CN114877828A - 一种用于航天轴承测试的试验机及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空航天轴承测试技术领域，公开了一种用于航天轴承测试的试验机及测试方法，该试验机包括操作台、试验箱、内置于试验箱中的轴承座、安装于轴承座上的轴承、设置于轴承座上的第一气流组件、安装于试验箱中的第二气流组件、呈环形间隔阵列于轴承上的多个红外监测器、以及设置于操作台上的接收器，该试验箱上开设有供接收器接收信号的监测孔，该操作台上还设有转轴和带动转轴转动的驱动电机。这样，在转轴带动轴承转动的过程中，通过控制第一气流组件和第二气流组件分别对轴承施加轴向加载力和径向加载力，通过接收器是否能接收红外监测器的信号来测定轴承在受到负载时的偏心效应，简单便捷。

Description

一种用于航天轴承测试的试验机及测试方法

技术领域

本发明涉及航空航天轴承测试技术领域，具体公开了一种用于航天轴承测试的试验机及测试方法。

背景技术

轴承是液体火箭发动机的关键部位，工作时要承受径向荷载和轴向荷载，使得轴承在使用过程中相对于轴承座发生偏心效应，即轴承在使用过程中受损导致轴中心线相对轴承座孔中心线倾斜，直接影响伺服驱动系统的负载和动态特性，乃至影响箭体的姿态控制精度，因此需要精确测试轴承在工作工况下的偏心特性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于航天轴承测试的试验机及测试方法，旨在测试航天轴承在使用状态下的偏心特性的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于航天轴承测试的试验机，包括操作台、设置于所述操作台上的试验箱、固定内置于所述试验箱中的轴承座、转动安装于所述轴承座上的轴承、设置于所述轴承座上并用于对所述轴承施加径向加载力的第一气流组件、安装于所述试验箱中用于对所述轴承施加轴向加载力的第二气流组件、呈环形间隔阵列于所述轴承上的多个红外监测器、以及设置于所述操作台上位于所述试验箱一侧并用于接收所述红外监测器信号的接收器，所述试验箱上正对各所述红外监测器位置开设有供所述接收器接收信号的监测孔，所述操作台上还设有一端依次穿过所述试验箱、以及所述轴承的转轴，所述操作台上位于所述试验箱另一侧设有用于带动所述转轴转动的驱动电机。

优选地，所述第一气流组件包括设置于所述轴承座上的圆盘、呈环形间隔阵列于所述圆盘上的多个第一吹气阀、以及安装于所述试验箱上并与各所述第一吹气阀分别对应连接的多个第一气泵。

优选地，所述第一吹气阀上设有用于调节气流大小的控制开关。

优选地，所述第二气流组件包括设置于所述试验箱上的多个第二吹气阀、以及用于与各所述第二吹气阀连通的第二气泵，各所述第二吹气阀与所述转轴平行设置。

优选地，所述试验箱中还设有滑轨、以及安装于所述滑轨上的滑块，所述轴承座安装于所述滑块上，所述试验箱上设有用于带动所述轴承座移动的驱动件。

优选地，所述试验箱为透明件。

一种用于航天轴承的测试方法，包括使用如上所述的一种用于航天轴承测试的试验机，包括如下步骤：

S01、调整轴承与转轴同心设置，确保各红外监测器可分别穿过监测孔并被接收器接收；

S02、打开第一吹气阀的控制开关，驱动第一气泵通过第一吹气阀吹气给轴承施加径向加载力；

S03、驱动第二气泵，通过第二吹气阀给轴承施加轴向加载力。

优选地，还包括如下步骤：

控制驱动件，驱动件控制轴承座远离或朝向第二吹气阀方向移动。

本方案的工作原理及有益效果在于：与现有技术相比，本发明在转轴带动轴承转动的过程中，通过控制第一气流组件和第二气流组件分别对轴承施加轴向加载力和径向加载力，通过接收器是否能接收红外监测器的信号来测定轴承在受到负载时的偏心效应，简单便捷。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种用于航天轴承测试的试验机的主视图；

图2为本发明实施例提出一种用于航天轴承测试的的试验机的第一视角的局部示意图；

图3为本发明实施例中的第一气流组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提出一种用于航天轴承测试的的试验机的第二视角的局部示意图；

图5为本发明实施例提出轴承与红外监测器的结构示意图；

图6为本发明实施例提出第二气流组件的结构图；

图7为本发明实施例提出驱动件、滑块、滑轨结构示意图。

附图中标记如下：

1-操作台；

2-试验箱；21-轴承座；22-轴承；23-红外监测器；24-监测孔；25-转轴；26-驱动电机；27-滑轨；28-滑块；29-驱动件；

3-第一气流组件；31-圆盘；32-第一吹气阀；33-第一气泵；34-控制开关；

4-第二气流组件；41-第二吹气阀；

5-接收器。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1～7所示，本实施例提出了一种用于航天轴承测试的试验机，包括操作台1和试验箱2，该试验箱2设置于该操作台1上，该试验箱2中固定内置有轴承座21，该轴承座21上转动安装有轴承22，此外，该轴承座22上设有第一气流组件3，该第一气流组件3可用于对轴承22施加径向加载力，该试验箱2中还安装有第二气流组件4，该第二气流组件4可用于对轴承22施加轴向加载力，另外，该轴承22上还设有多个红外监测器23，该多个红外监测器23呈环形间隔阵列设置，该操作台1上设有接收器5，该接收器5位于试验箱2的一侧，该试验箱2上正对各红外监测器23位置开设有监测孔24，该监测孔24可供接收器5接收红外监测器23发送的信号，此外，该操作台1上还设有转轴25和驱动电机26，该转轴25一端依次穿过该试验箱2与轴承22，该驱动电机26位于该试验箱2的另一侧，且该驱动电机26可用于带动转轴25发生转动。这样，在转轴25带动轴承22转动的过程中，通过控制第一气流组件3和第二气流组件4分别对轴承22施加轴向加载力和径向加载力，通过接收器5是否能接收到红外监测器23的信号来测定轴承22在受到负载时的偏心效应，简单便捷。

优选地，在本发明中，该监测孔24的大小与各红外监测器23射出的光束大小一致，通过红外监测器23穿过的监测孔24的光束能否被接收器5接收，进而实现对轴承22的偏心的监测。当然，在本发明中，根据实际情况和具体需求，即允许轴承22在使用过程中有一定的偏差，从而调节监测孔24的大小大于红外监测器23射出的光束的大小。这样，可测试出轴承22在允许发生偏差的前提下的使用性能。

进一步地，请参阅图2与图3，作为本发明提供的一种用于航天轴承测试的试验机的一种具体实施方式，该第一气流组件3包括圆盘31和多个第一吹气阀32，该圆盘31设置于该轴承座21上，各第一吹气阀32呈环形间隔设置于该圆盘31上，此外，试验箱2上还安装有多个第一气泵33，各第一气泵33分别与第一吹气阀32一一对应连接。这样，通过设置多个第一气泵33，从而可单独控制各第一气泵33的出气量，进而可调节轴承22的径向加载力，从而可模拟出不同径向加载力作用下轴承22的偏心特性。

优选地，在发明中，该第一吹气阀32的数量为三个，相应地，该该第一气泵33的数量也为三个，这样，通过一个第一气泵33控制一个第一吹气阀32，从而可模拟出轴承22在不同径向加载力的作用下的偏心情况。当然，在本发明中，该第一气泵33与第一吹气阀32的数量也可设置为其他多个，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的一种用于航天轴承测试的试验机的一种具体实施方式，该第一吹气阀32上设有控制开关34，该控制开关34可用于控制调节气流大小。通过控制开关34，从而调节第一吹气阀32上的气流大小，进而调节轴承22上的径向加载力。

进一步地，请参阅图6，作为本发明提供的一种用于航天轴承测试的试验机的一种具体实施方式，该第二气流组件4包括多个第二吹气阀41，该第二吹气阀41设置于试验箱2上，该试验箱2上还设有第二气泵(附图未作出)，该第二气泵与第二吹气阀41相连通，且各第二吹气阀41与转轴25平行设置。这样，通过设置多个第二吹气阀41与第二气泵，从而可向轴承22施加轴向加载力，测试出轴承22在轴向加载力作用下的偏心特性。

优选地，该第二吹气阀41的数量为四个，该第二吹气阀41分别呈矩形阵列布置于试验箱2上，当然，在本发明中，根据实际情况和具体需求，该第二吹气阀41的数量也可设置为其他多个，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图4与图7，作为本发明提供的一种用于航天轴承测试的试验机的一种具体实施方式，该试验箱2中还设有滑轨27，该滑轨27上设有滑块28，该轴承座21安装于滑块28上，此外，该试验箱2上还设有驱动件29，该驱动件29可用于带动轴承座21移动。这样，通过驱动件29带动轴承22座移动，轴承座21带动轴承22朝向或远离第二吹气阀41方向移动，从而可测试出轴承22在不同大小轴向加载力作用下的偏心特性。

优选地，该试验箱2为透明件。通过将试验箱2设置为透明件，从而可直观的观察轴承22的使用状态。

在本发明中，还包括一种用于航天轴承的测试方法，包括使用如上所述的一种用于航天轴承测试的试验机，包括如下步骤：

S01、调整轴承22与转轴25同心设置，确保各红外监测器23可分别穿过监测孔24并被接收器5接收；

S02、打开第一吹气阀32的控制开关34，驱动第一气泵33通过第一吹气阀32吹气给轴承22施加径向加载力；

S03、驱动第二气泵，通过第二吹气阀41给轴承22施加轴向加载力。

在测试初始状态，轴承22与转轴25同心设置，各红外监测器23可分别穿过监测孔24并被接收器5接收，通过控制第一气泵33和第一吹气阀32的控制开关34，向轴承22施加径向加载力，通过接收器5接收红外监测器23光束的情况监测轴承22在径向加载力作用下的偏心特性；通过控制第二气泵与第二吹气阀41，向轴承22施加轴向加载力，通过接收器5接收红外监测器23光束的情况，进而监测轴承22在轴向加载力作用下的偏心特性。

在本发明中，根据实际情况，可单独控制第一气泵33与第二气泵工作，使得轴承22可在仅承受径向加载力作用下、仅承受轴向加载力作用下、以及共同受轴向加载力与径向加载力作用下的偏心特性问题。

在本发明中，该测试方法还包括如下步骤：

控制驱动件29，驱动件29控制轴承座21远离或朝向第二吹气阀41方向移动。

通过控制驱动件29，驱动件29可带动轴承座21移动，轴承座21带动轴承22朝向或远离第二吹气阀41方向移动，使得轴承22在不同轴向加载力作用下的偏心特性情况。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (8)

1.一种用于航天轴承测试的试验机，其特征在于：包括操作台、设置于所述操作台上的试验箱、固定内置于所述试验箱中的轴承座、转动安装于所述轴承座上的轴承、设置于所述轴承座上并用于对所述轴承施加径向加载力的第一气流组件、安装于所述试验箱中用于对所述轴承施加轴向加载力的第二气流组件、呈环形间隔阵列于所述轴承上的多个红外监测器、以及设置于所述操作台上位于所述试验箱一侧并用于接收所述红外监测器信号的接收器，所述试验箱上正对各所述红外监测器位置开设有供所述接收器接收信号的监测孔，所述操作台上还设有一端依次穿过所述试验箱、以及所述轴承的转轴，所述操作台上位于所述试验箱另一侧设有用于带动所述转轴转动的驱动电机。

2.根据权利要求1所述的一种用于航天轴承测试的试验机，其特征在于：所述第一气流组件包括设置于所述轴承座上的圆盘、呈环形间隔阵列于所述圆盘上的多个第一吹气阀、以及安装于所述试验箱上并与各所述第一吹气阀分别对应连接的多个第一气泵。

3.根据权利要求2所述的一种用于航天轴承测试的试验机，其特征在于：所述第一吹气阀上设有用于调节气流大小的控制开关。

4.根据权利要求3所述的一种用于航天轴承测试的试验机，其特征在于：所述第二气流组件包括设置于所述试验箱上的多个第二吹气阀、以及用于与各所述第二吹气阀连通的第二气泵，各所述第二吹气阀与所述转轴平行设置。

5.根据权利要求4所述的一种用于航天轴承测试的试验机，其特征在于：所述试验箱中还设有滑轨、以及安装于所述滑轨上的滑块，所述轴承座安装于所述滑块上，所述试验箱上设有用于带动所述轴承座移动的驱动件。

6.根据权利要求5所述的一种用于航天轴承测试的试验机，其特征在于：所述试验箱为透明件。

7.一种用于航天轴承的测试方法，包括使用如权利要求6所述的一种用于航天轴承测试的试验机，其特征在于：包括如下步骤：

S01、调整轴承与转轴同心设置，确保各红外监测器可分别穿过监测孔并被接收器接收；

S02、打开第一吹气阀的控制开关，驱动第一气泵通过第一吹气阀吹气给轴承施加径向加载力；

S03、驱动第二气泵，通过第二吹气阀给轴承施加轴向加载力。

8.根据权利要求7所述的一种用于航天轴承的测试方法，其特征在于：还包括如下步骤：

控制驱动件，驱动件控制轴承座远离或朝向第二吹气阀方向移动。

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