CN110793774B - 一种杆端关节轴承测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种杆端关节轴承测试装置，涉及机械技术领域。包括一个由带两对叉耳的过渡接头和下接头组成的万向接头，和由内筒、外筒和他们之间的高阻尼硅橡胶组成的工装阻尼器。利用含有高阻尼硅橡胶的轴向剪切阻尼器在受到轴向载荷时力和位移存在一定相位差的特性,在疲劳试验加载时通过工装阻尼器的位移使产生的轴向力满足疲劳试验载荷要求,由于硅橡胶层的阻尼特性,施加的位移在相位上超前力a角度,使得杆端关节轴承载荷达到峰值时,关节轴承内外圈正以一定速度相对转动,更加接近杆端关节轴承的实际工作状态,可以更好地对杆端关节轴承的疲劳特性进行考核。

Description

一种杆端关节轴承测试装置
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体为一种杆端关节轴承测试装置。
背景技术
目前杆端体的疲劳特性(加速疲劳)试验一般都是通过一个工装与杆端关节轴承的轴承内圈连接，拉伸试验机的两个夹头分别夹住连接轴承内圈的工装和杆端体的螺纹段施加拉压载荷进行。采用这种方式考核出的只是杆端体承受拉压载荷的能力。如前所述，杆端关节轴承的工作模式为不仅要承受径向载荷，内外圈之间还要相对转动，而在一定径向载荷作用下内外圈之间相对转动存在较大的转动摩擦力矩。因此，设计上首先测出一定径向载荷作用下内外圈之间相对转动的转动摩擦力矩，然后计算出杆端体被考核部位分别在该径向载荷作用下和内外圈之间相对转动的转动摩擦力矩作用下的应力，计算出转动摩擦力矩产生的应力占一定径向载荷作用下产生的应力的比，最后安全使用寿命分析时将使用载荷按该比例放大考虑。
但这种做法存在不足之处：即关节轴承的力矩并不是完全可预知的，疲劳寿命分析时考虑的关节轴承运动产生的力矩只能通过事先测试得到，无法模拟杆端关节轴承的实际工况。采用这种方式评估的杆端关节轴承的疲劳寿命不能真实反映杆端关节轴承杆端体结构的实际疲劳性能，只能通过加大安全系数保守地给出，牺牲了一定结构寿命，也导致结构重量增加。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种杆端关节轴承测试装置，达到更准确地对该结构的疲劳特性进行考核的目的。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：包括一个由带两对叉耳的过渡接头和下接头组成的万向接头，和由内筒、外筒和他们之间的高阻尼硅橡胶组成的工装阻尼器，连接工装阻尼器外筒和过渡接头上的带耳片螺栓的可以使杆端关节轴承在承受径向载荷时内外圈发生相对转动的连杆机构,使杆端关节轴承结构在承受要求的疲劳载荷的同时,关节轴承内外圈可以发生相对转动产生摩擦以模拟关节轴承在径向载荷作用下的摩擦力,从而更好地模拟杆端关节轴承的实际工作状态,达到更准确地对该结构的疲劳特性进行考核的目的。
本发明提供了一种杆端关节轴承测试装置。具备以下有益效果：
(1)、该杆端关节轴承疲劳试验装置，利用含有高阻尼硅橡胶的轴向剪切阻尼器在受到轴向载荷时力和位移存在一定相位差的特性,在疲劳试验加载时通过工装阻尼器的位移使产生的轴向力满足疲劳试验载荷要求,由于硅橡胶层的阻尼特性,施加的位移在相位上超前力a角度,使得杆端关节轴承载荷达到峰值时,关节轴承内外圈正以一定速度相对转动,更加接近杆端关节轴承的实际工作状态,可以更好地对杆端关节轴承的疲劳特性进行考核。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的剖面结构图；
图3为本发明侧视的剖面图；
图4为本发明过渡接头的剖面图。
图中：1万向接头、101过渡接头、1011耳片、1012底座、102下接头、2工装阻尼器、201内筒、202外筒、203高阻尼硅橡胶、204外壳、3杆端关节轴承、4螺纹孔、5凸肩衬套、7转动销轴、8三角形底座、9连杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种杆端关节轴承测试装置，该装置主要由工装阻尼器2、杆端关节轴承3、下接头102、连杆9和过度接头101组成。
杆端关节轴承3的螺纹端与工装阻尼器2的内筒201通过螺母连接,并用锁紧垫圈锁紧防松。工装阻尼器2由外壳204、外筒202、内筒201和内外筒之间的阻尼橡胶层203组成,内筒201、外筒202及其间的阻尼橡胶层203均为圆筒结构，通过粘接剂粘在一起。外壳204一端呈开口状态另一端封闭，带有可供试验机装夹的圆柱，外壳204的内圆柱面与外筒的外圆柱面为过盈配合连接，依靠过盈形成的摩擦连接成一个整体。
杆端关节轴承3的关节轴承内圈通过一端带有单耳片的螺栓与过渡接头101的较小的双耳片连接。并通过安装在该双耳片上的凸肩衬套5和螺母固定压紧，使过渡接头101与杆端关节轴承3的内圈成为一个整体。有单耳片的螺栓的螺纹端跟普通螺栓一样，另一端从六角一侧延伸出带孔的单耳片。外壳204的外圆柱面中部有垂直于轴线的单耳片，耳片上有贯穿圆孔。
过渡接头101为大小两对耳片共用一个底座结构，两对耳片1011与底座1012成90°对称布置。
如图2-4所示，在本实施例中，过渡接头101的每对耳片上都有贯穿圆孔。其中较小的一对耳片的两个圆孔装有凸肩衬套5，较大的一对耳片的两个圆孔装有耐磨衬套。过渡接头101的较大的一对耳片通过耐磨衬套分别套在下接头102的转动销轴7上。。
下接头102为一带柄的双叉耳结构。两个叉耳上有贯穿的圆孔，在两个叉耳上贯穿的圆孔的周边有三个螺纹孔4。转动销轴7为带三角形底座8的圆柱，底座8上有三个贯穿的小孔。两个转动销轴7的圆柱段分别从下接头的双叉耳外侧插入圆孔内，三角形底座与双叉耳外侧贴合，三个贯穿的小孔与下接头的叉耳上三个螺纹孔对准，通过三个螺钉将转动销轴7与下接头102固定连接。
外壳204外圆柱面中部的单耳片通过螺栓与上下两端均带双叉耳的连杆9的上端双叉耳连接，连杆9可以绕螺栓相对于外壳外圆柱面中部的单耳片转动，单耳片的圆孔内装有带翻边的结构的耐磨衬套，起到减小转动摩擦的作用。带双叉耳的连杆下端的双叉耳与带有单耳片的螺栓的单耳通过螺栓连接，带单耳片的螺栓与带双叉耳的连接可以绕螺栓相对转动。带有单耳片的螺栓的单耳片的圆孔内装有带翻边的结构的耐磨衬套，起到减小转动摩擦的作用。
本发明通过一个由内筒201、外筒202和他们中间的橡胶层203组成的弹性变形结构，只需要通过一台拉伸试验机，不需要设计专用试验台即可以实现：既可以利用内、外筒之间的相对运动时橡胶层的沿轴向的剪切刚度产生轴向载荷，从而给关节轴承沿径向施加一定的疲劳试验载荷，又可以利用内、外筒之间的相对运动，通过一个连杆9使杆端关节轴承在承受径向载荷时关节轴承内外圈发生相对转动，从而使杆端关节轴承在一定载荷作用的同时由于关节轴承内外圈转动产生转动力矩，实现对安装关节轴承结构的真实考核。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种杆端关节轴承测试装置，其特征在于：包括万向接头(1)与工装阻尼器(2)两个部分，所述万向接头(1)通过杆端关节轴承(3)与工装阻尼器(2)连接，所述工装阻尼器(2)包括内筒(201)和外筒(202)，所述内筒(201)与外筒(202)之间设置有阻尼橡胶层(203)，所述外筒(202)的外侧设置有外壳(204)，内筒(201)、外筒(202)及其间设置的阻尼橡胶层(203)均为圆筒结构并通过粘接剂粘在一起，外壳(204)一端呈开口状态另一端封闭，外壳(204)的内圆柱面与外筒(202)的外圆柱面依靠过盈形成的摩擦连接成一个整体,万向接头(1)由带两对叉耳的过渡接头(101)和下接头(102)组成,过渡接头(101)为大小两对耳片(1011)共用一个底座(1012)结构，两对耳片(1011)与底座(1012)成90°布置，每对耳片(1011)上都有贯穿圆孔，其中较小的一对耳片(1011)的两个圆孔装有凸肩衬套(5)，较大的一对耳片(1011)的两个圆孔装有耐磨衬套；过渡接头(101)的较大的一对耳片(1011)通过耐磨衬套分别套在下接头(102)的转动销轴(7)上，下接头(102)为一带柄的双叉耳结构，下接头(102)的两个叉耳上有贯穿的圆孔，在两个叉耳上贯穿的圆孔的周边有三个螺纹孔(4)，转动销轴(7)为带三角形底座(8)的圆柱，三角形底座(8)上有三个贯穿的小孔，两个转动销轴(7)的圆柱段分别从下接头(102)的双叉耳外侧插入圆孔内，三角形底座(8)与下接头(102)的双叉耳外侧贴合，三个贯穿的小孔与下接头的叉耳上三个螺纹孔对准，通过三个螺钉将转动销轴(7)与下接头(102)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种杆端关节轴承测试装置，其特征在于：所述杆端关节轴承(3)的关节轴承内圈通过一端带有单耳片的螺栓与过渡接头(101)的较小的双耳片连接。
3.根据权利要求2所述的一种杆端关节轴承测试装置，其特征在于：所述外壳(204)的外圆柱面中部的单耳片通过螺栓与上下两端均带双叉耳的连杆(9)的上端双叉耳连接，带双叉耳的连杆(9)下端的双叉耳与带有单耳片的螺栓的单耳通过螺栓连接。
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