CN101443565A - 轴承失效指示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轴承失效指示装置，其包括具有内圈和外圈的轴承、布置成与轴承内圈或轴承外圈固定连接的第一部分、布置成与第一部分和轴承内圈或轴承外圈成固定关系的失效指示器，该失效指示器构造成若第一部分与和其相连的轴承座圈之间发生相对运动，则该失效指示器响应于该相对运动，从而指示轴承失效。所述失效指示器特别适用于在飞行器结构中使用，通过指示器的运动和/或变形来指示部分轴承失效的全部。

Description

轴承失效指示器
技术领域
本发明涉及用于指示轴承失效或轴承性能减退的仪器。更具体但不排它地，本发明涉及用于在飞行器操纵面(例如，副翼、襟翼和扰流板)中使用的轴承失效指示装置。
背景技术
传统上通过检查轴承游隙、润滑剂状况或通过测量轴承的摩擦系数来评估轴承状况或轴承性能。然而，多数轴承在安装在其工作环境时会阻碍或限制这些性能指标的有效评估。
例如，当轴承安装成机构的一部分而不易识别轴承对复杂系统的个体贡献时，会难以确定轴承的摩擦系数。
此外，当轴承安装在难以接近的环境中时，可能会不容易评估润滑剂的状况。在组装机构环境下，游隙也会是难以检测的，或者由于在其外壳内旋转或者绕轴旋转的轴承被卡住而被完全掩盖。
这些问题在飞行器结构环境下特别严重。飞行器比大多数其他复杂的机械零件要受到更加严格的可靠性和性能约束。因此，用来监控轴承性能的可靠而精密的机构是必不可少的。
在飞行器操纵面的操作中涉及的许多轴承经常由于其他飞行器部件而不易接近，并且可能成为遮蔽任何个体轴承性能的更复杂结构的一部分。例如，复杂高升程设备中的铰链可能是结合有多个轴承的结构的一部分，轴承失效或初发轴承失效的指示可能被设备的整体操作掩盖。另外，失效轴承的性能还可以取决于其物理运转状况。因而，当飞行器处于其工作环境下并且轴承被加载时，发生失效的轴承会有不同表现。
因此，为了确定轴承状况，通常必须要部分地或者完全拆卸包含轴承的组件。
本发明旨在解决或改善上述问题。
发明内容
一方面，本发明提供一种轴承失效指示装置，其包括：
(a)具有内圈和外圈的轴承；
(b)布置成与轴承内圈或轴承外圈固定连接的第一部分；
(c)失效指示器，该失效指示器布置成与所述第一部分以及轴承内圈或轴承外圈成固定关系，该失效指示器适于在所述第一部分与和其相连的轴承座圈之间发生相对运动时响应于该相对运动，从而指示轴承的失效。
该结构允许原地检验轴承以检测轴承的磨损或失效。在轴承部件(即，内圈和外圈)之间的摩擦系数增大或者轴承被卡住时，所述失效指示器提供感测该失效或初发失效的手段，而无需拆卸轴承周围的结构。
在优选实施方式中，所述失效指示器通过关于所述第一部分和/或与该第一部分相连的轴承座圈的运动来响应所述第一部分与和其相连的轴承内圈或轴承外圈的相对运动。该运动可优选借助于指针通过失效指示器关于参考标记的运动来显示，或通过变形来显示。
优选的是，所述失效指示器呈环形圈形式并适于与轴承内圈或轴承外圈相接合。
所述失效指示器优选利用棘爪与轴承内圈或轴承外圈相接合。
所述失效指示器可以由具有选定物理性质的材料制成，使得该失效指示器响应于轴承内圈和轴承外圈之间正在传递的具体转矩。
本发明还提供一种结合有至少一个如以上限定的轴承失效指示装置的铰链。
本发明还提供一种结合有如以上限定的铰链的飞行器操纵面。
附图说明
下面参照附图仅以实施例方式对本发明进行描述，在附图中：
图1示出根据本发明一个实施方式的轴承失效指示装置的局部分解图；
图2示出图1中所示的轴承失效指示装置的平面图；
图3示出图1和图2中所示的轴承失效指示装置的剖视图；以及
图4示出图3中所示的失效指示器的细节；
具体实施方式
在接下来的描述中，需要理解的是“轴承失效”同样具有轴承性能减退的含义。为此，本发明不仅可用于检测轴承的完全失效，还可用于检测轴承的部分失效或性能减退。这种状况通常表现为轴承运转部件之间的摩擦系数逐渐增大，因此轴承内圈和轴承外圈之间施加的扭矩增大。
图1、图2和图3示出了根据本发明一个实施方式的轴承失效指示装置10，其包括具有内圈32和外圈16的轴承61。根据所示实施例，呈铰链销42形式的第一部分与轴承内圈32固定连接。这通常利用与内圈32摩擦配合而实现。销42利用衬套101和30夹紧在固定结构件12上，并利用防旋转装置70和71来防止相对于固定结构件12旋转。因此销42无法相对于衬套101旋转。
参照图3中所示的具体实施方式，铰链销42、内圈32和结构件12在轴承正常操作时均是固定的。需要注意的是，在可选实施方式中，外圈与一部分结构固定连接，并且该部分与外圈之间的相对运动指示轴承失效。该可选变形例将在以下进行更加详细地论述。
轴承失效指示装置包括呈图4中详细示出的轴承失效指示盘15形式的失效指示器。方便地将该部件称为轴承失效指示盘15。参照图1，轴承失效指示盘15与铰链销42和轴承内圈32成固定关系地布置或安装。轴承失效指示盘15位于销42上并与内圈32相连，从而若正常情况下相对固定的铰链销42和轴承内圈32之间发生任何相对运动，则轴承失效指示盘15就会优选以可见方式指示该运动。
轴承座圈及正常情况下与其不可动连接的所述部分之间的相对运动只能在超过这两个部件之间的一定扭矩载荷的情况下发生。
也就是说，参照图3，在正常操作时，根据轴承的正常功能，内圈32和外圈16相对于彼此自由旋转。然而，若轴承61被卡住或者开始粘合，则可动部件11的运动就会产生经由外圈16反作用于内圈32的力。内圈32和铰链销42被衬套101夹紧，并且通过机构70和71防止销42旋转。由销的紧固扭矩引入的夹紧载荷向衬套101施加预载荷，取决于该预载荷，存在衬套101的反作用力会超出该夹紧载荷的时刻。在这种情况下，正常情况下施加于自由运动轴承界面的旋转运动会表现为铰链销42和内圈32之间的扭矩。当超过该扭矩载荷时，销42和内圈32之间产生运动。固定安装至内圈32的轴承失效指示盘15响应于该扭矩，从而指示轴承的失效或初发失效。
在所示实施方式中，轴承失效指示盘15安装在铰链销42上并通过棘爪或柄脚(tang)40(见图4)保持在固定位置。当轴承失效指示盘在销42上安装在适当位置时，柄脚40与图1中可见的形成于内圈32外表面中的对应形状的凹部19接合。这使轴承失效指示盘15关于内圈32保持在固定位置，并且在轴承的正常操作情况下还关于铰链销42保持在固定位置。
根据该实施方式，如果轴承完全卡住，则内圈32相对于外圈16卡滞。如果随后向铰链部件11施加转动力，将会从外圈16向内圈32传递扭矩，并可导致内圈相对于铰链销42滑动。由于轴承失效指示盘15销至内圈，因而轴承失效指示盘15会相对于铰链销42运动。可以根据指示轴承失效指示盘臂41相对于固定铰链结构件12上的固定基准(未示出)的运动而检测该运动。如果可见这一运动，就意味着内圈32和铰链销42之间发生滑移，因此意味着轴承61失效。
在可选实施方式中，轴承失效指示盘15可具有特定的内周形状51，其与铰链销42的对应形状的外表面相接合。在这种情况下，销42和内圈32之间的滑移再次表现为轴承失效指示盘臂41相对于结构件12的运动，而且潜在地表现为轴承失效指示盘15的变形。
根据轴承失效指示盘15的具体形式，在轴承失效时，轴承失效指示盘15既可以变形也可以相对于基准标记运动，以此来指示轴承失效。
柄脚41和/或轴承失效指示盘15在销42上的“套筒”接合确保了轴承失效指示盘与轴承61的内圈32和销42的有效接合，从而通过观察指示盘15的相应运动，显示轴承内圈32相对于铰链销42的任何旋转运动。
轴承失效指示盘可以由具有选定物理性质的材料制成，使得轴承失效指示盘“灵敏”于或响应于在轴承内圈32和轴承外圈16之间因而在内圈32和销42之间正在传递的指定过大扭矩。此外，合适材料可以是在轴承失效指示盘15和衬套面之间提供低摩擦系数的材料。例如，轴承失效指示盘15可以由铝/青铜制成，而衬套由钢构成。这种组合提供了更进一步的优点，可以防护指示器和衬套之间发生任何粘结。
因此，本发明提供一种利用非侵入式可见手段探测轴承失效的方法。从而不再需要通过拆卸轴承装置来检查或分析轴承的状况。这在原地分析非常困难的、安装在飞行器上的轴承装置的情况下提供了明显的优点。
尽管已通过实施例方式并参照具体实施方式描述了本发明，但是应当理解可以在不背离附加权利要求范围的情况下做出变更和/或改进。
在以上描述中，参照了具有公知等价物的整体或元件，因而将这样的等价物结合于此就如同对其单独阐述一样。

Claims (12)

1.一种轴承失效指示装置，该轴承失效指示装置包括：
具有内圈和外圈的轴承；
布置成与轴承内圈或轴承外圈固定连接的第一部分；
失效指示器，该失效指示器布置成与所述第一部分以及轴承内圈或轴承外圈成固定关系，该失效指示器适于在所述第一部分与和其相连的轴承座圈之间发生相对运动时响应于该相对运动，从而指示轴承的失效。
2.如权利要求1所述的轴承失效指示装置，其中所述失效指示器通过与所述第一部分和/或与该第一部分相连接的轴承座圈相关地运动来响应所述相对运动。
3.如权利要求1所述的轴承失效指示装置，其中所述失效指示器通过变形来响应所述相对运动。
4.如权利要求1所述的轴承失效指示装置，其中所述失效指示器呈环形圈的形式并适合与轴承内圈或轴承外圈相接合。
5.如前述任一权利要求所述的轴承失效指示装置，其中所述失效指示器利用棘爪与轴承内圈或轴承外圈相接合。
6、如前述任一权利要求所述的轴承失效指示装置，其中所述失效指示器结合有指针，该指针适于在该轴承失效指示器变形或运动时相对于与其成固定关系的轴承座圈运动。
7.如前述任一权利要求所述的轴承失效指示装置，其中所述第一部分是安装到轴承内圈中的铰链销。
8.如权利要求7所述的轴承失效指示装置，其中所述失效指示器呈环形圈形式，该环形圈的内周适于与所述铰链销的外表面接合。
9.如权利要求5所述的轴承失效指示装置，该轴承失效指示装置结合有指针，该指针适于在所述铰链销相对于轴承内圈运动时运动和/或变形。
10.如前述任一权利要求所述的轴承失效指示装置，其中所述失效指示器由具有选定性质的材料制成，使得该失效指示器响应于轴承内圈和外圈之间正在传递的指定扭矩。
11.一种结合有至少一个如权利要求1至10中任一项所述的轴承失效指示装置的铰链。
12.一种结合有权利要求11中所述的铰链的飞行器操纵面。
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