航空花鍵振動潤滑磨損實驗器的制造方法
【專利摘要】本發明一種航空花鍵振動潤滑磨損實驗器，屬于航空航天傳動與潤滑領域。由靜態扭矩加載裝置、雙列角接觸軸承、剛性聯軸器、扭矩測量儀、變頻器、角接觸軸承、電動機、同步帶、同步輪、被動輪、轉速傳感器、外環支承軸承、內環支承軸承、前置放大器、信號采集儀、工控機、振動位移傳感器、端蓋、外花鍵、內花鍵、溫度傳感器、溫度絕緣罩、渦動器、扭矩加載軸、基礎平臺、轉子、主支座、扭矩傳遞桿、剛性連接件、定位銷、緊固螺釘、可活動支座、緊固螺栓、調節螺釘、調溫器、固定支座組成，其優點在于實現了花鍵嚙合相對振動位移、頻率、振幅的準確計量，并實現了花鍵傳遞扭矩、工作溫度的測量與調節，結構精巧，可靠穩定。
【專利說明】航空花鍵振動潤滑磨損實驗器
【技術領域】
[0001]本發明屬于航空航天傳動與潤滑領域，涉及一種航空花鍵振動潤滑磨損實驗器。技術背景
[0002]花鍵聯軸器結構簡單，可靠性高，單位重量傳動功率大，潤滑與維護簡潔，是航空航天傳動連接的必然選擇。
[0003]然而花鍵的不對中問題，殘余動平衡在懸臂力矩下的振動磨損問題，高溫下的脂潤滑問題等，共同導致花鍵達不到預期的服役壽命。
[0004]花鍵的振動與磨損是一個慢變過程，且花鍵的位置具有典型的不可達性，其維護和保養困難，也難以在實際運行中監測和維修，甚至難以準確了解其磨損情況，因此需要通過合適的花鍵潤滑磨損試驗器，實現花鍵潤滑與磨損的模擬和預測。

【發明內容】

[0005]本發明針對航空花鍵振動潤滑磨損的模擬和預測存在的困難，提出航空花鍵振動潤滑磨損實驗器。
[0006]航空花鍵振動潤滑磨損實驗器，包括靜態扭矩加載裝置1、雙列角接觸軸承2、剛性聯軸器3、扭矩測量儀4、變頻器5、角接觸軸承6、電動機7、同步帶8、同步輪9、被動輪10、轉速傳感器11、外環支承軸承12、內環支承軸承13、前置放大器14、信號采集儀15、工控機
16、振動位移傳感器17、端蓋18、外花鍵19、內花鍵20、溫度傳感器21、溫度絕緣罩22、渦動器23、扭矩加載軸24、基礎平臺25、轉子26、主支座27、扭矩傳遞桿28、剛性連接件29、定位銷30、緊固螺釘31、可活動支座32、緊固螺栓33、調節螺釘34、調溫器35、固定支座36 ；
[0007]所述的航空花鍵振動潤滑磨損實驗器，轉子26通過外環支承軸承12和內環支承軸承13支承在主支座27上，主支座27剛性固定在基礎平臺25上；扭矩加載軸24支承在雙列角接觸軸承2上，通過剛性聯軸器3與扭矩測量儀4連接，扭矩加載軸24左側裝有靜態扭轉加載裝置I ;扭矩測量儀4右端通過剛性聯軸器3連接扭轉傳遞桿28，扭轉傳遞桿28支承在角接觸軸承6上，扭轉傳遞桿28右端通過剛性連接件29與外花鍵19連接；剛性連接件29左端連接渦動器23，渦動器23采用內環支承軸承13支承；內花鍵20支承在可活動支座32上，可活動支座32與端蓋18通過螺栓連接壓緊內花鍵20 ;可活動支座32通過定位銷30、緊固螺釘31、緊固螺栓33固定在固定支座36上，緊固螺釘31、緊固螺栓33固定之前，可活動支座32在調節螺釘34的調解下可以繞定位銷30旋轉，實現內花鍵20和外花鍵19的傾角不對中；
[0008]傾角不對中調節系統包括定位銷30、緊固螺釘31、緊固螺栓33和調節螺釘34，傾角不對中調節系統和外花鍵19 一起處于溫度絕緣罩22之中；
[0009]驅動系統包括變頻器5、電動機7、同步帶8、同步輪9、被動輪10，被動輪安裝在轉子26上，實現實驗器的驅動；
[0010]測控系統包括轉速傳感器11、前置放大器14、信號采集儀15、工控機16、振動位移傳感器17、溫度傳感器21、調溫器35 ;轉速傳感器11位于轉子26附近，用于測量轉子轉速；振動位移傳感器17位于外花鍵19附近，用于監測其振動，在花鍵磨損以后，采用振動位移傳感器17檢測外花鍵19的磨損形線；溫度傳感器21和調溫器35位于溫度絕緣罩22內，實現溫度絕緣罩22的溫度測量和調節；前置放大器14連接轉速傳感器11、振動位移傳感器17、溫度傳感器21和調溫器35，信號采集儀15采集經過前置放大器14放大的信號，并傳輸給工控機16 ；
[0011]所述的定位銷30位于外花鍵19、內花鍵20嚙合段的起始端的正下方；
[0012]實驗臺的工作原理:采用轉子26發生振動(渦動)并傳遞給渦動器23，進而傳遞給外花鍵19，實現振動外花鍵19和固定內花鍵20的相對振動；通過改變轉子26的轉速，實現相對振動頻率調節；通過改變轉子26的偏心，實現相對振動振幅的調節；采用靜態扭矩加載裝置1、扭矩測量儀4和扭矩傳遞桿28，實現外花鍵19、內花鍵20的扭矩傳遞且傳遞扭矩可調；采用傾角不對中調節系統，實現外花鍵19、內花鍵20的傾角不對中狀態；外花鍵19、內花鍵20之間可以采用不同的潤滑脂進行潤滑；采用測控系統實現外花鍵19、內花鍵20工作溫度的調節。
[0013]本發明的航空花鍵振動潤滑磨損實驗器，優點在于實現了花鍵嚙合相對振動位移、頻率、振幅的準確計量，花鍵傳遞扭矩、工作溫度的測量與調節。結構精巧，可靠穩定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖是航空花鍵振動潤滑磨損實驗器結構示意圖。
[0015]圖中:1靜態扭矩加載裝置；2雙列角接觸軸承；3剛性聯軸器；4扭矩測量儀；5變頻器；6角接觸軸承；7電動機；8同步帶；9同步輪；10被動輪；11轉速傳感器；12外環支承軸承；13內環支承軸承；14前置放大器；15信號采集儀；16工控機；17振動位移傳感器；18端蓋；19外花鍵；20內花鍵；21溫度傳感器；22溫度絕緣罩；23渦動器；24扭矩加載軸；25基礎平臺；26轉子；27主支座；28扭矩傳遞桿；29剛性連接件；30定位銷；31緊固螺釘；32可活動支座；33緊固螺栓；34調節螺釘；35調溫器；36固定支座。
【具體實施方式】
[0016]附圖是本發明的航空花鍵振動潤滑磨損實驗器結構示意圖。如圖所示，本發明的航空花鍵振動潤滑磨損實驗器，由靜態扭矩加載裝置1、雙列角接觸軸承2、剛性聯軸器3、扭矩測量儀4、變頻器5、角接觸軸承6、電動機7、同步帶8、同步輪9、被動輪10、轉速傳感器11、外環支承軸承12、內環支承軸承13、前置放大器14、信號采集儀15、工控機16、振動位移傳感器17、端蓋18、外花鍵19、內花鍵20、溫度傳感器21、溫度絕緣罩22、渦動器23、扭矩加載軸24、基礎平臺25、轉子26、主支座27、扭矩傳遞桿28、剛性連接件29、定位銷30、緊固螺釘31、可活動支座32、緊固螺栓33、調節螺釘34、調溫器35、固定支座36組成。
[0017](I)根據要求設計并加工實驗器各個零部件；
[0018](2)在實驗器安裝過程中，先將電動機7、傾角不對中調節系統、主支座27、雙列角接觸軸承2和角接觸軸承6的底座安裝于基礎平臺25之上；將外環支承軸承12套裝在轉子26兩端，并一起安裝在主支座27內；將內環支承軸承13套裝在渦動器23兩端，并一起安裝在轉子26內；在渦動器23右端安裝剛性連接件29，在剛性連接件29左側固定扭矩加載軸24，右側固定外花鍵19 ;扭矩測量儀4通過剛性聯軸器3和扭矩加載軸24同軸相連；
[0019](3)根據實驗器設計安裝其余零部件；
[0020](4)對實驗器進行調試，并開展花鍵振動潤滑磨損的實驗研究；
[0021](5)實驗完成后，實驗器拆卸過程參考上述安裝過程，以其相反順序進行。
【權利要求】
1.一種航空花鍵振動潤滑磨損實驗器，由靜態扭矩加載裝置、雙列角接觸軸承、剛性聯軸器、扭矩測量儀、變頻器、角接觸軸承、電動機、同步帶、同步輪、被動輪、轉速傳感器、夕卜環支承軸承、內環支承軸承、前置放大器、信號采集儀、工控機、振動位移傳感器、端蓋、外花鍵、內花鍵、溫度傳感器、溫度絕緣罩、渦動器、扭矩加載軸、基礎平臺、轉子、主支座、扭矩傳遞桿、剛性連接件、定位銷、緊固螺釘、可活動支座、緊固螺栓、調節螺釘、調溫器、固定支座組成；其特征在于， 轉子通過外環支承軸承和內環支承軸承支承在主支座上，主支座剛性固定在基礎平臺上；扭矩加載軸支承在雙列角接觸軸承上，通過剛性聯軸器與扭矩測量儀連接，扭矩加載軸左側裝有靜態扭轉加載裝置；扭矩測量儀右端通過剛性聯軸器連接扭轉傳遞桿，扭轉傳遞桿支承在角接觸軸承上，扭轉傳遞桿右端通過剛性連接件與外花鍵連接；剛性連接件左端連接渦動器，渦動器采用內環支承軸承支承；內花鍵支承在可活動支座上，可活動支座與端蓋通過螺栓連接壓緊內花鍵；可活動支座通過定位銷、緊固螺釘、緊固螺栓固定在固定支座上，緊固螺釘、緊固螺栓固定之前，可活動支座在調節螺釘的調解下繞定位銷旋轉，實現內花鍵和外花鍵的傾角不對中； 傾角不對中調節系統包括定位銷、緊固螺釘、緊固螺栓和調節螺釘，傾角不對中調節系統和外花鍵一起處于溫度絕緣罩之中； 驅動系統包括變頻器、電動機、同步帶、同步輪、被動輪，被動輪安裝在轉子上，實現實驗器的驅動； 測控系統包括轉速傳感器、前置放大器、信號采集儀、工控機、振動位移傳感器、溫度傳感器、調溫器；轉速傳感器位于轉子附近，用于測量轉子轉速；振動位移傳感器位于外花鍵附近，用于監測其振動，在花鍵磨損以后，采用振動位移傳感器檢測外花鍵的磨損形線；溫度傳感器和調溫器位于溫度絕緣罩內，實現溫度絕緣罩的溫度測量和調節；前置放大器連接轉速傳感器、振動位移傳感器、溫度傳感器和調溫器，信號采集儀采集經過前置放大器放大的信號，并傳輸給工控機； 所述的定位銷位于外花鍵、內花鍵嚙合段的起始端的正下方。
【文檔編號】G01N3/56GK103808577SQ201310598340
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】趙廣, 蘇鈞聰, 韓清凱, 史妍妍, 李國權, 韋振祖 申請人:大連理工大學