CN106153342B - 航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，包括伺服电机、主轴、带轮、试验轴瓦、从动轴、第一轴承座、第二轴承座、第一导轨、第二导轨、液压缸以及动螺杆；伺服电机驱动主轴进行一级增速；主轴驱动带轮运转，进行二级增速；试验轴瓦通过过盈配合方式安装在带轮的内侧；通过带轮带动试验轴瓦高速旋转，从动轴设置在试验轴瓦内侧；润滑油通过从动轴上的轴心孔进入试验轴瓦；从动轴两端部的第一轴承座、第二轴承座能够沿第一导轨、第二导轨滑动。本发明利用两级带传动增速，试验轴瓦最高转速可达到12000r/min，带传动便于测定达到极限负载时试验轴瓦的抱死载荷，避免了达到极限负载时试验轴瓦咬合对传动系统的破坏。

Description

航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置

技术领域

本发明涉及滑动轴承性能测试设备，具体地，涉及一种航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置。

背景技术

齿轮传动风扇发动机是在风扇与低压压气机之间引入减速齿轮箱，使风扇转速选择的较低、低压压气机与低压涡轮级数减少。齿轮传动风扇发动机质量轻、低排放、低噪声、低油耗和低维护费用等优点，已成为下一代民用发动机的主要研究方向之一。减速齿轮箱是齿轮传动风扇发动机的核心元件，其性能的优劣影响整个发动机的可靠性。滑动轴承作为齿轮传动风扇发动机减速齿轮箱行星齿轮的关键部件，其承载性能、润滑特性直接影响整个齿轮箱的性能与可靠性。齿轮传动风扇发动机减速齿轮箱滑动轴承重载(20MPa左右)高速(10000～12000r/min)的特性，以及轴瓦转动、轴不转动的运行特性，要求该滑动轴承必须进行试验考核。

现有的滑动轴承试验装置加载载荷小(一般不大于5MPa)，转速低(3000r/min)，且基本为轴转动、试验轴瓦静止的运动形式，无法达到航空发动机减速齿轮箱滑动轴承重载(20MPa)、高速(10000～12000r/min)、轴瓦相对轴转动的试验特性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，用于模拟大比压、高速工况下的动压径向滑动轴承运行情况，更加真实的测定径向滑动轴承不同工况下的润滑性能及极限载荷，提供有益的数据参考。

根据本发明提供的航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，包括伺服电机、主轴、带轮、试验轴瓦、从动轴、第一轴承座、第二轴承座、第一导轨、第二导轨、液压缸以及动螺杆；

伺服电机驱动主轴进行一级增速；主轴驱动带轮运转，进行二级增速；

试验轴瓦通过过盈配合方式安装在带轮的内侧；通过带轮带动试验轴瓦高速旋转，从动轴设置在试验轴瓦内侧；润滑油通过从动轴上的轴心孔进入试验轴瓦；

从动轴两端部的第一轴承座、第二轴承座能够沿第一导轨、第二导轨滑动；液压缸用于推动螺杆向第一轴承座、第二轴承座施加载荷；

通过与液压缸连接的第一力传感器测定液压缸施加载荷大小，通过从动轴伸出端的力臂连接的第二力传感器测定摩擦转矩大小。

优选地，还包括带轮；

由伺服电机通过带轮驱动主轴进行一级增速，主轴通过带传动驱动带轮进行二级增速。

优选地，还包括固定挡板；

所述固定挡板设置在第二轴承座的侧面；液压缸与固定挡板连接。

优选地，还包括活动挡板；

液压缸连接的第一力传感器与活动挡板之间安装有碟形弹簧；

所述力臂通过过盈配合安装在主轴上，试验轴瓦与主轴之间的液膜产生带动从动轴相对旋转的摩擦扭矩，通过力臂末端的第二力传感器测定所述摩擦扭矩；

所述从动轴与试验轴瓦配合段设置有压力传感器、温度传感器；压力传感器用于在滑动轴承试验区测定油膜压力，温度传感器用于在滑动轴承试验区测定油膜温度。

优选地，所述从动轴末端设置有一对推力球轴承实现轴向定位。

优选地，所述压力传感器、所述温度传感器的数量均为4个；

4个所述压力传感器分别与从动轴受力方向呈-37.5°、0°、37.5°、75°；

4个所述温度传感器分别与从动轴受力方向呈37.5°、0°、-37.5°、-75°。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明利用两级带传动增速，试验轴瓦最高转速可达到12000r/min，带传动便于测定达到极限负载时试验轴瓦的抱死载荷，避免了达到极限负载时试验轴瓦咬合对传动系统的破坏；

2、本发明通过试验轴瓦与带轮过盈配合的方式实现轴瓦高速旋转，达到模拟减速齿轮箱行星齿轮用滑动轴承的实际运行工况；

3、本发明通过液压缸推动滑动轴承座的形式实现载荷加载，模拟了行星齿轮用滑动轴承重载运行的特性；

4、本发明通过将压力传感器布置在承载区、将温度传感器布置在最小膜厚附近，实现了油膜压力及温度分布的精确测量；

5、本发明主要适用于重载高速径向滑动轴承润滑性能及极限载荷测定。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中的结构示意图；

图2为本发明中油膜压力测试的示意图；

图3为本发明中油膜温度测试的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本实施例中，本发明提供的航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，包括伺服电机、第一主轴6、第一带轮16、试验轴瓦29、从动轴10、第一轴承座9、第二轴承座23、第一导轨8、第二导轨31、液压缸18以及螺杆19；

伺服电机驱动第一主轴6进行一级增速；第一主轴6驱动第一带轮16运转，进行二级增速；

试验轴瓦29通过过盈配合方式安装在第一带轮16的内侧；通过第一带轮16带动试验轴瓦29高速旋转，从动轴10设置在试验轴瓦29内侧；润滑油通过从动轴10上的轴心孔28进入试验轴瓦29；试验轴瓦29通过过盈配合与第一带轮16连接，实现高速旋转；第二主轴10不产生旋转运动。

从动轴10两端部的第一轴承座9、第二轴承座23能够沿第一导轨8、第二导轨31 滑动；液压缸18用于推动螺杆19向第一轴承座9、第二轴承座23施加载荷；

通过与液压缸18连接的第一力传感器22测定液压缸施加载荷大小，通过从动轴10伸出端的力臂13连接的第二力传感器测定摩擦转矩大小。

本发明提供的航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，还包括第二带轮34；

由伺服电机通过第二带轮34驱动第一主轴6进行一级增速，第一主轴6通过带传动驱动第一带轮16进行二级增速。

本发明提供的航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，还包括固定挡板17；

所述固定挡板17设置在第一轴承座9、第二轴承座23的侧面；液压缸18与固定挡板17连接。

本发明提供的航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，还包括活动挡板20；

液压缸18连接的第一力传感器22与活动挡板20之间安装有碟形弹簧，用于实现减震均载；

所述力臂13通过过盈配合安装在第二主轴10上，试验轴瓦29与第二主轴10之间的液膜产生带动从动轴10相对旋转的摩擦扭矩，通过力臂13末端的第二力传感器测定所述摩擦扭矩；

所述从动轴10与试验轴瓦29配合段设置有压力传感器11、温度传感器12；压力传感器用于在滑动轴承试验区测定油膜压力，温度传感器用于在滑动轴承试验区测定油膜温度。

所述从动轴10末端设置有一对推力球轴承26实现轴向定位。

所述压力传感器11、所述温度传感器12的数量均为4个；

4个所述压力传感器11分别与从动轴10受力方向呈-37.5°、0°、37.5°、75°；

4个所述温度传感器12分别与从动轴10受力方向呈37.5°、0°、-37.5°、-75°。

本发明能够模拟航空发动机行星齿轮用滑动轴承重载高速、轴瓦转动轴不动的特殊工况，同时提供了油膜压力与温度的测量方法，且试验台架结构简单，便于拆装。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，其特征在于，包括伺服电机、主轴(6)、带轮(16)、试验轴瓦(29)、从动轴(10)、第一轴承座(9)、第二轴承座(23)、第一导轨(8)、第二导轨(31)、液压缸(18)以及动螺杆(19)；

伺服电机驱动主轴(6)进行一级增速；主轴(6)驱动带轮(16)运转，进行二级增速；

试验轴瓦(29)通过过盈配合方式安装在带轮(16)的内侧；通过带轮(16)带动试验轴瓦(29)高速旋转，从动轴(10)设置在试验轴瓦(29)内侧；润滑油通过从动轴(10)上的轴心孔(28)进入试验轴瓦(29)；

从动轴(10)两端部的第一轴承座(9)、第二轴承座(23)能够沿第一导轨(8)、第二导轨(31)滑动；液压缸(18)用于推动螺杆(19)向第一轴承座(9)、第二轴承座(23)施加载荷；

通过与液压缸(18)连接的第一力传感器(22)测定液压缸施加载荷大小，通过从动轴(10)伸出端的力臂(13)连接的第二力传感器测定摩擦转矩大小。

2.根据权利要求1所述的航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，其特征在于，还包括带轮(34)；

由伺服电机通过带轮(34)驱动主轴(6)进行一级增速，主轴(6)通过带传动驱动带轮(16)进行二级增速。

3.根据权利要求1所述的航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，其特征在于，还包括固定挡板(17)；

所述固定挡板(17)设置在第一轴承座(9)、第二轴承座(23)的侧面；液压缸(18)与固定挡板(17)连接。

4.根据权利要求1所述的航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，其特征在于，还包括活动挡板(20)；

液压缸(18)连接的第一力传感器(22)与活动挡板(20)之间安装有碟形弹簧；

所述力臂(13)通过过盈配合安装在主轴(10)上，试验轴瓦(29)与主轴(10)之间的液膜产生带动从动轴(10)相对旋转的摩擦扭矩，通过力臂(13)末端的第二力传感器测定所述摩擦扭矩；

所述从动轴(10)与试验轴瓦(29)配合段设置有压力传感器(11)、温度传感器(12)；压力传感器用于在滑动轴承试验区测定油膜压力，温度传感器用于在滑动轴承试验区测定油膜温度。

5.根据权利要求1所述的航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，其特征在于，所述从动轴(10)末端设置有一对推力球轴承(26)实现轴向定位。

6.根据权利要求4所述的航空发动机用重载高速径向滑动轴承综合性能试验装置，其特征在于，所述压力传感器(11)、所述温度传感器(12)的数量均为4个；

4个所述压力传感器(11)分别与从动轴(10)受力方向呈-37.5°、0°、37.5°、75°；

4个所述温度传感器(12)分别与从动轴(10)受力方向呈37.5°、0°、-37.5°、-75°。

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