CN112485108B - 一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于直升机主桨毂中央件疲劳试验技术领域，具体涉及一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置。用于模拟对安装于主浆中央件的双弹性轴承试验件(100)进行加载试验，所述双弹性轴承试验件(100)包括离心力弹性轴承(110)、中心弹性轴承(120)，所述离心力弹性轴承(110)与所述中心弹性轴承(120)分别安装于主浆中央件支臂内外两侧，试验装置包括框形组件(200)、离心力承力件(4)、挥舞承力件(5)、摆振承力件(6)、锁紧销(8)、紧固螺栓(10)。该装置模拟主桨毂中央件的边界条件，同时施加离心力载荷、挥舞力载荷、摆振力载荷，该装置结构稳定，性能可靠，能够很好的达到试验要求。

Description

一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置
技术领域
本发明属于直升机主桨毂中央件疲劳试验技术领域，具体涉及一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置。
背景技术
主桨毂中央件作为主桨毂核心部件之一，是直升机上的关键受力部件,承受着旋翼系统的主要载荷，其受力情况非常复杂。因此，主桨毂中央件疲劳寿命的长短直接影响整个直升机的定寿,其性能的好坏直接影响到直升机强度以及飞行安全。
先进重型直升机的主桨毂构型不同于第三代直升机球柔性主桨毂，其主要特征是在支臂两侧采用了离心力弹性轴承—中心弹性轴承的结构，这种双弹性轴承布置于中央件支臂内外两侧，如图1所示。
对于这种新构型的主桨毂中央件，以前型号的中央件加载设计方法无法借鉴。本发明装置模拟中央件支臂上的结构和真实受力情况，采用三个加载作动器施加三个方向的载荷，离心力、挥舞力、摆振力，提供了精确的疲劳试验考核环境，进行试验考核获得真实疲劳性能和薄弱部位，为确定其使用寿命提供依据至关重要。
发明内容
本发明的目的：对于这种双弹性轴承布置的主桨毂中央件，提供了一种三向加载装置，用于主桨毂中央件疲劳试验，该装置模拟主桨毂中央件的边界条件，同时施加离心力载荷、挥舞力载荷、摆振力载荷，该装置结构稳定，性能可靠，能够很好的达到试验要求。
本发明的技术方案：为了实现上述目的，提供一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置，用于模拟对安装于主浆中央件的双弹性轴承试验件(100)进行加载试验，所述双弹性轴承试验件(100)包括离心力弹性轴承(110)、中心弹性轴承(120)，所述离心力弹性轴承(110)与所述中心弹性轴承(120)分别安装于主浆中央件支臂内外两侧，其特征在于，试验装置包括框形组件(200)、离心力承力件(4)、挥舞承力件(5)、摆振承力件(6)、锁紧销(8)、紧固螺栓(10)；
所述框形组件(200)包括内接头(1)、外接头(2)、连接板(3)、锁紧螺栓(7)；所述内接头(1)与所述外接头(2)相对设置，所述连接板(3)位于所述内接头(1)与所述外接头(2)之间，包括上下对称设置的上连接板(31)、下连接板(32)，通过水平贯穿所述连接板(3)的所述锁紧螺栓(7)将所述内接头(1)与所述外接头(2)相连；在试验加载过程中，所有载荷通过框形组件(200)传给双弹性轴承试验件(100)，再通过双弹性轴承试验件(100)传递给主桨毂中央件；
所述内接头(1)用于安装固定所述离心力弹性轴承(110)，其内表面具有圆形配合立面(1-1)，所述圆形配合立面(1-1)周向均布有多个螺栓孔(1-2)，所述离心力弹性轴承(110)通过螺栓与所述圆形配合立面(1-1)相连；另外，所述内接头(1)的上下两端分别对称开设有水平螺纹孔(1-3)，所述内接头(1)纵向还开设有通孔(1-4)；
所述外接头(2)用于安装固定所述中心弹性轴承(120)，其内表面也具有圆形配合立面(2-1)，所述圆形配合立面(2-1)周向上均布有多个螺栓孔(2-2)，所述中心弹性轴承(120)通过螺栓与所述圆形配合立面(2-1)相连；所述外接头(2)的上下两端分别对称开设有水平螺纹孔(2-3)；所述外接头(2)左右其中一侧沿水平方向具有上下对称设置的耳片，耳片上开设有同轴通孔(2-5)；所述外接头(2)上部沿竖直方向具有左右对称设置的耳片，耳片上开设有同轴通孔(2-4)；
所述连接板(3)用于连接所述内接头(1)和所述外接头(2)，所述连接板(3)上沿水平方向设置有通孔(3-1)，所述锁紧螺栓(7)贯穿所述通孔(3-1)，两端分别与所述内接头(1)的水平螺纹孔(1-3)、以及所述外接头(2)的上有水平螺纹孔(2-3)螺纹连接；
所述锁紧销(8)包括第一锁紧销(8-1)、第二锁紧销(8-2)、第三锁紧销(8-3)；
所述离心力承力件(4)包括上下对称设置的上离心承力件(41)、下离心承力件(42)，所述上离心承力件(41)、下离心承力件(42)分别设置于所述框形组件(200)上下两侧，所述离心力承力件(4)中心开设有通槽，所述外接头(2)上部沿竖直方向具有左右对称设置的耳片从通槽中伸出；所述离心力承力件(4)上设有纵向通孔(4-1)，通过所述紧固螺栓(10)将所述上离心承力件(41)、所述框形组件(200)、所述下离心承力件(42)相连；所述离心力承力件(4)前端具有左右对称的耳片，耳片上开设有同轴通孔(4-2)，所述通孔(4-2)安装有第一锁紧销(8-1)，离心力载荷加载于所述第一锁紧销(8-1)上，再通过所述离心力承力件(4)传递给所述框形组件(200)；
所述挥舞承力件(5)插入所述外接头(2)上部耳片之间的一端上开设有通孔，所述通孔内设置有关节轴承(5-1)，所述第二锁紧销(8-2)穿过所述通孔(2-4)和所述轴承(5-1)将所述挥舞承力件(5)与所述外接头(2)相对转动连接；
所述摆振承力件(6)插入所述外接头(2)左右其中一侧耳片之间的一端开设有通孔，所述通孔内设置有关节轴承(6-1)，所述第三锁紧销(8-3)穿过通孔(2-5)和所述关节轴承(6-1)将所述摆振承力件(6)与所述外接头(2)相对转动连接。
在一个可能的实施例中，所述离心力承力件(4)后端朝向中央件水平中心轴方向具有延伸的后盖面(4-3)。
在一个可能的实施例中，所述圆形配合立面(1-1)具有倾斜角度，所述倾斜角度根据所述离心力弹性轴承(110)上的圆形面角度做相应设定。
在一个可能的实施例中，所述圆形配合立面(2-1)具有倾斜角度，所述倾斜角度根据所述中心弹性轴承(120)上的圆形面角度做相应设定。
在一个可能的实施例中，试验装置还包括加强板(9)，所述加强板(9)设置于所述上离心承力件(41)与所述下离心承力件(42)之间，其上下两端分别通过螺栓分别与所述上离心承力件(41)与所述下离心承力件(42)相连。
在一个可能的实施例中，所述圆形配合立面(1-1)的倾斜角度不超过20°。
在一个可能的实施例中，所述圆形配合立面(2-1)的倾斜角度不超过20°。
在一个可能的实施例中，所述试验装置选用高强度合金钢。
本发明的有益效果：本发明设计的主桨毂中央件三向加载试验装置，简化了三向加载结构的设计，简单实用，三个方向的加载互不干涉，互相协调，能更真实准确地模拟该类型中央件的结构和受载特点。通过本试验装置进行试验，试验总误差可控制在3％之内。通过试验证明：该加载装置对中央件加载时，能够实现中央件的加载稳定，受力均衡，结构协调，数据更好。
附图说明
图1为双弹性轴承在主桨毂中央件上的布置示意图
图2为本发明装置载荷加载示意图
图3为本发明装置结构示意图
图4为本发明装置内接头1的结构示意图
图5为本发明装置外接头2的结构示意图
图6为本发明装置连接板3的结构示意图
图7为本发明装置的离心力承力件4结构示意图
图8为本发明装置的挥舞承力件5和摆振承力件6结构示意图
其中：
100.双弹性轴承试验件，110.离心力弹性轴承，120.中心弹性轴承；
200.框形组件；
1.内接头，1-1.圆形配合立面，1-2.螺栓孔，1-3.水平螺纹孔，1-4.通孔；2.外接头，2-1.圆形配合立面，2-2.螺栓孔,2-3.水平螺纹孔,2-4.同轴通孔,2-5.同轴通孔；3.连接板；4.离心力承力件,41.上离心承力件,42.下离心承力件,4-1.通孔,4-2.同轴通孔，4-3.后盖面；5.挥舞承力件，5-1.关节轴承；6.摆振承力件,6-1.关节轴承；8.锁紧销,8-1.
第一锁紧销,8-2.第二锁紧销,8-3.第三锁紧销；9.加强板；10.紧固螺栓
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，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-8所示，一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置，用于模拟对安装于主浆中央件的双弹性轴承试验件(100)进行加载试验，所述双弹性轴承试验件(100)包括离心力弹性轴承(110)、中心弹性轴承(120)，如图1所示，所述离心力弹性轴承(110)与所述中心弹性轴承(120)分别安装于主浆中央件支臂内外两侧，其特征在于，试验装置包括框形组件(200)、离心力承力件(4)、挥舞承力件(5)、摆振承力件(6)、锁紧销(8)、紧固螺栓(10)；
如图3-6所示，所述框形组件(200)包括内接头(1)、外接头(2)、连接板(3)、锁紧螺栓(7)；所述内接头(1)与所述外接头(2)相对设置，所述连接板(3)位于所述内接头(1)与所述外接头(2)之间，包括上下对称设置的上连接板(31)、下连接板(32)，通过水平贯穿所述连接板(3)的所述锁紧螺栓(7)将所述内接头(1)与所述外接头(2)相连；在试验加载过程中，所有载荷通过框形组件(200)传给双弹性轴承试验件(100)，再通过双弹性轴承试验件(100)传递给主桨毂中央件；
所述内接头(1)用于安装固定所述离心力弹性轴承(110)，其内表面具有圆形配合立面(1-1)，所述圆形配合立面(1-1)周向均布有多个螺栓孔(1-2)，所述离心力弹性轴承(110)通过螺栓与所述圆形配合立面(1-1)相连；另外，所述内接头(1)的上下两端分别对称开设有水平螺纹孔(1-3)，所述内接头(1)纵向还开设有通孔(1-4)；
所述外接头(2)用于安装固定所述中心弹性轴承(120)，其内表面也具有圆形配合立面(2-1)，所述圆形配合立面(2-1)周向上均布有多个螺栓孔(2-2)，所述中心弹性轴承(120)通过螺栓与所述圆形配合立面(2-1)相连；所述外接头(2)的上下两端分别对称开设有水平螺纹孔(2-3)；所述外接头(2)左右其中一侧沿水平方向具有上下对称设置的耳片，耳片上开设有同轴通孔(2-5)；所述外接头(2)上部沿竖直方向具有左右对称设置的耳片，耳片上开设有同轴通孔(2-4)；
所述连接板(3)用于连接所述内接头(1)和所述外接头(2)，所述连接板(3)上沿水平方向设置有通孔(3-1)，所述锁紧螺栓(7)贯穿所述通孔(3-1)，两端分别与所述内接头(1)的水平螺纹孔(1-3)、以及所述外接头(2)的上有水平螺纹孔(2-3)螺纹连接；
所述锁紧销(8)包括第一锁紧销(8-1)、第二锁紧销(8-2)、第三锁紧销(8-3)；
如图7所示，所述离心力承力件(4)包括上下对称设置的上离心承力件(41)、下离心承力件(42)，所述上离心承力件(41)、下离心承力件(42)分别设置于所述框形组件(200)上下两侧，所述离心力承力件(4)中心开设有通槽，所述外接头(2)上部沿竖直方向具有左右对称设置的耳片从通槽中伸出；所述离心力承力件(4)上设有纵向通孔(4-1)，通过所述紧固螺栓(10)将所述上离心承力件(41)、所述框形组件(200)、所述下离心承力件(42)相连；所述离心力承力件(4)前端具有左右对称的耳片，耳片上开设有同轴通孔(4-2)，所述通孔(4-2)安装有第一锁紧销(8-1)，离心力载荷加载于所述第一锁紧销(8-1)上，再通过所述离心力承力件(4)传递给所述框形组件(200)；
如图8所示，所述挥舞承力件(5)插入所述外接头(2)上部耳片之间的一端上开设有通孔，所述通孔内设置有关节轴承(5-1)，所述第二锁紧销(8-2)穿过所述通孔(2-4)和所述轴承(5-1)将所述挥舞承力件(5)与所述外接头(2)相对转动连接；
所述摆振承力件(6)插入所述外接头(2)左右其中一侧耳片之间的一端开设有通孔，所述通孔内设置有关节轴承(6-1)，所述第三锁紧销(8-3)穿过通孔(2-5)和所述关节轴承(6-1)将所述摆振承力件(6)与所述外接头(2)相对转动连接；
所述离心力承力件(4)后端朝向中央件水平中心轴方向具有延伸的后盖面(4-3)；
所述圆形配合立面(1-1)具有倾斜角度，所述倾斜角度根据所述离心力弹性轴承(110)上的圆形面角度做相应设定；所述圆形配合立面(1-1)的倾斜角度为20°；
在一个可能的实施例中，所述圆形配合立面(2-1)具有倾斜角度，所述倾斜角度根据所述中心弹性轴承(120)上的圆形面角度做相应设定；所述圆形配合立面(2-1)的倾斜角度为20°；
试验装置还包括加强板(9)，所述加强板(9)设置于所述上离心承力件(41)与所述下离心承力件(42)之间，其上下两端分别通过螺栓分别与所述上离心承力件(41)与所述下离心承力件(42)相连；
所述试验装置选用高强度合金钢。
试验过程中，通过作动器及传感器施加载荷，载荷通过离心力承力件(4)、挥舞承力件(5)、摆振承力件(6)分别传递给主桨毂中央件。通过该试验装置，即可以加载主桨毂中央件三向载荷，又使结构稳定、互不干涉、加载中心点也一致，通过试验证明：该加载装置对中央件加载时，能够实现中央件的加载稳定，受力均衡，结构协调，数据更好。

Claims (6)

1.一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置，用于模拟对安装于主浆中央件的双弹性轴承试验件(100)进行加载试验，所述双弹性轴承试验件(100)包括离心力弹性轴承(110)、中心弹性轴承(120)，所述离心力弹性轴承(110)与所述中心弹性轴承(120)分别安装于主浆中央件支臂内外两侧，其特征在于，试验装置包括框形组件(200)、离心力承力件(4)、挥舞承力件(5)、摆振承力件(6)、锁紧销(8)、紧固螺栓(10)；
所述框形组件(200)包括内接头(1)、外接头(2)、连接板(3)、锁紧螺栓(7)；所述内接头(1)与所述外接头(2)相对设置，所述连接板(3)位于所述内接头(1)与所述外接头(2)之间，包括上下对称设置的上连接板(31)、下连接板(32)，通过水平贯穿所述连接板(3)的所述锁紧螺栓(7)将所述内接头(1)与所述外接头(2)相连；
所述内接头(1)用于安装固定所述离心力弹性轴承(110)，其内表面具有圆形配合立面(1-1)，所述圆形配合立面(1-1)具有倾斜角度，所述倾斜角度根据所述离心力弹性轴承(110)上的圆形面角度做相应设定；所述圆形配合立面(1-1)周向均布有多个螺栓孔(1-2)，所述离心力弹性轴承(110)通过螺栓与所述圆形配合立面(1-1)相连；另外，所述内接头(1)的上下两端分别对称开设有水平螺纹孔(1-3)，所述内接头(1)纵向还开设有通孔(1-4)；
所述外接头(2)用于安装固定所述中心弹性轴承(120)，其内表面也具有圆形配合立面(2-1)，所述圆形配合立面(2-1)具有倾斜角度，所述倾斜角度根据所述中心弹性轴承(120)上的圆形面角度做相应设定；所述圆形配合立面(2-1)周向上均布有多个螺栓孔(2-2)，所述中心弹性轴承(120)通过螺栓与所述圆形配合立面(2-1)相连；所述外接头(2)的上下两端分别对称开设有水平螺纹孔(2-3)；所述外接头(2)左右其中一侧沿水平方向具有上下对称设置的耳片，耳片上开设有同轴通孔(2-5)；所述外接头(2)上部沿竖直方向具有左右对称设置的耳片，耳片上开设有同轴通孔(2-4)；
所述连接板(3)用于连接所述内接头(1)和所述外接头(2)，所述连接板(3)上沿水平方向设置有通孔(3-1)，所述锁紧螺栓(7)贯穿所述通孔(3-1)，两端分别与所述内接头(1)的水平螺纹孔(1-3)、以及所述外接头(2)的上有水平螺纹孔(2-3)螺纹连接；
所述锁紧销(8)包括第一锁紧销(8-1)、第二锁紧销(8-2)、第三锁紧销(8-3)；
所述离心力承力件(4)包括上下对称设置的上离心承力件(41)、下离心承力件(42)，所述上离心承力件(41)、下离心承力件(42)分别设置于所述框形组件(200)上下两侧，所述离心力承力件(4)中心开设有通槽，所述外接头(2)上部沿竖直方向具有左右对称设置的耳片从通槽中伸出；所述离心力承力件(4)上设有纵向通孔(4-1)，通过所述紧固螺栓(10)将所述上离心承力件(41)、所述框形组件(200)、所述下离心承力件(42)相连；所述离心力承力件(4)前端具有左右对称的耳片，耳片上开设有同轴通孔(4-2)，所述通孔(4-2)安装有第一锁紧销(8-1)，离心力载荷加载于所述第一锁紧销(8-1)上，再通过所述离心力承力件(4)传递给所述框形组件(200)；
所述挥舞承力件(5)插入所述外接头(2)上部耳片之间的一端上开设有通孔，所述通孔内设置有关节轴承(5-1)，所述第二锁紧销(8-2)穿过所述通孔(2-4)和所述轴承(5-1)将所述挥舞承力件(5)与所述外接头(2)相对转动连接；
所述摆振承力件(6)插入所述外接头(2)左右其中一侧耳片之间的一端开设有通孔，所述通孔内设置有关节轴承(6-1)，所述第三锁紧销(8-3)穿过通孔(2-5)和所述关节轴承(6-1)将所述摆振承力件(6)与所述外接头(2)相对转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置，其特征在于，所述离心力承力件(4)后端朝向中央件水平中心轴方向具有延伸的后盖面(4-3)。
3.根据权利要求1所述的一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置，其特征在于，试验装置还包括加强板(9)，所述加强板(9)设置于所述上离心承力件(41)与所述下离心承力件(42)之间，其上下两端分别通过螺栓分别与所述上离心承力件(41)与所述下离心承力件(42)相连。
4.根据权利要求1所述的一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置，其特征在于，所述圆形配合立面(1-1)的倾斜角度不超过20°。
5.根据权利要求1所述的一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置，其特征在于，所述圆形配合立面(2-1)的倾斜角度不超过20°。
6.根据权利要求1所述的一种双弹性轴承主桨中央件三向加载试验装置，其特征在于，所述试验装置选用高强度合金钢。
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