CN104111166A - 一种机轮疲劳试验台的加载装置 - Google Patents

Abstract

一种机轮疲劳试验台的加载装置，减速器和飞轮均安装在基座台面的上表面。飞轮固定安装在减速器的输出轴上。支撑座安装在基座台面下表面，并位于该基座长度方向的中心线上。支撑座支撑板的一端与立柱之间铰接。立柱的上端穿过基座台面上的油缸安装槽，与位于基座台面上方的轮叉通过铜套连接。机轮轴固定在所述轮叉的顶端。所述机轮轴的中心与飞轮的中心等高。加载油缸位于所述油缸安装槽内，一端与立柱中部的耳片通过销铰接。紧急制动器位于飞轮另一侧圆周表面处，以对该飞轮实施紧急制动。本发明采用杠杆原理实现对试验机轮的加载，结构简单，使用维护方便。

Description

一种机轮疲劳试验台的加载装置

技术领域

本发明涉及一种机轮疲劳试验，具体是一种机轮疲劳试验台加载装置。 

背景技术

为了对航空机轮进行寿命评估，厂内试验时要求在疲劳试验台上对机轮进行疲劳滚转试验。根据相对性原理，在进行机轮滚转疲劳试验时，用飞轮来代替机场跑道，机轮安装在试验台加载头上，当飞轮表面线速度达到试验所需的滚转速度时，操纵试验台加载头，使被试机轮紧压在飞轮表面上同步运转；压紧载荷相当于飞机施加于机轮上的载荷，由液压系统提供；载荷大小可按飞机起飞、着陆滑跑等规律自动或手动控制；最后通过相关检测手段测定和记录显示有关数据。目前国内对航空机轮疲劳试验的方法多数为上述方式加载。 

在申请号为201210123879X的发明创造中，公开了一种航空机轮疲劳阻力加载试验台及试验方法：在加载托架一侧表面固定有悬臂轴，从该悬臂轴的根部至端部依次套装有传动齿轮、力矩传感器、扭力筒和受试机轮。飞轮的圆周表面与机轮轮胎的圆周表面相贴合。此方式加载操作起来比较复杂，尤其是在侧偏加载时需要将加载头在弧形导轨上旋转，由于结构比较复杂操作极其不方便，并且维护成本高。 

在申请号200810243076的发明创造中，公开了一种角接触轴承疲劳寿命试验台。该发明创造公开的高速角接触球轴承疲劳寿命试验装置中，通过变频器实现高频电机无极变速，传动轴带动角接触轴承在一定预紧力下高速旋转，采用砝码调节加载轴向预紧力，开展各种转速、工况下的角接触球轴承疲劳寿命试验；该角接触球轴承疲劳寿命试验装置结构复杂、价格昂贵、操作繁琐、噪音较大等缺陷。 

发明内容

为克服现有技术中存在的操作不便、维护成本高的不足，本发明提出了一种机轮疲劳试验台的加载装置。 

本发明包括飞轮、机轮轴、轮叉、加载油缸、立柱、支撑座、基座、支架、减速器和拖动电机。减速器和飞轮均安装在基座台面的上表面。飞轮固定安装在减速器的输出轴上，并通过支架固定在基座台面的上表面。支撑座安装在基座台面下表面，并位于该基座长度方向的中心线上。支撑座支撑板的一端与立柱之间铰接。立柱的上端 穿过基座台面上的油缸安装槽，与位于基座台面上方的轮叉通过铜套连接。机轮轴固定在所述轮叉的顶端。所述机轮轴的中心与飞轮的中心等高；所述受试机轮的外圆周表面与飞轮一侧圆周表面之间的间距为50mm。加载油缸位于所述油缸安装槽内，一端固定在基座的一侧表面上，另一端与立柱中部的耳片通过销铰接。紧急制动器位于飞轮另一侧圆周表面处，以对该飞轮实施紧急制动。减速器和拖动电机均安装在基座台面上，并且通过联轴器联结。 

所述轮叉由圆形底板和两个支杆组成。在所述的两个支杆顶端端面均有固定安装机轮轴的半瓦。所述轮叉底板中心有通孔，与立柱上端头面用铜套连接，以实现轮叉在立柱上端面旋转。在所述轮叉底板通孔的周围均布24个定位孔。 

在所述支撑座的水平板上有与基座连接的通孔，在该支撑座的竖直板上有连接板，该连接板的端头有与立柱的单耳片配合的通孔。 

在所述立柱中部的一侧圆周表面上有径向凸出的连接耳片，通过该连接耳片端头的“U”形连接槽将所述立柱与加载油缸铰接，并使与立柱连接后的加载油缸处于水平状态。所述立柱的另一端有轴向凸出的单耳片，通过该单耳片端头的连接孔，将该立柱与支撑座的连接板铰接。在所述立柱中部的一侧圆周表面上有径向凸出的连接耳片，通过该连接耳片端头的“U”形连接槽将所述立柱与加载油缸铰接，并使与立柱连接后的加载油缸处于水平状态。在所述立柱的小直径端与单耳片之间的外圆周表面有径向凸出的定位板，在该定位板上均布有24个贯通的定位孔。所述定位孔与轮叉底板上的定位孔一一对应。 

本发明采用杠杆原理实现对试验机轮的加载，结构简单，使用维护方便。现有技术中的的机轮疲劳试验台加载装置结构比较复杂，制造成本高，一套加载装置费用大约在60万左右，而且后期维护费用比较高；然而本发明提出的机轮疲劳试验台加载装置的制造费用大约在20万左右，并且后期的维护费用比较少，操作更为简单。 

附图说明

图1是试验台的结构示意图；其中1a为主视图，1b为1a中A部位的局部放大图，1c为侧视图，1d为俯视图； 

图2是飞轮结构示意图，其中2a为主视图，2b为侧视图； 

图3是轮叉结构示意图，其中3a为主视图，3b为侧视图，3c为俯视图； 

图4是立柱结构示意图，其中4a为主视图，4b为侧视图； 

图5是支撑座结构示意图，其中5a为主视图，5b为侧视图； 

图6是加载装置结构示意图，其中6a为主视图，6b为侧视图。 

1.飞轮；2.受试机轮；3.机轮轴；4.轮叉；5.加载油缸；6.立柱；7.支撑座；8.基座；9.紧急制动器；10.支架；11.大联轴器；12.减速器；13.小联轴器；14.拖动电机；15.定位孔；16压板。 

具体实施方式

一种机轮疲劳试验台加载装置如图1所示，包括飞轮1、机轮轴3、轮叉4、加载油缸5、立柱6、支撑座7、基座8、紧急制动器9、支架10、大联轴器11、减速器12、小联轴器13和拖动电机14。 

基座8是本实施例的载体。减速器12和飞轮1均安装在基座8台面的上表面。飞轮1通过键固定安装在减速器12的输出轴上，并通过支架10固定在基座8台面的上表面。支撑座7安装在基座8台面下表面，并位于该基座长度方向的中心线上。支撑座7支撑板的一端与立柱6通过销铰接。立柱6的上端穿过基座8台面上的油缸安装槽，与位于基座8台面上方的轮叉4通过铜套连接。在所述轮叉的顶端固定安装有机轮轴3；受试机轮2通过轴承安装在所述机轮轴3上。所述受试机轮2中心的高度与飞轮1中心的高度相同；所述受试机轮2的外圆周表面与飞轮1一侧圆周表面之间的间距为50mm。加载油缸5位于所述油缸安装槽内，该油缸的一端固定在基座8的一侧表面上，另一端与立柱6中部的耳片通过销铰接。所述加载油缸5采用通用的液压油缸，该加载油缸的初始位置时，与加载油缸连接的立柱6端面的中心与所述飞轮圆周表面之间的距离最大，安装的受试机轮直径最大，为800mm；当受试机轮的直径小于800mm时，通过所述加载油缸调整立柱6的位置，使该受试机轮的圆周表面与飞轮表面接触。 

在基座台面的上表面安装有紧急制动器9，该紧急制动器9位于飞轮1另一侧圆周表面处，以对该飞轮1实施紧急制动。本实施例中减速器12和拖动电机14均安装于基座8台面上，分别用大联轴器11和小联轴器13联结。 

本实施例中，试验台的试验参数为：试验载荷为150KN、加载位移速度为50mm/S、轮叉旋转角度为0～20℃、飞轮速度范围：0-60km/h。 

所述飞轮1为φ2000×700钢铸件，根据试验所需带动不同型号的受试机轮进行滚转试验。所述飞轮与减速器12输出端通过大联轴器11连接；减速器12的输入端与拖 动电机14的输出端通过小联轴器13连接；当拖动电机14启动时，带动飞轮1以一定的转速旋转来代替飞机跑道。飞轮1的内腔有减轻孔，在试验时可以减少飞轮的转动惯量。 

机轮轴3为锻造件，材料为30CrMnSi。所述机轮轴的外形为阶梯状，以方便安装受试机轮。在该机轮轴上分别安装有受试机轮、锁紧螺母和轴套。该机轮轴一端的外径与轮叉4上的半瓦的内径相同，该机轮轴另一端的外径与轴套的内径相同。轴套的外径与轮叉4上的半瓦的内径相同。机轮轴3的两端分别安装在轮叉支杆顶端的两个半瓦中。试验时，受试机轮通过轴承安装所述机轮轴中部并通过锁紧螺母固定。 

轮叉4为钢铸件，由底板和两个支杆组成。所述底板为圆形，两个支杆对称分布在所述底板上表面边缘处，整体呈“U”形。在所述的两个支杆顶端端面均固定安装有半瓦，该半瓦的内半径与机轮轴3的外半径相同，试验时将机轮轴3装在轮叉4的半瓦内，盖上压盖并通过螺栓固定，即将机轮轴3固紧在轮叉4的顶端。所述轮叉4“U”形底板上有立柱连接孔，该立柱连接孔的孔径与铜套的外径相同，通过该铜套将轮叉与立柱6连接，并使轮叉4与立柱6上端之间能够旋转。所述轮叉4“U”形底板上有均布有24个贯通的定位孔15，并且该定位孔环绕在所述立柱连接孔的周边。 

如图6所示，立柱6为锻造件，材料为：30CrMnSi。所述立柱6的外圆周表面为阶梯状。立柱6一端端面的中心有轴向的螺纹盲孔，将立柱小直径端装入位于轮叉“U”形底板上的立柱连接孔中的铜套内后，在立柱小直径端的端面放置压板16，并通过螺栓将所述压板与立柱固连。在所述立柱中部的一侧圆周表面上有径向凸出的连接耳片，通过该连接耳片端头的“U”形连接槽将所述立柱与加载油缸5铰接，并使与立柱连接后的加载油缸处于水平状态。所述立柱6的另一端有轴向凸出的单耳片，通过该单耳片端头的连接孔，将该立柱与支撑座7的连接板铰接。在所述立柱的小直径端与单耳片之间的外圆周表面有径向凸出的定位板，在该定位板上均布有24个贯通的定位孔。所述定位孔与轮叉底板上的定位孔一一对应。 

工作时，当轮叉4通过铜套转动到设定的角度时，用螺栓穿入轮叉底板上的定位孔和立柱上的定位孔，将轮叉固定，从而实现对轮叉的定位。 

支撑座7为焊接件，材料为45#钢。所述支撑座的主体结构由“L”形板件和耳形件组成。“L”形板件由两块长方形钢板垂直焊接，并且在该支撑座的水平板上有与基座8连接的通孔，在该支撑座的竖直板上有连接板，该连接板为“U”形，其端头有与 立柱的单耳片配合的通孔。 

使用本实施例对机轮进行加载时，整个试验台工作过程为： 

垂直加载：试验开始时，拖动电机14启动带动飞轮1旋转，使转速达到试验时所需转速。加载油缸5开始加压前进推动立柱6，安装在轮叉4上的受试机轮2通过立柱6随动向旋转的飞轮1靠近，当受试机轮2压向飞轮1时，飞轮1带动受试机轮2开始旋转，以此给受试机轮2加载，直至液压加载系统检测到的载荷为150KN，此时需要停止加载，通过补压保持加载压力。记录飞轮1滚转里程，直到满足对受试机轮2的滚转里程要求。此时加载油缸5后退带动受试机轮2脱离飞轮1，垂直加载试验结束。 

侧偏加载：试验开始时，拖动电机14启动带动飞轮1旋转，使转速达到试验时所需转速。转动轮叉4到加载所需的角度，然后用销子锁死。加载油缸5开始加压前进推动立柱6，安装在轮叉4上的受试机轮2通过立柱6随动向旋转的飞轮1靠近，当受试机轮2压向飞轮1时，飞轮1带动受试机轮2开始旋转，以此给受试机轮2加载，直至液压加载系统检测到的载荷为150KN，此时需要停止加载，通过补压保持加载压力。记录飞轮1滚转里程，直到满足对受试机轮2的滚转里程要求。此时需要停止加载，通过补压保持加载压力。此时加载油缸5后退带动受试机轮2脱离飞轮1，侧偏加载试验结束。 

Claims (4)

1.一种机轮疲劳试验台的加载装置，其特征在于，包括飞轮、机轮轴、轮叉、加载油缸、立柱、支撑座、基座、支架、减速器和拖动电机；减速器和飞轮均安装在基座台面的上表面；飞轮固定安装在减速器的输出轴上，并通过支架固定在基座台面的上表面；支撑座安装在基座台面下表面，并位于该基座长度方向的中心线上；支撑座支撑板的一端与立柱之间铰接；立柱的上端穿过基座台面上的油缸安装槽，与位于基座台面上方的轮叉通过铜套连接；机轮轴固定在所述轮叉的顶端；所述机轮轴的中心与飞轮的中心等高；所述受试机轮的外圆周表面与飞轮一侧圆周表面之间的间距为50mm；加载油缸位于所述油缸安装槽内，一端固定在基座的一侧表面上，另一端与立柱中部的耳片通过销铰接；紧急制动器位于飞轮另一侧圆周表面处，以对该飞轮实施紧急制动；减速器和拖动电机均安装在基座台面上，并且通过联轴器联结。

2.如权利要求1所述机轮疲劳试验台的加载装置，其特征在于，所述轮叉由圆形底板和两个支杆组成；在所述的两个支杆顶端端面均有固定安装机轮轴的半瓦；所述轮叉底板中心有通孔，与立柱上端头面用铜套连接，以实现轮叉在立柱上端面旋转；在所述轮叉底板通孔的周围均布24个定位孔。

3.如权利要求1所述机轮疲劳试验台的加载装置，其特征在于，在该支撑座的水平板上有与基座连接的通孔，在该支撑座的竖直板上有连接板；该连接板的端头有与立柱的单耳片配合的通孔。

4.如权利要求1所述机轮疲劳试验台的加载装置，其特征在于，在所述立柱中部的一侧圆周表面上有径向凸出的连接耳片，通过该连接耳片端头的“U”形连接槽将所述立柱与加载油缸铰接，并使与立柱连接后的加载油缸处于水平状态；所述立柱的另一端有轴向凸出的单耳片，通过该单耳片端头的连接孔，将该立柱与支撑座的连接板铰接；在所述立柱中部的一侧圆周表面上有径向凸出的连接耳片，通过该连接耳片端头的“U”形连接槽将所述立柱与加载油缸铰接，并使与立柱连接后的加载油缸处于水平状态；在所述立柱的小直径端与单耳片之间的外圆周表面有径向凸出的定位板，在该定位板上均布有24个贯通的定位孔；所述定位孔与轮叉底板上的定位孔一一对应。