专利名称：直升机旋翼自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直升机旋翼自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机。
背景技术：
直升机是旋翼飞行器的一种，是以旋翼作为其主要升力来源的垂直起落机。直升机飞行所需的力是靠旋翼旋转产生的，旋翼轴接近于铅垂，产生向上的拉力以克服直升机重量；同时，旋翼又可通过操纵机构操纵，产生向前、向后、向左、向右的水平分力，因此，直升机能垂直起落、空中悬停、向前后左右各个方向飞行。
直升机旋翼自动倾斜器是直升机操纵系统的主要部件，正是通过旋翼自动倾斜器在空中的姿态调整实现直升机旋翼的向前、向后、向左、向右倾斜，而产生向前、向后、向左、向右的水平分力，从而使直升机向前后左右各个方向飞行。旋翼自动倾斜器性能的好坏对直升机的飞行安全性、机动性、可靠性、灵活性和服役期的长短均有决定性的影响。而自动倾斜器的关节轴承又是自动倾斜器系统中最主要的支承零件之一。故自动倾斜器关节轴承疲劳寿命的科学准确的评价对直升机设计、使用、保养等均有重要影响，欲对自动倾斜器关节轴承的疲劳寿命进行科学准确的评价就必须进行大量的疲劳试验。
过去对旋翼自动倾斜器关节轴承疲劳寿命重视不够，其疲劳实验大都由轴承厂作，而轴承厂一般是采用普通轴承的疲劳试验方法作旋翼自动倾斜器的疲劳试验，给出的疲劳寿命数据可靠性偏低，有的数据过于保守，致使很多旋翼自动倾斜器关节轴承在到达额定寿命时，其品质依然很好，仍能继续使用，但由于额定寿命已到，不得不更换，而造成很大的浪费。
随着直升机应用范围、领域的扩大和直升机服役数量的增加，研制能模拟直升机旋翼自动倾斜器关节轴承在飞行过程中真实的受力与运动的专用疲劳实验台是一项现实而迫切的任务。
发明内容
为了对直升机旋翼自动倾斜器关节轴承的疲劳寿命进行科学准确的评价，本发明提供一种直升机旋翼自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机，该试验机不仅能模拟自动倾斜器关节轴承在飞行过程中真实的受力与运动状况，代替疲劳试验中的直升机旋翼，而且能够大大地减少直升机旋翼自动倾斜器关节轴承疲劳试验的成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是它有一个与机架固定在一起的套筒，其上固联着自动倾斜器关节轴承的内圈，环形框架与自动倾斜器关节轴承的外圈固联，环形框架通过四个球铰与四个加载液压缸的活塞杆相连，加载液压缸的缸体分别通过四个球铰与机架相连，四个加载液压缸在空间的布置为均匀分部，即加载液压缸与环形框架相连接的四个球铰位于环形框架上表面的同一圆周上，并且互相间隔90°。在环形框架上通过三个球铰连接着三个连杆，这三个连杆分别通过三个球铰与三个带有滚珠螺母的滑块相连。环形框架与连杆连接的三个球铰安装在环形框架下表面的同一圆周上，并且相互间隔120°，三个连杆与滑块、滚珠丝杠和伺服电机组成的三个系统在空间也呈120°分布。
图1为直升机自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机结构示意图；图2为直升机自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机的A-A剖视图。
在图1、图2中，1.加载液压缸，2.加载液压缸，3.机架，4.连杆，5.滑块，6.伺服电机，7.滚珠丝杠，8.套筒，9.内圈，10.外圈，11.环形框架，12.滚珠丝杠13.伺服电机，14.滑块，15.连杆，16.加载液压缸，17.加载液压缸，18.连杆，19.滑块，20.伺服电机，21.滚珠丝杠。
具体实施例方式
图1是本发明公开的一个实施例，与机架3固定在一起的套筒8上固联着自动倾斜器关节轴承的内圈9，环形框架11与自动倾斜器关节轴承的外圈10固联。环形框架11通过四个球铰与四个加载液压缸1、2、16、17的活塞杆相连，加载液压缸1、2、16、17的缸体分别通过四个球铰与机架3相连。加载液压缸1、2、16、17在空间的布置为均匀分部，即加载液压缸与环形框架11相连接的四个球铰位于环形框架11上表面的同一圆周上，并且互相间隔90°。在环形框架11上通过三个球铰连接着三个连杆4、15、18，这三个连杆分别通过三个球铰与三个带有滚珠螺母的滑块5、14、19相连，三个滚珠丝杠6、13、20是分别与三个伺服电机7、12、21的输出轴相固联的。环形框架11与连杆4、15、18连接的三个球铰安装在环形框架11下表面的同一圆周上，并且相互间隔120°，连杆4、滑块5、滚珠丝杠6、伺服电机7组成的系统，连杆18、滑块19、滚珠丝杠20、伺服电机21组成的系统，连杆15、滑块14、滚珠丝杠13、伺服电机12组成的系统在空间也是呈120°分布的。
科学准确的评价直升机自动倾斜器关节轴承的疲劳寿命，必须保证进行自动倾斜器关节轴承疲劳试验时的工况、运动、受力等与该轴承在工作时的真实情况吻合。在直升机飞行过程中，其飞行方向的变化是通过改变自动倾斜器的姿态实现的，即使环形框架11的上表面与铅垂轴线(套筒8的轴线)在空间构成不同的角度，以实现直升飞机的前飞、后飞、左飞、右飞等各种飞行姿态。自动倾斜器在姿态调整过程中须承受来自四个旋翼的载荷，当个旋翼处于不同位置和不同角度时，其对每个旋翼。
在本发明中，通过对三个伺服电机7、12、21的速度曲线和位移曲线的不同设定，可模拟直升机在飞行过程中，自动倾斜器的各种姿态调整的幅值、频率、速度、加速度等参数(包括向前、向后、向左、向右的姿态调整)。四个加载液压缸1、2、16、17通过液压系统控制可准确地模拟在旋翼自动倾斜器姿态调整过程中，四个旋翼施加给自动倾斜器的载荷。
权利要求
1.一种直升机旋翼自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机，包括加载液压缸(1，2，16，17)、连杆(4，15，18)、滑块(5，14，19)、滚珠丝杠(6，13，20)和伺服电机(7，12，21)，其特征是它有一个与机架(3)固定在一起的套筒(8)，其上固联着自动倾斜器关节轴承的内圈(9)，环形框架(11)与自动倾斜器关节轴承的外圈(10)固联，环形框架(11)通过四个球铰与四个加载液压缸(1，2，16，17)的活塞杆相连，加载液压缸(1，2，16，17)的缸体分别通过四个球铰与机架(3)相连；环形框架(11)通过三个球铰连接着三个连杆(4，15，18)，三个连杆(4，15，18)分别通过三个球铰与三个带有滚珠螺母的滑块(5，14，19)相连，三个带有滚珠螺母的滑块(5，14，19)与固定在机架(3)上的三个伺服电机(7，12，21)相连接的三个滚珠丝杠(6，13，20)相啮合。
2.根据权利要求1所述的直升机旋翼自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机，其特征是加载液压缸(1，2，16，17)在空间的布置为均匀分部，即加载液压缸与环形框架(11)相连接的四个球铰位于环形框架(11)上表面的同一圆周上，并且互相间隔90°。
3.根据权利要求1或2所述的直升机旋翼自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机，其特征是环形框架(11)与连杆(4，15，18)连接的三个球铰安装在环形框架(11)下表面的同一圆周上，并且相互间隔120°。
4.根据权利要求3所述的直升机旋翼自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机，其特征是连杆(4)、滑块(5)、滚珠丝杠(6)、伺服电机(7)组成的系统，连杆(18)、滑块(19)、滚珠丝杠(20)、伺服电机(21)组成的系统，连杆(15)、滑块(14)、滚珠丝杠(13)、伺服电机(12)组成的系统它们在空间也是呈120°分布。
全文摘要
本发明公开一种直升机旋翼自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机。其特征是它有一个与机架(3)固定在一起的套筒(8)，其上固联着自动倾斜器关节轴承的内圈(9)，环形框架(11)与自动倾斜器关节轴承的外圈(10)固联，环形框架(11)通过四个球铰与四个加载液压缸(1，2，16，17)的活塞杆相连，加载液压缸(1，2，16，17)的缸体分别通过四个球铰与机架(3)相连；环形框架(11)通过三个球铰连接着三个连杆(4，15，18)，三个连杆(4，15，18)分别通过三个球铰与三个带有滚珠螺母的滑块(5，14，19)相连，三个带有滚珠螺母的滑块(5，14，19)与固定在机架(3)上的三个伺服电机(7，12，21)相连接的三个滚珠丝杠(6，13，20)相啮合。本发明不仅能模拟自动倾斜器关节轴承在飞行过程中真实的受力与运动状况，代替疲劳试验中的直升机旋翼，而且能够大大地减少直升机旋翼自动倾斜器关节轴承疲劳试验的成本。
文档编号G01M99/00GK1818598SQ20061001244
公开日2006年8月16日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者刘喜平, 杨育林, 齐效文 申请人:燕山大学