专利名称：航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种试验设备，尤其涉及一种航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机。属 于实验测试设备领域。
背景技术：
弯曲疲劳是大部分机械系统中最普遍的一种疲劳失效形式。因此，有必要进行零 部件和材料的弯曲疲劳特性研究，用以提高设计的可靠性。而利用旋转弯曲疲劳试验机测 出材料在一定应力状态下的疲劳寿命，绘出材料疲劳的S-N曲线，是研究材料疲劳断裂的 最重要的工具与手段。目前国产的旋转弯曲疲劳试验机普遍存在设备结构复杂，试验精度 与效率低的缺点，而国外同类产品价格相对比较昂贵，维修也不方便，同时国内外目前均没 有针对带内压的航空导管组件设计的试验机产品。设计一种能满足精度要求同时又具有较 高工作效率，且能对带内压的航空导管组件进行试验的旋转弯曲疲劳试验机是一个难题。
发明内容
本发明为了解决当前同类设备存在的设备结构复杂，试验精度与效率低，而国外 同类产品价格相对比较昂贵，维修也不方便的技术问题，提供了一种航空导管组件旋转弯 曲疲劳试验机，它由同步带传动机构，主轴机构，主支撑立板，挠度调节机构，尾座轴/管安 装固定机构，工作台板及计数机构组成。在所述工作台板上开有相互平行并贯穿于整个工 作台板的条状U型凹槽；由装有挠度调节机构的主支撑立板和尾座轴/管安装固定机构组 成试样支持机构，所述试样支持机构镜像对称设置在同步带传动机构的两侧，并通过试样 支持机构底部的U型凸台与工作台板上的条状U型凹槽装配实现同轴定位；并通过电机动 力输出轴与同步带传动机构驱动连接，再经同步带传动机构对主轴机构的从动轴进行动力 分配；在所述挠度调节机构中采用了轴承斜孔安装方式。本发明的特点及有益效果传动机构结构紧凑，挠度调节机构中轴承斜孔安装方 式有效的调高了调心轴承的可利用摆角；尾座轴/管安装固定机构的可移动性与可拆卸设 计提高了设备的适用范围和通用性。不同管/轴的不同强度的试验可以同时在一台设备上 同时进行，提高试验效率，降低成本和生产准备周期。具体表现在同步带传动机构设计，一次可同时对六根轴/管进行旋转弯曲疲劳试验，使试验 效率大大提高；尾座轴/管安装固定机构采用可更换设计，不但可以适应普通的轴类零件，还可 以针对带内压的液压导管进行试验，扩大了使用范围；同时尾座轴/管安装固定机构作为 易损耗部位，由于采用可更换设计有效地解决了疲劳试验机易损部位先于试验件“疲劳”的 尴尬局面，降低了试验成本，提高了试验机的整体寿命。挠度调节机构上独特的斜孔轴承安装设计，有效地解决了普通安装方法因为通用 调心轴承内圈相对外圈摆角在1度到2. 5度范围内的限制，在选用轴承不变的情况下，使可
3利用摆角增加一倍，有效的提高了轴/管末端的挠度调节范围，从而提高了测试部位的应 力调整范围，使试验机的适用量程增大；通过工作台板上的U型槽结构与试样支持机构下的凸台滑动配合定位，不但能适 应标准长度试件的试验，还能适应非标情形下的试验；
图1本发明的结构示意图。图2是同步带传动机构结构示意图。图3是挠度调节机构结构示意图。图4是挠度调节机构轴承斜孔安装示意图。图5是尾座轴/管安装固定机构结构示意图。图6是计数机构结构示意图。
具体实施例方式参看图1 图6，航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，它由同步带传动机构1，主轴 机构2，主支撑立板3，挠度调节机构4，尾座轴/管安装固定机构5，工作台板6及计数机构 7组成。在所述工作台板6上开有相互平行并贯穿于整个工作台板的条状U型凹槽；由装 有挠度调节机构4的主支撑立板3和尾座轴/管安装固定机构5组成试样支持机构，所述 试样支持机构镜像对称设置在同步带传动机构1的两侧，并通过试样支持机构底部的U型 凸台与工作台板6上的条状U型凹槽装配实现同轴定位；并通过电机动力输出轴与同步带 传动机构1驱动连接，再经同步带传动机构1对主轴机构2的从动轴进行动力分配；在所述 挠度调节机构4中采用了轴承斜孔安装方式。所述挠度调节机构4主要由挠度调节螺钉41、配重调节块组合42、偏移盘43、调心 球轴承44、堵塞45及偏移控制盘46构成；在偏移控制盘46与偏移盘43之间相对应位置 开有凹槽与凸台，并通过凹槽与凸台滑动配合方式连接和通过螺栓定位；在偏移盘43中开 有相对其移动方向法平面的小斜度圆孔47，调心球轴承44安装其中；挠度调节螺钉41径 向置于偏移盘43两侧，并在一侧设有配重调节块组合42。所述尾座轴/管安装固定机构5设计为可拆卸替换接口。尾座轴/管安装固定机构5的所述可拆卸替换接口上连接带紫铜垫圈密封的螺纹 连接件。尾座轴/管安装固定机构5的所述可拆卸替换接口上连接装卡结构连接件。所述尾座轴/管安装固定机构5通过三角支撑构件固定在工作台板上。所述计数机构7通过两个同步带减速装置将电机转速减速传递给机械计数器，实 现转数计数。所述同步带传动机构1，通过同步带实现由一个主动轮同时与至少一个从动轮传 动连接；各同步带轮大小一致。所述主轴机构2的两端设有双排深沟球轴承支承。工作台板6在与所述主支撑立板3、挠度调节机构4及尾座轴/管安装固定机构5 底部对应位置开有躲避槽。
实施例在航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机的工作台板6上开有一条贯穿于整个工作 台板的U型凹槽，在主支撑立板3与尾座轴/管安装固定机构5中的立板底部对应位置设有 U型凸台，这能起到两个作用，一是能有效地保证两块主支撑立板安装时的对应轴孔的同轴 度，这样就能保证主轴安装的对中，同时还能保证后期试验管/轴初始状态下的对中；二是 在试验时可以方便的实现主支撑立板3与尾座轴/管安装固定机构5间的距离，有效的适 应了不同长度管/轴相关实验，增加了设备的通用性。参考图2，该试验机的同步带传动机构1采用同步带传动方式，在有限的空间里， 用比较小的成本实现了一变三，三变六的动力分配，使试验机能同时对两组长度(共六根) 管/轴进行不同挠度值的试验，大大提高了试验机的试验效率。参考图3，挠度调节机构4主要由挠度调节螺钉41、配重调节块组合42、偏移盘 43、调心球轴承44、堵塞45、偏移控制盘46构成。试验中，调节挠度调节螺钉41的长度，能 方便的改变轴/管的挠度值以达到试验要求，同时调整配重调节块组合42，可以最大程度 的减小由于整个机构偏心转动引起的振动。在偏移控制盘46与偏移盘43相对应位置开有 凹槽与凸台，两者以滑动配合方式连接，这能保证在挠度调节过程中偏移盘严格沿中心线 方向运动，保证挠度值的周向稳定性。偏移盘43中开有相对其移动方向法平面的小斜度圆 孔47，调心球轴承4安装其中，在调整挠度的过程，调心球轴承4内圈相对外圈的摆角由大 变小，然后再由小变大。这就在选用轴承不改变的情况下增加了轴承的可利用摆角，从而增 加了挠度调整范围。参考图1、5，尾座轴/管安装固定机构5为可拆卸替换设计，对于带内压的液压管， 采用了带紫铜垫圈密封的螺纹连接方式，这样可以在保证连接可靠性的前提下有效地实现 端头密封。对于其他类型的管/轴件，可以在尾座现有接口形式的基础下设计装卡结构以 满足需求。同时尾座上设计有三角支撑构件，与尾座连接好后一起固定在工作台板上减小 试验过程中由于尾架连接不牢靠引起的振动。参考图6，计数机构7通过两个简单的同步带减速装置将电机转速减速传递给机 械计数器，从而实现转数的可视性。试验时，参考图1，先将管/轴安装固定好在尾座轴/管安装固定机构5，并调整好 其在工作台板6的位置，通过挠度调节机构4调整好管/轴试验所需挠度，通过电机与同步 带传动机构1带动主支撑立板3的主轴机构2，这时管/轴就受到一定弯矩下的旋转弯曲， 同时计数机构7开始计数。对于带内压的液压管，先将液压管连接在尾座轴/管安装固定机构5上，移动尾 座，将液压管端头插入挠度调节机构4的调心球轴承44中，在液压管考核部位贴上电阻应 变片，调整挠度调节机构4中的挠度调节螺钉41，观察应变仪中应变值的变化，调整完毕后 紧固好偏移盘43的固定螺钉，调节配重调节块组合42的高度来减小整个机构的偏心度。打 开电机控制开关，进行试验。
权利要求
航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，它由同步带传动机构(1)，主轴机构(2)，主支撑立板(3)，挠度调节机构(4)，尾座轴/管安装固定机构(5)，工作台板(6)及计数机构(7)组成，其特征在于在所述工作台板(6)上开有相互平行并贯穿于整个工作台板的条状U型凹槽；由装有挠度调节机构(4)的主支撑立板(3)和尾座轴/管安装固定机构(5)组成试样支持机构，所述试样支持机构镜像对称设置在同步带传动机构(1)的两侧，并通过试样支持机构底部的U型凸台与工作台板(6)上的条状U型凹槽装配实现同轴定位；并通过电机动力输出轴与同步带传动机构(1)驱动连接，再经同步带传动机构(1)对主轴机构(2)的从动轴进行动力分配；在所述挠度调节机构(4)中采用了轴承斜孔安装方式。
2.根据权利要求1所述的航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于所述挠度 调节机构(4)主要由挠度调节螺钉(41)、配重调节块组合(42)、偏移盘(43)、调心球轴承 (44)、堵塞(45)及偏移控制盘(46)构成；在偏移控制盘(46)与偏移盘(43)之间相对应位 置开有凹槽与凸台，并通过凹槽与凸台滑动配合方式连接和通过螺栓定位；在偏移盘(43) 中开有相对其移动方向法平面的斜度圆孔，调心球轴承(44)安装其中；挠度调节螺钉(41) 径向置于偏移盘(43)两侧，并在一侧设有配重调节块组合(42)。
3.根据权利要求1所述的航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于所述尾座 轴/管安装固定机构(5)设计为可拆卸替换接口。
4.根据权利要求3所述的航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于尾座轴/ 管安装固定机构(5)的所述可拆卸替换接口上连接带紫铜垫圈密封的螺纹连接件。
5.根据权利要求3所述的航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于尾座轴/ 管安装固定机构(5)的所述可拆卸替换接口上连接装卡结构连接件。
6.根据权利要求4或5所述的航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于所述 尾座轴/管安装固定机构(5)通过三角支撑构件固定在工作台板上。
7.根据权利要求1所述的航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于所述计数 机构(7)通过两个同步带减速装置将电机转速减速传递给机械计数器，实现转数计数。
8.根据权利要求1所述的航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于所述同步 带传动机构(1)，通过同步带实现由一个主动轮同时与至少一个从动轮传动连接；最佳设 为三个从动轮，各同步带轮的大小一致。
9.根据权利要求1所述的航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于所述主轴 机构(2)的两端设有双排深沟球轴承支承。
10.根据权利要求1所述的航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于工作台板 (6)在与所述主支撑立板(3)、挠度调节机构(4)及尾座轴/管安装固定机构(5)底部对应 位置开有躲避槽。
全文摘要
航空导管组件旋转弯曲疲劳试验机，是为解决现有设备试验精度和试验效率低等技术问题而设计的。它包括同步带传动机构，主轴机构，主支撑立板，挠度调节机构，尾座轴/管安装固定机构，工作台板及计数机构。该试验机采用同步带传动机构分配动力；主支撑立板与尾座轴/管安装固定机构通过开在工作台板上的U型通槽保证装配与定位时的同轴精度；在挠度调节机构中采用了轴承斜孔安装方式；尾座轴/管安装固定机构采用了可拆卸更换设计。有益效果传动机构结构紧凑，挠度调节机构中轴承斜孔安装方式有效的调高了调心轴承的可利用摆角；尾座轴/管安装固定机构的可移动性与可拆卸设计提高了设备的适用范围和通用性。不同管/轴的不同强度的试验可以同时在一台设备上同时进行，提高试验效率，降低成本和生产准备周期。
文档编号G01N3/20GK101982755SQ20101050806
公开日2011年3月2日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者张凌云, 舒送 申请人:沈阳航空航天大学