CN103808577A - 航空花键振动润滑磨损实验器 - Google Patents

Abstract

本发明一种航空花键振动润滑磨损实验器，属于航空航天传动与润滑领域。由静态扭矩加载装置、双列角接触轴承、刚性联轴器、扭矩测量仪、变频器、角接触轴承、电动机、同步带、同步轮、被动轮、转速传感器、外环支承轴承、内环支承轴承、前置放大器、信号采集仪、工控机、振动位移传感器、端盖、外花键、内花键、温度传感器、温度绝缘罩、涡动器、扭矩加载轴、基础平台、转子、主支座、扭矩传递杆、刚性连接件、定位销、紧固螺钉、可活动支座、紧固螺栓、调节螺钉、调温器、固定支座组成，其优点在于实现了花键啮合相对振动位移、频率、振幅的准确计量，并实现了花键传递扭矩、工作温度的测量与调节，结构精巧，可靠稳定。

Description

航空花键振动润滑磨损实验器

技术领域

本发明属于航空航天传动与润滑领域，涉及一种航空花键振动润滑磨损实验器。

技术背景

花键联轴器结构简单，可靠性高，单位重量传动功率大，润滑与维护简洁，是航空航天传动连接的必然选择。

然而花键的不对中问题，残余动平衡在悬臂力矩下的振动磨损问题，高温下的脂润滑问题等，共同导致花键达不到预期的服役寿命。

花键的振动与磨损是一个慢变过程，且花键的位置具有典型的不可达性，其维护和保养困难，也难以在实际运行中监测和维修，甚至难以准确了解其磨损情况，因此需要通过合适的花键润滑磨损试验器，实现花键润滑与磨损的模拟和预测。

发明内容

本发明针对航空花键振动润滑磨损的模拟和预测存在的困难，提出航空花键振动润滑磨损实验器。

航空花键振动润滑磨损实验器，包括静态扭矩加载装置1、双列角接触轴承2、刚性联轴器3、扭矩测量仪4、变频器5、角接触轴承6、电动机7、同步带8、同步轮9、被动轮10、转速传感器11、外环支承轴承12、内环支承轴承13、前置放大器14、信号采集仪15、工控机16、振动位移传感器17、端盖18、外花键19、内花键20、温度传感器21、温度绝缘罩22、涡动器23、扭矩加载轴24、基础平台25、转子26、主支座27、扭矩传递杆28、刚性连接件29、定位销30、紧固螺钉31、可活动支座32、紧固螺栓33、调节螺钉34、调温器35、固定支座36；

所述的航空花键振动润滑磨损实验器，转子26通过外环支承轴承12和内环支承轴承13支承在主支座27上，主支座27刚性固定在基础平台25上；扭矩加载轴24支承在双列角接触轴承2上，通过刚性联轴器3与扭矩测量仪4连接，扭矩加载轴24左侧装有静态扭转加载装置1；扭矩测量仪4右端通过刚性联轴器3连接扭转传递杆28，扭转传递杆28支承在角接触轴承6上，扭转传递杆28右端通过刚性连接件29与外花键19连接；刚性连接件29左端连接涡动器23，涡动器23采用内环支承轴承13支承；内花键20支承在可活动支座32上，可活动支座32与端盖18通过螺栓连接压紧内花键20；可活动支座32通过定位销30、紧固螺钉31、紧固螺栓33固定在固定支座36上，紧固螺钉31、紧固螺栓33固定之前，可活动支座32在调节螺钉34的调解下可以绕定位销30旋转，实现内花键20和外花键19的倾角不对中；

倾角不对中调节系统包括定位销30、紧固螺钉31、紧固螺栓33和调节螺钉34，倾角不对中调节系统和外花键19一起处于温度绝缘罩22之中；

驱动系统包括变频器5、电动机7、同步带8、同步轮9、被动轮10，被动轮安装在转子26上，实现实验器的驱动；

测控系统包括转速传感器11、前置放大器14、信号采集仪15、工控机16、振动位移传感器17、温度传感器21、调温器35；转速传感器11位于转子26附近，用于测量转子转速；振动位移传感器17位于外花键19附近，用于监测其振动，在花键磨损以后，采用振动位移传感器17检测外花键19的磨损形线；温度传感器21和调温器35位于温度绝缘罩22内，实现温度绝缘罩22的温度测量和调节；前置放大器14连接转速传感器11、振动位移传感器17、温度传感器21和调温器35，信号采集仪15采集经过前置放大器14放大的信号，并传输给工控机16；

所述的定位销30位于外花键19、内花键20啮合段的起始端的正下方；

实验台的工作原理：采用转子26发生振动（涡动）并传递给涡动器23，进而传递给外花键19，实现振动外花键19和固定内花键20的相对振动；通过改变转子26的转速，实现相对振动频率调节；通过改变转子26的偏心，实现相对振动振幅的调节；采用静态扭矩加载装置1、扭矩测量仪4和扭矩传递杆28，实现外花键19、内花键20的扭矩传递且传递扭矩可调；采用倾角不对中调节系统，实现外花键19、内花键20的倾角不对中状态；外花键19、内花键20之间可以采用不同的润滑脂进行润滑；采用测控系统实现外花键19、内花键20工作温度的调节。

本发明的航空花键振动润滑磨损实验器，优点在于实现了花键啮合相对振动位移、频率、振幅的准确计量，花键传递扭矩、工作温度的测量与调节。结构精巧，可靠稳定。

附图说明

附图是航空花键振动润滑磨损实验器结构示意图。

图中：1静态扭矩加载装置；2双列角接触轴承；3刚性联轴器；4扭矩测量仪；5变频器；6角接触轴承；7电动机；8同步带；9同步轮；10被动轮；11转速传感器；12外环支承轴承；13内环支承轴承；14前置放大器；15信号采集仪；16工控机；17振动位移传感器；18端盖；19外花键；20内花键；21温度传感器；22温度绝缘罩；23涡动器；24扭矩加载轴；25基础平台；26转子；27主支座；28扭矩传递杆；29刚性连接件；30定位销；31紧固螺钉；32可活动支座；33紧固螺栓；34调节螺钉；35调温器；36固定支座。

具体实施方式

附图是本发明的航空花键振动润滑磨损实验器结构示意图。如图所示，本发明的航空花键振动润滑磨损实验器，由静态扭矩加载装置1、双列角接触轴承2、刚性联轴器3、扭矩测量仪4、变频器5、角接触轴承6、电动机7、同步带8、同步轮9、被动轮10、转速传感器11、外环支承轴承12、内环支承轴承13、前置放大器14、信号采集仪15、工控机16、振动位移传感器17、端盖18、外花键19、内花键20、温度传感器21、温度绝缘罩22、涡动器23、扭矩加载轴24、基础平台25、转子26、主支座27、扭矩传递杆28、刚性连接件29、定位销30、紧固螺钉31、可活动支座32、紧固螺栓33、调节螺钉34、调温器35、固定支座36组成。

（1）根据要求设计并加工实验器各个零部件；

（2）在实验器安装过程中，先将电动机7、倾角不对中调节系统、主支座27、双列角接触轴承2和角接触轴承6的底座安装于基础平台25之上；将外环支承轴承12套装在转子26两端，并一起安装在主支座27内；将内环支承轴承13套装在涡动器23两端，并一起安装在转子26内；在涡动器23右端安装刚性连接件29，在刚性连接件29左侧固定扭矩加载轴24，右侧固定外花键19；扭矩测量仪4通过刚性联轴器3和扭矩加载轴24同轴相连；

（3）根据实验器设计安装其余零部件；

（4）对实验器进行调试，并开展花键振动润滑磨损的实验研究；

（5）实验完成后，实验器拆卸过程参考上述安装过程，以其相反顺序进行。

Claims (1)

1.一种航空花键振动润滑磨损实验器，由静态扭矩加载装置、双列角接触轴承、刚性联轴器、扭矩测量仪、变频器、角接触轴承、电动机、同步带、同步轮、被动轮、转速传感器、外环支承轴承、内环支承轴承、前置放大器、信号采集仪、工控机、振动位移传感器、端盖、外花键、内花键、温度传感器、温度绝缘罩、涡动器、扭矩加载轴、基础平台、转子、主支座、扭矩传递杆、刚性连接件、定位销、紧固螺钉、可活动支座、紧固螺栓、调节螺钉、调温器、固定支座组成；其特征在于，

转子通过外环支承轴承和内环支承轴承支承在主支座上，主支座刚性固定在基础平台上；扭矩加载轴支承在双列角接触轴承上，通过刚性联轴器与扭矩测量仪连接，扭矩加载轴左侧装有静态扭转加载装置；扭矩测量仪右端通过刚性联轴器连接扭转传递杆，扭转传递杆支承在角接触轴承上，扭转传递杆右端通过刚性连接件与外花键连接；刚性连接件左端连接涡动器，涡动器采用内环支承轴承支承；内花键支承在可活动支座上，可活动支座与端盖通过螺栓连接压紧内花键；可活动支座通过定位销、紧固螺钉、紧固螺栓固定在固定支座上，紧固螺钉、紧固螺栓固定之前，可活动支座在调节螺钉的调解下绕定位销旋转，实现内花键和外花键的倾角不对中；

倾角不对中调节系统包括定位销、紧固螺钉、紧固螺栓和调节螺钉，倾角不对中调节系统和外花键一起处于温度绝缘罩之中；

驱动系统包括变频器、电动机、同步带、同步轮、被动轮，被动轮安装在转子上，实现实验器的驱动；

测控系统包括转速传感器、前置放大器、信号采集仪、工控机、振动位移传感器、温度传感器、调温器；转速传感器位于转子附近，用于测量转子转速；振动位移传感器位于外花键附近，用于监测其振动，在花键磨损以后，采用振动位移传感器检测外花键的磨损形线；温度传感器和调温器位于温度绝缘罩内，实现温度绝缘罩的温度测量和调节；前置放大器连接转速传感器、振动位移传感器、温度传感器和调温器，信号采集仪采集经过前置放大器放大的信号，并传输给工控机；

所述的定位销位于外花键、内花键啮合段的起始端的正下方。

Images