19kPa-101kPa可控气氛的试验环境下进行轴承试验，应用场合受限制，无法满足特殊工况环境下关节轴承的性能检测需求。此外，尚未有可用于关节轴承转移膜在线观测的测试平台，并且由于离线观测会造成的样品污染本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，适用于对关节轴承试验，所述低温大温变关节轴承测试平台包括：/n运动与载荷模拟系统，所述运动与载荷模拟系统用于低温、大温变、真空、气氛环境下夹持所述关节轴承，并实现所述关节轴承运动加载；/n环境测量与控制系统，与所述运动与载荷模拟系统配合，用于测量与控制所述关节轴承所处的环境氛围，使得所述关节轴承处于低温、大温变、真空、气氛环境下进行试验与测量；以及/n测量与数据采集系统，与所述运动与载荷模拟系统及环境测量与控制系统配合，用于低温、大温变、真空、气氛环境下测量并采集所述关节轴承的试验数据及实现所述关节轴承的在线观测。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，适用于对关节轴承试验，所述低温大温变关节轴承测试平台包括：
运动与载荷模拟系统，所述运动与载荷模拟系统用于低温、大温变、真空、气氛环境下夹持所述关节轴承，并实现所述关节轴承运动加载；
环境测量与控制系统，与所述运动与载荷模拟系统配合，用于测量与控制所述关节轴承所处的环境氛围，使得所述关节轴承处于低温、大温变、真空、气氛环境下进行试验与测量；以及
测量与数据采集系统，与所述运动与载荷模拟系统及环境测量与控制系统配合，用于低温、大温变、真空、气氛环境下测量并采集所述关节轴承的试验数据及实现所述关节轴承的在线观测。


2.根据权利要求1所述的低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，所述运动与载荷模拟系统包括安装支座、悬臂主轴机构、轴承夹装构件、载荷施加机构以及外圈摆动机构，所述悬臂主轴机构、所述载荷施加机构、所述外圈摆动机构的轴线相互垂直，并通过所述的轴承夹装构件相互连接；
所述悬臂主轴机构设置于所述安装支座，所述悬臂主轴机构的一端安装所述关节轴承的内圈，用于实现所述关节轴承的内圈的摆动与转动；
所述轴承夹装构件用于夹装所述关节轴承外圈，并与所述外圈摆动机构连接；
所述载荷施加机构设置于所述安装支座，加载时与所述轴承夹装构件抵接，用于对所述关节轴承载荷的施加；
所述外圈摆动机构设置于所述安装支座及所述载荷施加机构，用于使所述关节轴承的外圈偏转或摆动。


3.根据权利要求2所述的低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，所述悬臂主轴机构包括相互连接的试验段主轴、支撑段主轴、主轴支撑轴承组件、主轴轴承座以及主轴驱动件；
所述主轴驱动件位于所述支撑段主轴远离所述试验段主轴的一端，所述试验段主轴远离所述支撑段主轴的一端安装所述关节轴承的内圈；
所述主轴支撑轴承组件套设于所述支撑段主轴，并位于所述主轴轴承座中，所述主轴轴承座设置于所述安装支座；所述主轴支撑轴承组件为一端是浮动端、另一端是固定端的轴系配置，所述固定端位于所述支撑段主轴靠近所述试验段主轴的一侧，所述浮动端用于补偿低温大温变下主轴材料热胀冷缩导致的轴向伸缩位移。


4.根据权利要求3所述的低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，所述轴承夹装构件包括轴承夹具主体以及夹具端盖，所述轴承夹具主体内用于安装所述关节轴承的外圈，所述夹具端盖安装于所述轴承夹具主体的端部，用于所述关节轴承外圈的轴向定位。


5.根据权利要求4所述的低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，所述轴承夹装构件还包括拆卸工具，所述拆卸工具用于实现所述轴承夹装构件的拆卸以及所述关节轴承的拆卸；
所述拆卸工具包括拆卸环及拆卸套筒；拆卸时，所述拆卸环安装于所述轴承夹具主体，所述拆卸套筒安装于所述试验段主轴并与所述关节轴承的外圈抵接，拉拔器与所述试验段主轴抵接，所述拉拔器的拉拔爪结构与所述拆卸环抵接，并由所述拉拔器的旋转手柄旋转带动所述拆卸环及所述轴承夹具主体脱离所述关节轴承；所述拉拔爪结构还与所述关节轴承的内圈抵接，并由所述旋转手柄旋转带动所述关节轴承脱离所述试验段主轴。


6.根据权利要求4所述的低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，所述载荷施加机构包括载荷施加支撑组件、载荷施加导向组件、载荷施加传力组件及载荷施加驱动组件，所述载荷施加驱动组件设置于所述安装支座，用于对所述载荷施加支撑组件施加驱动力，所述载荷施加导向组件设置于所述安装支座并套设于所述载荷施加支撑组件，所述载荷施加支撑组件与所述轴承夹具主体抵接，以对所述关节轴承施加载荷；
所述载荷施加传力组件通过波纹管运动地安装于真空室，加载时，所述载荷施加传力组件一端与所述载荷施加驱动组件抵接，另一端伸入所述真空室与所述载荷施加支撑组件抵接，实现所述载荷施加机构可以穿过所述真空室施加载荷。


7.根据权利要求6所述的低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，所述载荷施加支撑组件包括载荷施加杆、辅助导向杆、载荷施加梁、载荷施加滑台及载荷施加座，所述载荷施加杆与所述辅助导向杆安装于所述载荷施加梁的下方并运动地穿过所述载荷施加导向组件，所述载荷施加杆在加载时与所述载荷施加传力组件抵接；
所述载荷施加滑台安装在所述载荷施加梁安装所述载荷施加杆的一侧，所述载荷施加滑台上安装所述载荷施加座，所述载荷施加座加载时与所述轴承夹具主体接触，所述载荷施加座可在所述载荷施加滑台上沿着主轴方向滑动，用于补偿低温大温变下主轴热胀冷缩导致的所述轴承夹具主体的位移。


8.根据权利要求4所述的低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，所述外圈摆动机构包括十字滑块、外圈摆动轴组件、运动转换组件、往复运动组件以及外圈摆动驱动件；
所述外圈摆动轴组件包括外圈摆动轴以及套设于其的外圈摆动轴支撑轴承和外圈摆动轴轴承座，所述外圈摆动轴轴承座设置于所述载荷施加梁安装辅助导向杆的一侧；
所述外圈摆动轴的一端通过所述十字滑块与所述轴承夹具主体连接，所述十字滑块可用于补偿由于低温大温变下材料热胀冷缩以及试验过程中轴承磨损导致的轴承夹装构件位移；
所述外圈摆动轴的另一端通过所述运动转换组件与所述往复运动组件连接，所述外圈摆动驱动件与所述往复运动组件连接，所述外圈摆动驱动件驱动所述往复运动组件往复直线运动，并通过所述运动转换组件将往复直线运动转换为往复摆动，进而带动所述外圈摆动轴摆动，使所述外圈摆动轴通过所述十字滑块带动所述轴承夹具主体及所述关节轴承的外圈摆动。


9.根据权利要求8所述的低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，所述往复运动组件包括往复推杆、直线轴承及滚槽连接件，所述直线轴承设置于所述安装支座，所述往复推杆运动地穿过所述直线轴承，所述往复推杆两侧分别与外圈摆动驱动件和滚槽连接件连接；
所述运动转换组件包括摆动杆、连接杆、直线滑台、传力杆、传力杆安装座及滚轮，所述摆动杆的一端与所述外圈摆动轴连接，所述摆动杆的另一端通过所述连接杆运动地与所述传力杆安装座连接，所述传力杆安装座设置于所述直线滑台，所述直线滑台运动地设置于所述载荷施加梁安装所述外圈摆动轴轴承座的一侧，所述传力杆的一端安装在所述传力杆安装座上，所述传力杆的另一端安装有所述滚轮，所述滚轮运动地套设于所述滚槽连接件。


10.根据权利要求9所述的低温大温变关节轴承测试平台，其特征在于，所述环境测量与控制系统包括制冷与温度控制装置以及密封与气氛控制装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔文岩，马天宝，陈新春，胡元中，雒建斌，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11