柔性聯(lián)軸器的軸偏角聯(lián)接狀態(tài)疲勞試驗(yàn)設(shè)備及聯(lián)接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直升機(jī)傳動系統(tǒng)測試試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種柔性聯(lián)軸器的軸偏角聯(lián)接狀態(tài)疲勞試驗(yàn)設(shè)備。此外，本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)柔性聯(lián)軸器達(dá)到試驗(yàn)所需的軸偏角聯(lián)接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在直升機(jī)傳動系統(tǒng)中，因機(jī)身和機(jī)匣受載變形等原因，導(dǎo)致兩個傳動部件之間的聯(lián)接同軸度惡化，聯(lián)接件之間形成大的軸偏角Θ。軸偏角Θ的大小與部件偏移距離S及兩部件聯(lián)接法蘭之間的距離L有關(guān)，其間關(guān)系為:S = L.tan0。出現(xiàn)大的聯(lián)接軸偏角時往往需要采用具有較大變形補(bǔ)償能力的疊片或膜盤型柔性聯(lián)軸器來聯(lián)接和傳動兩個部件之間的運(yùn)動。
[0003]疊片或膜盤等柔性聯(lián)軸器在定型批產(chǎn)前需要進(jìn)行聯(lián)軸器試驗(yàn)件的疲勞壽命試驗(yàn)等，以驗(yàn)證其性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。為模擬新研制的柔性聯(lián)軸器實(shí)際工作時的軸偏角聯(lián)接狀態(tài)且縮短試驗(yàn)時間，試驗(yàn)件往往在較大的軸偏角聯(lián)接狀態(tài)下在其實(shí)際工作轉(zhuǎn)速和傳動扭矩載荷(甚至加大扭矩載荷)的狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。
[0004]無軸偏角聯(lián)接時試驗(yàn)設(shè)備的聯(lián)接，此時高速封閉齒輪箱高速輸入軸的軸線A-B、高速軸轉(zhuǎn)接座的旋轉(zhuǎn)軸線、高速增速箱的軸線、增速封閉箱的軸線位于同一直線上(簡稱為高速軸系軸心線)；而高速封閉齒輪箱低速輸出軸的軸線C-D、低速軸轉(zhuǎn)接座的旋轉(zhuǎn)軸線、加載器的軸線、增速封閉箱的軸線位于另一平行的直線上(簡稱為低速軸系軸心線)。
[0005]在無軸偏角聯(lián)接狀態(tài)下一般進(jìn)行疊片或膜盤等柔性聯(lián)軸器(試驗(yàn)件)的持久運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，這時柔性聯(lián)軸器和設(shè)備的各聯(lián)軸器均在正常聯(lián)接狀態(tài)下運(yùn)行試驗(yàn)。需要進(jìn)行疲勞壽命試驗(yàn)時，則柔性聯(lián)軸器試驗(yàn)件需要在較大的軸偏角聯(lián)接狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)。
[0006]試驗(yàn)件較大聯(lián)接軸偏角的實(shí)現(xiàn)方式有兩種，第一種方法是通過在水平面內(nèi)徑向平移試驗(yàn)件所在軸線上的高速軸轉(zhuǎn)接座來產(chǎn)生聯(lián)接軸偏角，試驗(yàn)時要求的聯(lián)接軸偏角范圍一般為0.7°?3°。徑向平移高速軸轉(zhuǎn)接座的結(jié)果帶來了不利的問題，即導(dǎo)致設(shè)備高速傳動軸的軸線與高速軸轉(zhuǎn)接座法蘭軸線之間，以及與高速增速箱輸出法蘭的軸線之間也存在較大的軸偏角，使得設(shè)備需要解決此處的軸偏角聯(lián)接問題。
[0007]第二種實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件較大聯(lián)接軸偏角的方法是通過徑向平移高速封閉齒輪箱來達(dá)成。同樣的問題是，徑向平移高速封閉齒輪箱的結(jié)果導(dǎo)致高速封閉齒輪箱的輸出法蘭軸線C-D與設(shè)備低速聯(lián)接軸的軸線之間，以及低速聯(lián)接軸與低速軸轉(zhuǎn)接座法蘭軸線之間也存在較大的軸偏角，同樣使得設(shè)備需要解決此處的軸偏角聯(lián)接問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種柔性聯(lián)軸器的軸偏角聯(lián)接狀態(tài)疲勞試驗(yàn)設(shè)備及柔性聯(lián)軸器的軸偏角聯(lián)接方法，以解決現(xiàn)有疊片或膜盤等柔性聯(lián)軸器(試驗(yàn)件)在大軸偏角聯(lián)接狀態(tài)下進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時，試驗(yàn)設(shè)備的聯(lián)軸器(非試驗(yàn)件，也叫陪試件)也處于大軸偏角聯(lián)接狀態(tài)，試驗(yàn)設(shè)備滿足試驗(yàn)要求的難度大、試驗(yàn)成本高、試驗(yàn)周期長的技術(shù)問題。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種柔性聯(lián)軸器的軸偏角聯(lián)接狀態(tài)疲勞試驗(yàn)設(shè)備，包括試驗(yàn)平臺，試驗(yàn)平臺上裝有高速封閉齒輪箱、低速花鍵軸、低速軸轉(zhuǎn)接座、傳動軸試驗(yàn)件以及高速軸轉(zhuǎn)接座，低速花鍵軸與傳動軸試驗(yàn)件平行布置，高速封閉齒輪箱通過高速封閉齒輪箱的箱內(nèi)低速驅(qū)動件連接并懸掛于低速花鍵軸的第一端，高速封閉齒輪箱外設(shè)有帶有支承軸段的軸承端蓋;高速封閉齒輪箱外設(shè)有用于對軸承端蓋的支承軸段進(jìn)行轉(zhuǎn)動鎖止的鎖止機(jī)構(gòu)，低速花鍵軸的第二端可轉(zhuǎn)動地連接于低速軸轉(zhuǎn)接座的旋轉(zhuǎn)軸上;傳動軸試驗(yàn)件包括有兩個用于變形補(bǔ)償傳動軸試驗(yàn)件的軸偏角聯(lián)接狀態(tài)的柔性聯(lián)軸器，傳動軸試驗(yàn)件的第一端連接于高速封閉齒輪箱的箱內(nèi)高速驅(qū)動件，傳動軸試驗(yàn)件的第二端可轉(zhuǎn)動的連接于高速軸轉(zhuǎn)接座的旋轉(zhuǎn)軸;高速封閉齒輪箱與試驗(yàn)平臺之間設(shè)有用于高速封閉齒輪箱繞低速花鍵軸所在的軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，鎖止機(jī)構(gòu)包括固接于試驗(yàn)平臺上的繞轉(zhuǎn)支承座，繞轉(zhuǎn)支承座上開設(shè)有用于支承固定在高速封閉齒輪箱上的軸承端蓋的支承軸段的軸孔，繞轉(zhuǎn)支承座上沿軸孔的徑向開設(shè)有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)裝有用于頂?shù)衷谥С休S段上以鎖止支承軸段的鎖止螺釘。
[0011]進(jìn)一步地，鎖止機(jī)構(gòu)設(shè)于高速封閉齒輪箱的低速驅(qū)動件的兩端，用于支承高速封閉齒輪箱并提供高速封閉齒輪箱輸出端的繞轉(zhuǎn)的條件;和/或兩個鎖止機(jī)構(gòu)分別設(shè)于高速封閉齒輪箱兩端，鎖止機(jī)構(gòu)內(nèi)支承的支承軸段與低速花鍵軸共軸線，低速花鍵軸通過外花鍵與帶內(nèi)花鍵法蘭盤相連接。
[0012]進(jìn)一步地，軸承端蓋包括支承軸段和周向定位止口段，支承軸段與周向定位止口段共軸線，以保證支承軸段與高速封閉齒輪箱的低速軸的軸線共線;繞轉(zhuǎn)支承座的軸孔與軸承端蓋的支承軸段形成滑動軸承副。
[0013]進(jìn)一步地，繞轉(zhuǎn)支承座上還開設(shè)有用于限制高速封閉齒輪箱轉(zhuǎn)動范圍的限位槽。
[0014]進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固接于試驗(yàn)平臺上帶T形槽的帶槽平臺、滑動連接于帶槽平臺的T形槽內(nèi)的撐桿轉(zhuǎn)動副支座、轉(zhuǎn)動連接于撐桿轉(zhuǎn)動副支座內(nèi)的T形撐桿以及開設(shè)于高速封閉齒輪箱上用于套設(shè)在T形撐桿的光桿上并可沿光桿的軸向移動調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)孔。
[0015]進(jìn)一步地，帶槽平臺的T形槽內(nèi)設(shè)有用于對撐桿轉(zhuǎn)動副支座沿T形槽滑動進(jìn)行滑動鎖止的滑動鎖止件;撐桿轉(zhuǎn)動副支座的T形撐桿裝配孔上設(shè)有用于對T形撐桿繞撐桿轉(zhuǎn)動副支座的座孔轉(zhuǎn)動進(jìn)行鎖止的轉(zhuǎn)動鎖止件;T形撐桿的光桿與調(diào)節(jié)孔之間設(shè)有用于對光桿與調(diào)節(jié)孔之間相對位移進(jìn)行鎖止的位移鎖止件;高速封閉齒輪箱周邊還設(shè)有用于驅(qū)使高速封閉齒輪箱繞高速封閉齒輪箱的低速軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
[0016]進(jìn)一步地，位移鎖止件采用錐面墊圈、球面墊圈以及雙螺母相互疊組形成的鎖緊組件;調(diào)節(jié)孔的兩端均設(shè)置鎖緊組件，以形成對高速封閉齒輪箱的雙向鎖止。
[0017]進(jìn)一步地，低速花鍵軸通過帶內(nèi)花鍵法蘭連接低速軸轉(zhuǎn)接座;低速軸轉(zhuǎn)接座的輸出端連接低速傳動軸;高速軸轉(zhuǎn)接座的輸入端連接高速傳動軸。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種柔性聯(lián)軸器的軸偏角聯(lián)接方法，包括以下步驟:解除對高速封閉齒輪箱轉(zhuǎn)動端的豎向移動限制;解除對高速封閉齒輪箱轉(zhuǎn)動端的水平移動限制;解除對高速封閉齒輪箱轉(zhuǎn)動端的自由轉(zhuǎn)動限制;使高速封閉齒輪箱兩端的軸承端蓋的支承軸段可以在繞轉(zhuǎn)支承座的座孔內(nèi)轉(zhuǎn)動;完成上述步驟后，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)使高速封閉齒輪箱整體繞著繞轉(zhuǎn)支承座的軸孔的軸心線轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中，高速封閉齒輪箱的高速輸入軸平行偏移高速軸轉(zhuǎn)接座旋轉(zhuǎn)軸的軸線，當(dāng)繞轉(zhuǎn)的結(jié)果使得高速輸入軸平行偏移的距離與預(yù)定偏移距離相等時，傳動軸試驗(yàn)件獲得預(yù)定的聯(lián)接軸偏角;然后對高速封閉齒輪箱轉(zhuǎn)動端分別進(jìn)行豎向移動限制、水平移動限制、自由轉(zhuǎn)動限制、繞轉(zhuǎn)支承座的座孔內(nèi)轉(zhuǎn)動的限制，從而完成與高速封閉齒輪箱相連的帶柔性聯(lián)軸器的傳動軸試驗(yàn)件軸偏角的調(diào)整和安裝。
[0019]進(jìn)一步地，包括以下步驟:解除位移鎖止件，以解除對高速封閉箱轉(zhuǎn)動端的轉(zhuǎn)動豎向限制;解除滑動鎖止件，撐桿轉(zhuǎn)動副支座902可以在帶槽平臺上沿其T形槽方向移動，以適應(yīng)高速封閉箱的轉(zhuǎn)動以解除對高速封閉箱轉(zhuǎn)動端的橫向限制;解除轉(zhuǎn)動鎖止件，以解除對T形撐桿在撐桿轉(zhuǎn)動副支座的座孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的限制，也即解除了對高速封閉齒輪箱自由轉(zhuǎn)動的限制;解除鎖止螺釘?shù)逆i止，以使高速封閉箱兩端的軸承端蓋的支承軸段可以在繞轉(zhuǎn)支承座的座孔內(nèi)轉(zhuǎn)動;完成上述步驟后，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)使高速封閉箱整體繞著繞轉(zhuǎn)支承座的軸孔的軸心線轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中，高速封閉箱的高速輸入軸平行偏移高速軸轉(zhuǎn)接座旋轉(zhuǎn)軸的軸線，當(dāng)繞轉(zhuǎn)的結(jié)果使得高速輸入軸平行偏移的距離與預(yù)定偏移距離相等時，傳動軸試驗(yàn)件獲得預(yù)定的聯(lián)接軸偏角;然后將鎖止螺釘、滑動鎖止件、轉(zhuǎn)動鎖止件、位移鎖止件依次鎖止，從而完成傳動軸試驗(yàn)件軸偏角的調(diào)整和安裝。
[0020]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]本發(fā)明柔性聯(lián)軸器的軸偏角聯(lián)接狀態(tài)疲勞試驗(yàn)設(shè)備，將低速聯(lián)接軸處的疊片或球籠式聯(lián)軸器改為花鍵軸聯(lián)接，以便于結(jié)構(gòu)安裝;通過鎖止機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動鎖止及解鎖，以鎖定高速封閉齒輪箱繞轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)角度，并防止高速封閉齒輪箱沿軸線移動;高速封閉齒輪箱通過設(shè)于高速封閉齒輪箱與試驗(yàn)平臺之間轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以調(diào)節(jié)高速封閉齒輪箱繞低速花鍵軸的軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動角度;通過鎖止機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)同控制以實(shí)現(xiàn)傳動軸試驗(yàn)件軸偏角的調(diào)整和安裝，在帶有疊片或膜盤等柔性聯(lián)軸器的傳動軸