CN217425049U - 一种球形盖疲劳试验加载工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种球形盖疲劳试验加载工装，所述加载工装包括承力球和球形罩，所述承力球用于支撑固定待试验球形盖，所述球形罩罩于承力球外围并与待试验球形盖连接形成一球笼结构。本实用新型解决了小尺寸、特殊结构件电液伺服协调加载困难的问题；大大降低了试验难度，协调了试验空间；采用本实用新型所提出的试验工装，经过试验安装、调试和实际运行，证明了试验工装、液压伺服系统和控制系统匹配良好，试验器开发成功，完全满足球形盖试验的相关技术要求。

Description

一种球形盖疲劳试验加载工装

技术领域

本实用新型涉及一种球形盖疲劳试验加载工装，属于航空零部件球形盖的疲劳强度试验加载工装。

背景技术

某减速器输入端采用球笼万向连接，球笼部件球形盖需要开展疲劳强度试验，即进行三个方向的交变力协调加载；该试验为首次开展，没有参考方案和试验设备。若严格按照X、Y、Z三个方向进行加载，加载试验平台空间受限，常规的试验平台很难满足试验要求；鉴于球形盖结构尺寸较小、结构特殊，面临的难题是需要根据试验要求确定可行的试验加载方案，并开发出满足试验加载的专用试验器。试验器涉及试验工装设计、电液伺服控制技术和液压技术。

实用新型内容

实用新型目的

找到可行的试验加载方案，开发出专用试验器。以闭环电液伺服控制方式实现对试验件的自动协调加载，即沿X、Y、Z方向同时对球形盖施加拉、压等幅循环力。准确、可靠、高效地完成数百万次循环加载。

技术方案

一种球形盖疲劳试验加载工装，所述加载工装包括承力球和球形罩，所述承力球用于支撑固定待试验球形盖，所述球形罩罩于承力球外围并与待试验球形盖连接形成一球笼结构。

进一步的，所述承力球包括球头和底座，采用一体成型而成；装配时，所述球头装配在由待试验球形盖与球形罩组成的球笼空间内，试验时球头承受来自球形盖和球形罩的循环交变作用力。

进一步的，所述球形罩由球形底座和竖直方向加载转接件组成，两者可通过螺栓连接为一体；所述球形底座包括底部平面和平面上设置的球形凸起，所述凸起内设置有可容纳承力球球头的空腔。

进一步的，所述竖直方向加载转接件上端为一带外螺纹的连接杆，便于与竖直方向的液压缸传感器连接，实现竖直方向载荷的施加。

进一步的，所述球形凸起上端留有一空间，该空间便于球形底座与上端竖直方向加载转接件的装配，并避免试验过程中引入竖直方向的多余作用力。

进一步的，所述球形底座的底部平面上开有连接孔，水平方向加载转接件通过该连接孔与球形底座固定，以实现水平方向载荷的施加。

技术效果

按照本实用新型设计的试验加载方案，解决了小尺寸、特殊结构件电液伺服协调加载困难的问题；大大降低了试验难度，协调了试验空间；采用本实用新型所提出的试验工装，经过试验安装、调试和实际运行，证明了试验工装、液压伺服系统和控制系统匹配良好，试验器开发成功，完全满足球形盖试验的相关技术要求。

附图说明

图1球形盖示意图，

图1中坐标系X轴为球形盖中轴线，与ZY平面垂直，球形盖内表面为开槽球面，外沿开有螺栓孔；试验要求对球形盖施加沿三个轴向的载荷。

图2试验原理图，

图3球形罩结构示意图，

其中2a-球形底座，2b-竖直方向加载转接件

图4承力球结构示意图，

其中，3a-球,3b-底座，

图5本实用新型装配示意图，

其中，1.球形盖、2.球形罩、3.承力球、4.水平方向加载转接件。

具体实施方式

参见附图1-5，对本实用新型所提出的结构进行详细说明，本实用新型是针对球形盖疲劳加载试验所设计的一套辅助工装，待试验的球形盖所处坐标系见图1，其坐标系原点为球形盖球心位置；本实用新型的原理是将Y、Z方向作用力等效合成为一个球形盖径向力F。简化试验器,由理论上的三伺服液压缸加载变为二缸加载；其试验加载方案见图2。

由于球形盖中心为空心结构，无法实现竖直方向的载荷考核，本实用新型的目的是实现二缸加载载荷的传递。在此基础上，具体实施过程中提出了一种球形盖疲劳试验加载工装，其试验安装结构如图5所示；所述加载工装包括承力球3和球形罩2，所述承力球用于支撑固定待试验球形盖1，所述球形罩2罩于承力球3外围并与待试验球形盖1连接。

在具体实施过程中，加载工装中所述的球形罩2，可根据球形盖内表面的球面参数和安装边配合止口尺寸，设计球笼的另一半即球形罩。球形罩底部为安装面，用于与球形盖螺栓连接；顶部为连接液压缸传感器的螺杆。在球形罩安装面适当位置沿径向开孔，供连接油缸转接件；结构简图见图3，为便于机加，球形罩可以采用上下两体螺栓组合的结构。

在具体实施过程中，加载工装中所述的承力球3是具有球头和底座的一体件。球头装配在由球形盖和球形罩组成的球笼内，试验时承受来自球形盖和球形罩的循环交变作用力。底座通过螺栓紧固于承力工装上。结构简图见图4；球头开有六条装卸槽，其结构与球形盖内槽相对应。

具体装配时，为便于消除工装自重，将竖直向上定为X轴正方向。转接件所在的径向为合力F的方向。组合后试验工装的结构见图5，待试验球形盖1和球形罩2的组合体通过装卸槽套装到承力球3上，然后旋转30°即可；图5试验工装顶部螺杆连接X向加载液压缸，径向转接件螺杆连接合成力加载液压缸。

完成后的，将上述安装结构设置于加载试验平台上，配合液压伺服系统完成加载疲劳试验，所采用的液压伺服系统至少包括包括液压泵站、液压子站、双作用液压缸、电液伺服阀和液压管路；液压伺服系统采用MTS公司的FlexTest60试验控制系统协调力传感器、电液伺服阀和液压子站，进行试验加载控制，经过试验安装、调试和实际运行，证明了试验工装、液压伺服系统和控制系统匹配良好，试验器开发成功，完全满足球形盖试验的相关技术要求。

Claims (7)

1.一种球形盖疲劳试验加载工装，其特征在于，所述加载工装包括承力球和球形罩，所述承力球用于支撑固定待试验球形盖，所述球形罩罩于承力球外围并与待试验球形盖连接形成一球笼结构。

2.如权利要求1所述的球形盖疲劳试验加载工装，其特征在于，所述承力球包括球头和底座，采用一体成型而成；装配时，所述球头装配在由待试验球形盖与球形罩组成的球笼空间内，试验时球头承受来自球形盖和球形罩的循环交变作用力。

3.如权利要求1或2所述的球形盖疲劳试验加载工装，其特征在于，所述球形罩由球形底座和竖直方向加载转接件组成，两者通过螺栓连接为一体。

4.如权利要求3所述的球形盖疲劳试验加载工装，其特征在于，所述球形底座包括底部平面和平面上设置的球形凸起，所述凸起内设置有可容纳承力球球头的空腔。

5.如权利要求4所述的球形盖疲劳试验加载工装，其特征在于，所述球形凸起上端留有一空间，该空间便于球形底座与上端竖直方向加载转接件的装配，并避免试验过程中引入竖直方向的多余作用力。

6.如权利要求3所述的球形盖疲劳试验加载工装，其特征在于，所述竖直方向加载转接件上端为一带外螺纹的连接杆。

7.如权利要求3所述的球形盖疲劳试验加载工装，其特征在于，所述球形底座的底部平面上开有连接孔，水平方向加载转接件通过该连接孔与球形底座固定，以实现水平方向载荷的施加。

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