本实用新型专利技术公开了一种多维运动模式的直升机关节轴承损伤评估试验装置，属于轴承测量领域，解决了现有技术中缺乏对关节轴承高高原环境真实模拟的试验的问题，其包括：用于与关节轴承固接的音圈电机，所述音圈电机与关节轴承之间通过直线运动轴固接，所述直线运动轴的一侧设置有位移传感器，所述直线运动轴与关节轴承之间设置有载荷传感器，所述音圈电机、位移传感器和载荷传感器均与计算机控制系统连接；本实用新型专利技术实现特定载荷谱的关节轴承损伤评估试验，从而更真实的模拟直升机的飞行工况。
【技术实现步骤摘要】
一种多维运动模式的直升机关节轴承损伤评估试验装置
本技术属于轴承测量领域，具体属于一种多维运动模式的直升机关节轴承损伤评估试验装置。
技术介绍
高高原是指海拔高度在2438米(8000英尺)及以上的高原。中国的青藏高原、川西高原、帕米尔高原和云贵高原等地区海拔大多在4000米以上。直升机通过旋翼与空气的相互作用，实现对飞机上升、下降、前进和悬停等飞行姿态的操纵。因此，旋翼系统关键零部件的服役可靠性，直接影响直升机整体操纵性、稳定性和飞行安全。主旋翼关节轴承用于连接桨叶和操纵系统，是直升机操纵系统和传力路径上极其重要的关键动部件。直升机通过关节轴承实现对主旋翼桨叶攻角和旋翼倾斜角的操纵，从而获得所需飞行姿态、动作和速度。这一操纵和传力路径为单路传递，一旦关节轴承出现损伤失效，轻则引起直升机强烈振动、旋翼运动紊乱，重则使直升机操纵功能丧失导致灾难性飞行事故。直升机主旋翼系统关节轴承服役中，关节轴承承受轴线、轴向以及摇摆等多运动模式多方向的动态载荷。世界范围内的高高原机场和航线，仅分布在中国、尼泊尔、秘鲁、玻利维亚、厄瓜多尔等少数国家，且由于高高原飞行环境复杂多变，飞行环境工况模拟较难实现。目前，针对高高原飞行中变压、变温度梯度等环境工况下的关节轴承损伤研究少见报道，其次关节轴承模拟试验大多采用固定载荷或恒定幅值加载，无法反映直升机飞行工况。为尽可能模拟飞行过程中关节轴承动态损伤过程，设计新型多维运动关节轴承试验装置及其试验方法，该套试验装置和技术方法可实现载荷谱曲线、多维运动形式控制，并对试验中的摩擦系数、摩擦温度、磨损量、振动幅值和频率信号进行自动采集和存储。
技术实现思路
针对现有技术中缺乏对关节轴承高高原环境真实模拟的试验的问题，本技术提供一种多维运动模式的直升机关节轴承损伤评估试验装置，其目的在于：真实模拟关节轴承的工况探究关节轴承的损伤机理。本技术采用的技术方案如下：一种多维运动模式的直升机关节轴承损伤评估试验装置，包括：用于与关节轴承固接的音圈电机，所述音圈电机与关节轴承之间通过直线运动轴固接，所述直线运动轴的一侧设置有位移传感器，所述直线运动轴与关节轴承之间设置有载荷传感器，所述音圈电机、位移传感器和载荷传感器均与计算机控制系统连接。采用上述方案，根据预先设定的特定载荷谱曲线，使用音圈电机对关节轴承进行载荷加载，音圈电机驱动直线运动轴进行直线往复运动，直线运动轴给予关节轴承相应的载荷，通过位移传感器检测直线运动轴的实时位移和加速度，载荷传感器检测施加到关节轴承上的实际载荷，两者将各自采集到的实时位移和加速度、关节轴承受到的实际载荷反馈给计算机控制系统，计算机控制系统对比直线运动轴预先设定的运动曲线和直线轴实际输出运动曲线是否一致、计算机控制系统对比音圈电机预先设定的载荷和关节轴承实际受到的载荷是否一致，如不一致计算机控制系统通过改变音圈电机动态电流和压力环，进而改变音圈电机输出的直线运动曲线(位移、加速度和载荷)，进而实现特定载荷谱的关节轴承损伤评估试验，从而更真实的模拟直升机的飞行工况。优选的，还包括数个伺服电机，所述伺服旋转电机与关节轴承之间转动连接，所述伺服电机与关节轴承之间设置有六维力传感器，所述伺服电机与六维力传感器均与计算机控制系统连接。采用该优选的方案，通过伺服电机模拟关节轴承转动工况，使用六维力传感器对关节轴承旋转时受到的多维载荷进行测量，探究此种工况下的损伤机理。优选的，所述计算机控制系统包括信号采集系统、控制系统和数据处理系统。采用该优选的方案，控制系统可以实时调节音圈电机的输出载荷，信号采集系统对传感器采集的数据进行收集并发送给数据处理系统。优选的，所述关节轴承上设置有温度感应器，所述温度感应器与计算机控制系统连接。采用该优选的方案，温度感应器可以对试验中的摩擦温度信号进行采集，从而帮助对关节轴承的损伤进行评估。优选的，还包括环境氛围罩，所述关节轴承设置在所述环境氛围罩的内部，所述环境氛围罩的一侧设置有安装孔，所述安装孔连接有外部环境源，所述环境氛围罩的侧面开口，所述直线运动轴通过所述开口与关节轴承固接。采用该优选的方案，设置环境氛围罩和外部环境源模拟关节轴承高高原下的工况环境，尽可能模拟下飞行过程中关节轴承动态损伤过程。优选的，外部环境源为温度控制装置、氧气控制装置、气压控制装置和紫外线控制装置中的任一种。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1.本技术根据预先设定的特定载荷谱曲线，使用音圈电机对关节轴承进行载荷加载，音圈电机驱动直线运动轴进行直线往复运动，直线运动轴给予关节轴承相应的载荷，通过位移传感器检测直线运动轴的实时位移和加速度，载荷传感器检测施加到关节轴承上的实际载荷，两者将各自采集到的实时位移和加速度、关节轴承受到的实际载荷反馈给计算机控制系统，计算机控制系统对比直线运动轴预先设定的运动曲线和直线轴实际输出运动曲线是否一致、计算机控制系统对比音圈电机预先设定的载荷和关节轴承实际受到的载荷是否一致，如不一致计算机控制系统通过改变音圈电机动态电流和压力环，进而改变音圈电机输出的直线运动曲线(位移、加速度和载荷)，进而实现特定载荷谱的关节轴承损伤评估试验，从而更真实的模拟直升机的飞行工况；2.本技术通过伺服电机模拟关节轴承转动工况，使用六维力传感器对关节轴承旋转时受到的多维载荷进行测量，探究此种工况下的损伤机理；控制系统可以实时调节音圈电机的输出载荷，信号采集系统对传感器采集的数据进行收集并发送给数据处理系统。3.本技术通过温度感应器可以对试验中的摩擦温度信号进行采集，从而帮助对关节轴承的损伤进行评估；设置环境氛围罩和外部环境源模拟关节轴承高高原下的工况环境，尽可能模拟下飞行过程中关节轴承动态损伤过程。附图说明本技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是：本技术的一种具体实施方式的俯视角示意图。图2是：本技术的一种具体实施方式的特定载荷示意图。附图标记：1-关节轴承；2-音圈电机；3-直线运动轴；4-位移传感器；5-载荷传感器；6-伺服电机；7-六维力传感器；8-信号采集系统；9-控制系统；10-数据处理系统。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。下面结合图1、图2对本技术作详细说明。一种多维运动模式的直升机关节轴承损伤评估试验装置，包括：用于与关节轴承1固接的音圈电机2，所述音圈电机2与关节轴承1之间通过直线运动轴3固接，所述直线运动轴3的一侧设置有位移传感器4，所述直线运动轴3与关节轴承1之间设置有载荷传感器5，所述音圈电机2、位移传感器4和载荷传感器5均与计算机控制系统连接。在上述实施例中，音圈电机2与关节轴承1之间通过直线运动轴3固定连接，直线运动轴3的一端与音圈电机2固接，另一端固定在夹具的侧面，夹具远离直线运动轴3的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多维运动模式的直升机关节轴承损伤评估试验装置，其特征在于，包括：用于与关节轴承(1)固接的音圈电机(2)，所述音圈电机(2)与关节轴承(1)之间通过直线运动轴(3)固接，所述直线运动轴(3)的一侧设置有位移传感器(4)，所述直线运动轴(3)与关节轴承(1)之间设置有载荷传感器(5)，所述音圈电机(2)、位移传感器(4)和载荷传感器(5)均与计算机控制系统连接，还包括数个伺服电机(6)，所述伺服电机(6)与关节轴承(1)之间转动连接，所述伺服电机(6)与关节轴承(1)之间设置有六维力传感器(7)，所述伺服电机(6)与六维力传感器(7)均与计算机控制系统连接，所述关节轴承(1)上设置有温度感应器，所述温度感应器与计算机控制系统连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种多维运动模式的直升机关节轴承损伤评估试验装置，其特征在于，包括：用于与关节轴承(1)固接的音圈电机(2)，所述音圈电机(2)与关节轴承(1)之间通过直线运动轴(3)固接，所述直线运动轴(3)的一侧设置有位移传感器(4)，所述直线运动轴(3)与关节轴承(1)之间设置有载荷传感器(5)，所述音圈电机(2)、位移传感器(4)和载荷传感器(5)均与计算机控制系统连接，还包括数个伺服电机(6)，所述伺服电机(6)与关节轴承(1)之间转动连接，所述伺服电机(6)与关节轴承(1)之间设置有六维力传感器(7)，所述伺服电机(6)与六维力传感器(7)均与计算机控制系统连接，所述关节轴承(1)上设置有温度感应器，所述温度感应器与计算机控制系统连接。
【专利技术属性】
技术研发人员：谭德强，李锐，徐晨，贺强，杨晓强，高会英，程林，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：新型
国别省市：四川;51
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