CN108843693B - 具有防松功能的摆锤式冲击试验机联轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有防松功能的摆锤式冲击试验机联轴结构，包括联轴器、过渡轴套和紧固螺钉；其中，过渡轴套套设在自整角机转轴上并进行固定，联轴器的两端分别套设在摆锤转轴和过渡轴套外圆周壁上，联轴器两侧上的两个螺纹孔分别对准摆锤转轴和过渡轴套外圆周壁上的定位孔，各自将联轴器固定在定位孔中，最终通过联轴器的可靠连接实现摆锤转轴和自整角机转轴的同步运转。本发明结构简单，连接更可靠，安装更便捷，且延长了联轴器的使用寿命。

Description

具有防松功能的摆锤式冲击试验机联轴结构

技术领域

本发明属于航天器动力学试验设备技术领域，具体来说，本发明涉及一种连接特性好且具有定位防松功能的摆锤式冲击试验机联轴器和过渡轴套装置。

背景技术

航天器产品在运输、发射、轨道运行或返回期间受到的各种瞬态载荷，称之为冲击环境。在冲击过程中，外界的能量在瞬间传递到航天器及其部件上，所产生的位移、速度和加速度的突然变化有可能造成航天器结构和仪器仪表等部件的损坏甚至失效，从而导致航天器无法正常工作。因此，冲击试验成为检验和暴露航天器研制过程中存在的设计问题和加工缺陷的环境模拟试验项目之一。

随着对空间环境以及发射环境认识的逐步深入，冲击试验越来越受到重视。尤其是大量级(＞1000g)的冲击试验，由于固有机械性能的限制很难在振动台上完成，因此现在大部分冲击试验都在冲击台上完成。

摆锤式冲击响应谱试验机(以下简称摆冲试验机)是进行冲击响应谱试验的主要设备类型之一。摆锤是冲击能量的来源，摆锤角度提升的越高，冲击的量级越大，反之则越小，精确控制摆锤的提升角度是试验结果能否满足试验要求的关键所在。自整角机是读取摆锤提升角度的关键设备，通过联轴器与摆锤转轴相连接，读取数据之后传输到控制仪上，所以联轴器的作用至关重要，连接的可靠性关系到试验数据的准确性。通过长时间的试验实践，发现现有摆冲试验机联轴器存在一些问题和不足，具体如下：

(1)联轴器存在工艺缺陷。

厂家提供的联轴器为直接线切割完成，由于摆锤转轴也为直线切割，均未对二者的外部或内部结构进行打磨倒角处理，这就可能存在较大加工工艺缺陷，在联轴器出现问题进行维修时安装时间较长、影响工作效率。

联轴器的材料为硬铝材料，两个螺纹孔均未安装强度更高的钢丝螺套，频繁紧固之后螺纹容易出现损坏。

(2)紧固螺钉所用材料强度不够。

两个紧固螺钉所用材料强度不够，紧固次数多了之后容易出现断裂，一旦螺钉断裂，联轴器将报废。

(3)联轴器与两个转轴连接方式存在设计缺陷。

联轴器将两个转轴相连接，只是单纯的通过紧固螺钉的方式加大螺钉与转轴的摩擦力来实现同步运转，在两个转轴上没有任何定位孔等防松措施，摩擦面积也相对较小，在长时间的冲击环境下紧固螺钉易发生松动，导致螺钉与转轴的摩擦力降低，且螺钉紧固次数越多，与转轴的摩擦力越小，从而导致联轴器与转轴发生相对滑动，不能准确传递摆锤转动角度信号，即不能保证试验结果的有效性。

(4)安装不对中存在预应力

由于安装过程中会导致摆锤转轴和自整角机转轴不对中，使得联轴器发生变形产生预应力。原联轴器采用整体材料加工，可吸收不对中能力较小，当预应力过大时会加速联轴器上螺钉的松动和对螺纹及自整角机的破坏。另一方面，初始安装精度不高，预应力较大，导致可用应力余量较小。在大量级冲击过程中，两轴瞬时不对中程度急剧增加，使联轴器与转轴更易发生相对滑动或导致联轴器断裂。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种应用于摆锤式冲击试验机上连接摆锤转轴与自整角机的具有防松定位功能且连接性能良好的联轴结构，用于保证数据传递的准确性，从而提高冲击效率。

本发明通过如下技术方案实现：

具有防松功能的摆锤式冲击试验机联轴结构，包括联轴器本体、过渡轴套和紧固螺钉；其中，过渡轴套套设在自整角机转轴上并通过一侧的紧固螺母进行固定，联轴器的两端分别通过配合结构套设在摆锤转轴和过渡轴套外圆周壁上，联轴器两侧上的两个螺纹孔分别对准摆锤转轴和过渡轴套外圆周壁上的定位孔，各自通过紧固螺钉将联轴器固定在两个定位孔中，且施加固定力矩到紧固螺钉，最终通过联轴器的可靠连接实现摆锤转轴和自整角机转轴的同步运转。

优选地，联轴器优选高强度不锈钢材质锻造而成。

优选地，过渡轴套优选高强度硬铝锻造而成。

优选地，过渡轴套和联轴器进行倒角打磨处理，进一步地，对联轴器的内、外部结构都进行了倒角打磨处理。

优选地，在摆锤转轴上设置一个或多个定位孔。多个定位孔可以绕一圆周平面均布。

优选地，联轴器上的紧固螺钉和自整角机转轴上的紧固螺母加防松弹垫。

本发明具有如下的有益效果：

(1)延长了联轴器的使用寿命。

将联轴器和紧固螺钉所用的硬铝材料变成强度更高的不锈钢材料，降低了联轴器发生断裂的频率；重新设计了联轴器的结构尺寸，将内外径由异径尺寸改为以大口径为准的同径尺寸，提高了联轴器传递扭矩的能力。

(2)连接更可靠

重新设计的联轴器通过增加定位孔和过渡轴套的措施之后能有效的防止与两个转轴发生相对滑动的现象，大幅降低了由于应力过大对联轴器的损伤。相比较于之前直接用螺钉顶在转轴上的紧固方式要合理、可靠，极大提高了联轴器连接的可靠性从而提高了摆冲试验机工作的可靠性。

(3)安装更便捷

对联轴器的内、外部结构进行了倒角打磨处理，更易于安装，降低了对操作人员的技能要求。

附图说明

图1为本发明的摆锤式冲击试验机联轴结构在实际应用中的装配示意图，其中：1、紧固螺钉；2、联轴器；3、紧固螺母；4、过渡轴套；5、摆锤转轴；6、自整角机转轴。

图2为本发明的摆锤式冲击试验机联轴结构的剖视图。

图3为本发明的摆锤式冲击试验机联轴器剖视图。

图4为本发明的摆锤式冲击试验机过渡轴套剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的摆锤式冲击试验机联轴器装置进行详细说明，具体实施方式仅为示例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。

图1-4分别显示了本发明的摆锤式冲击试验机联轴器及过渡轴套装置在实际应用中的装配示意图、联轴器及过渡轴套剖视图。根据附图显示可知，本发明的摆锤式冲击试验机联轴器装置包括联轴器本体2和过渡轴套4。

在一实施方式中，发明的摆锤式冲击试验机联轴器及过渡轴套装置中的过渡轴套4通过紧固螺母3固定在伸入过渡轴套4内的自整角机转轴6上，联轴器4的两端分别对应装在摆锤转轴5和过渡轴套4上，将联轴器4上的两个螺纹孔分别对准摆锤转轴5和过渡轴套4上的定位孔，通过紧固螺钉1将联轴器固定在两个定位孔上，且施加固定力矩到紧固螺钉1，最终通过联轴器的可靠连接实现摆锤转轴5和自整角机转轴6的同步运转。

在一具体实施方式中,首先将过渡轴套4装在自整角机转轴6上，使通槽一侧与自整角机本体凸形结构配合，在自整角机转轴6末端用螺母拧紧锁死，使其达到与转轴同步运转的目的。然后将联轴器4装在摆锤转轴5上，将固定好过渡轴套的自整角机转轴6放入联轴器4当中，使联轴器4上的两个螺纹孔分别对准两个定位孔，施加固定力矩到紧固螺钉1进行紧固，通过联轴器4保证摆锤转轴5与自整角机连接的可靠性。

在一具体实施方式中，过渡轴套4可以采用高强度硬铝压锻造或者其它材料的锻造成型件，联轴器2采用高强度不锈钢材质。

尽管上文对本发明专利的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明专利的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.具有防松功能的摆锤式冲击试验机联轴结构，包括联轴器、过渡轴套和紧固螺钉；其中，过渡轴套套设在自整角机转轴上并通过一侧的紧固螺母进行固定，联轴器的两端分别通过配合结构套设在摆锤转轴和过渡轴套外圆周壁上，联轴器两侧上的两个螺纹孔分别对准摆锤转轴和过渡轴套外圆周壁上的定位孔，各自通过紧固螺钉将联轴器固定在两个定位孔中，且施加固定力矩到紧固螺钉，最终通过联轴器的可靠连接实现摆锤转轴和自整角机转轴的同步运转，其中，所述过渡轴套设有通槽，所述通槽一侧与自整角机本体凸形结构配合，所述摆锤转轴上设置有一个或多个定位孔，所述多个定位孔可绕一圆周平面均布。

2.如权利要求1所述的摆锤式冲击试验机联轴结构，其中，联轴器由高强度不锈钢材质锻造而成。

3.如权利要求1所述的摆锤式冲击试验机联轴结构，其中，过渡轴套由高强度硬铝锻造而成。

4.如权利要求1所述的摆锤式冲击试验机联轴结构，其中，过渡轴套和联轴器进行倒角打磨处理。

5.如权利要求1所述的摆锤式冲击试验机联轴结构，其中，对联轴器的内、外部结构都进行了倒角打磨处理。

6.如权利要求1-5任一项所述的摆锤式冲击试验机联轴结构，其中，联轴器上的紧固螺钉和自整角机转轴上的紧固螺母加防松弹垫。

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