本發(fā)明涉及軸類零件測(cè)試設(shè)備，具體地，涉及一種軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種軸類零件疲勞測(cè)試設(shè)備。

背景技術(shù)：

軸類零件是工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中最常見的零件之一，特別是在如航空發(fā)動(dòng)機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備中，軸類零件得到廣泛應(yīng)用，主要用于連接回轉(zhuǎn)部件并傳遞扭矩，同時(shí)平衡各級(jí)轉(zhuǎn)子因壓差產(chǎn)生的軸向力。軸類零件在工作過(guò)程中承受扭矩、軸向力、彎矩和離心力等載荷，因此在使用之前通常需要進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，以確?？煽啃院桶踩?。

參照?qǐng)D1所示，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸類零件高低周復(fù)合疲勞試驗(yàn)中，可以通過(guò)加扭裝置(未示出)在被試軸1上施以大小相等、方向相反、但不共線的一對(duì)平行力f1、f2，以形成扭矩載荷。與此相對(duì)地，采用連接到安裝支架上的剛性二力桿(止扭裝置)在被試軸1上施以大小相等、方向相反、但不共線的一對(duì)平行力f3、f4，由此產(chǎn)生與加扭裝置產(chǎn)生的扭矩載荷方向相反的止扭力矩。然而，在該試驗(yàn)過(guò)程中，二力桿產(chǎn)生的平行力f3、f4最終被安裝支架的約束力平衡，導(dǎo)致止扭裝置與被試軸1的變形不協(xié)調(diào)，產(chǎn)生的止扭力矩不夠準(zhǔn)確。

在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種能夠準(zhǔn)確施加所需止扭力矩的軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置，包括內(nèi)止扭板、外固定板以及在所述內(nèi)止扭板的周向均布的三個(gè)以上止扭油缸，該內(nèi)止扭板能夠同軸地與傳動(dòng)連接于被試軸并向該被試軸施加止扭力矩；該外固定板固定設(shè)置并位于所述內(nèi)止扭板的徑向外側(cè)；所述止扭油缸的缸體和活塞桿中的一者連接于所述內(nèi)止扭板，另一者連接于所述外固定板。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述外固定板形成為環(huán)繞所述內(nèi)止扭板設(shè)置的一體結(jié)構(gòu)，并且，該外固定板與所述內(nèi)止扭板和所述止扭油缸在同一平面內(nèi)延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中各個(gè)所述止扭油缸的承壓腔通過(guò)連通油路彼此連通。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述承壓腔為所述止扭油缸的有桿腔。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中至少一個(gè)所述止扭油缸的所述承壓腔連接有補(bǔ)油油路，該補(bǔ)油油路上設(shè)置有單向閥。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述止扭油缸的回油腔連接有回油油路。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中該軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置中設(shè)置有偶數(shù)個(gè)所述止扭油缸。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述止扭油缸分別在兩端對(duì)應(yīng)鉸接于所述內(nèi)止扭板和所述外固定板。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述內(nèi)止扭板形成有第一鉸接凸起，所述外固定板形成有第二鉸接凸起，該第一鉸接凸起和第二鉸接凸起分別沿相反方向相對(duì)所述被試軸的徑向傾斜。

在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種軸類零件疲勞試驗(yàn)設(shè)備，包括本發(fā)明提供的上述軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置和用于對(duì)所述被試軸加載的加扭裝置。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置及軸類零件疲勞試驗(yàn)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置能夠通過(guò)在內(nèi)止扭板周向均布的多個(gè)止扭油缸提供柔性作用力，利用液壓油的可壓縮性保證止扭裝置與被試軸的變形相協(xié)調(diào)，從而準(zhǔn)確施加所需的止扭力矩。并且，由于設(shè)置三個(gè)以上止扭油缸，可以在被試軸上產(chǎn)生相對(duì)均勻的力矩作用，更符合實(shí)際使用工況，由此提升了試驗(yàn)準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖考慮以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。附圖僅為本發(fā)明的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記始終表示相同或類似的部件。其中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中被試軸在試驗(yàn)狀態(tài)下的受力狀況示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置在工作狀態(tài)下(連接有被試軸)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置的俯視示意圖；

圖4是在試驗(yàn)過(guò)程中一種典型的循環(huán)載荷譜示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1、被試軸；2、內(nèi)止扭板；

21、第一鉸接凸起；3、外固定板；

31、第二鉸接凸起；4、止扭油缸；

41、缸體；42、活塞桿；

43、承壓腔；44、回油腔；

5、連通油路；6、補(bǔ)油油路；

7、單向閥；8、回油油路；

9、鉸接軸；10、加扭裝置；

101、加扭油缸；102、花鍵板。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明將全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。

結(jié)合圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置，包括內(nèi)止扭板2、外固定板3和連接于其間的多個(gè)止扭油缸4。在試驗(yàn)時(shí)，內(nèi)止扭板2可以同軸地(如通過(guò)花鍵等)傳動(dòng)連接于被試軸1，并在加扭裝置10通過(guò)施加一對(duì)平行力f1、f2而產(chǎn)生扭矩載荷時(shí)能夠產(chǎn)生與此相對(duì)的止扭力矩，使得被試軸1具有預(yù)定應(yīng)力。

在軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置中，內(nèi)止扭板2施加在被試軸1上的止扭力矩實(shí)際上是由固定設(shè)置的安裝支架的反作用力形成的。由此應(yīng)當(dāng)理解，盡管本發(fā)明表述為外固定板3，但其可以不限定為圖示的板狀結(jié)構(gòu)，只要其被固定設(shè)置并位于內(nèi)止扭板2外側(cè)，且能夠通過(guò)隨后詳述的止扭油缸4向內(nèi)止扭板2施加所需作用力即可。

重要地，在本發(fā)明中通過(guò)三個(gè)以上止扭油缸4傳遞作用力，例如，在圖示實(shí)施方式中設(shè)置有環(huán)繞內(nèi)止扭板2的周向均布的六個(gè)止扭油缸4，由此可以在內(nèi)止扭板2上施加f3、f4、f5、f6、f7、f8六個(gè)均勻分布的作用力。其中，各個(gè)止扭油缸4的缸體41連接于外固定板3上，活塞桿42(間接地)連接于內(nèi)止扭板2上。在其他實(shí)施方式中，止扭油缸4可以以其他方式與外固定板3和內(nèi)止扭板2連接。其中，優(yōu)選地不同止扭油缸4具有相同的結(jié)構(gòu)和連接方式，以便施力均勻。

通過(guò)上述設(shè)置，由于液壓油具有一定的可壓縮性，在試驗(yàn)過(guò)程中能夠產(chǎn)生相對(duì)柔性的作用力(反作用力)，保證止扭裝置與被試軸1的變形相協(xié)調(diào)，從而能夠準(zhǔn)確施加所需的止扭力矩。并且，由于本發(fā)明設(shè)置有三個(gè)以上止扭油缸4，可以在被試軸1上產(chǎn)生相對(duì)均勻的力矩作用，更符合實(shí)際使用工況，由此提升了試驗(yàn)準(zhǔn)確性。

在圖示實(shí)施方式中，外固定板3形成為環(huán)繞內(nèi)止扭板2設(shè)置的一體結(jié)構(gòu)，即具有中心通孔的板狀結(jié)構(gòu)，由此可以將內(nèi)止扭板2和止扭油缸4安裝于其中心通孔內(nèi)并在同一平面內(nèi)延伸，便于避免在被試軸1上產(chǎn)生軸向力、彎矩等其他不必要的載荷。

在根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中，各個(gè)止扭油缸4的承壓腔43可以通過(guò)連通油路5彼此連通。此處及以下所述承壓腔43，指的是在試驗(yàn)過(guò)程中承受被試軸1壓力的油腔。例如，當(dāng)加扭裝置10按圖示箭頭a方向加載時(shí)，止扭油缸4的有桿腔即為承壓腔43。在不同實(shí)施方式中，承壓腔43依連接方式、測(cè)試方式不同而選擇為止扭油缸4的有桿腔或無(wú)桿腔。為了便于連通各個(gè)止扭油缸4的承壓腔43，可以如圖示地在各相鄰兩個(gè)止扭油缸4之間均設(shè)置連通油路5，也可以以其他方式相互連通各承壓腔43。通過(guò)這種設(shè)置，可以在試驗(yàn)過(guò)程中保持各個(gè)止扭油缸4產(chǎn)生的反作用力相同，保證被試軸1在各個(gè)方向載荷相同，避免偏載。

在本發(fā)明中，由于采用液壓元件實(shí)施止扭，不可避免地會(huì)存在泄漏問(wèn)題。例如，當(dāng)多次試驗(yàn)后，圖示有桿腔內(nèi)的液壓油可能會(huì)所剩無(wú)幾，導(dǎo)致活塞桿42移位至幾乎與缸體41端部接觸，基本失去了止扭承載能力。為此，需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候向例如為有桿腔的承壓腔43內(nèi)補(bǔ)充液壓油。結(jié)合圖4所示的循環(huán)載荷譜示意圖，加扭裝置10在被試軸1上施加的作用力f1、f2在每個(gè)周期中波動(dòng)變化，且在一次試驗(yàn)中進(jìn)行多個(gè)周期，由此完成高低周復(fù)合疲勞試驗(yàn)。在相鄰高(低)周載荷周期之間，存在一段時(shí)間載荷回零。對(duì)此，本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式在至少一個(gè)止扭油缸4的承壓腔43連接有補(bǔ)油油路6，且在該補(bǔ)油油路6上設(shè)置單向閥7。從而，當(dāng)處于載荷回零的時(shí)間段內(nèi)，油源壓力高于承壓腔43的壓力并打開單向閥7，以向承壓腔43內(nèi)補(bǔ)入液壓油；當(dāng)載荷非零時(shí)，單向閥7在承壓腔43內(nèi)油壓作用下關(guān)閉。這樣設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于，可以在不停止試驗(yàn)的情形下自動(dòng)補(bǔ)油，有效提高了試驗(yàn)效率。

為了便于回油腔44(圖示無(wú)桿腔)內(nèi)的液壓油在向承壓腔43內(nèi)補(bǔ)油時(shí)回油，可以在止扭油缸4的回油腔44連接回油油路8。在試驗(yàn)過(guò)程中，該回油油路8還可以在承壓腔43被壓縮時(shí)向回油腔44內(nèi)補(bǔ)入液壓油。

根據(jù)上述可知，本發(fā)明通過(guò)利用止扭油缸4提供具有柔性的止扭力矩，由此使得止扭裝置與被試軸1的變形相協(xié)調(diào)。其中，設(shè)置的止扭油缸4數(shù)量?jī)?yōu)選為偶數(shù)個(gè)，以便避免在被試軸1上產(chǎn)生其他不必要的載荷。

在本發(fā)明一種較為優(yōu)選的實(shí)施方式中，止扭油缸4對(duì)應(yīng)鉸接于內(nèi)止扭板2和外固定板3上，由此進(jìn)一步改善止扭柔性。例如，在圖示實(shí)施方式中，止扭油缸4的缸體41鉸接于外固定板3，活塞桿42通過(guò)中間連接件鉸接于內(nèi)止扭板2。軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置具有柔性特征便于提高高低周復(fù)合疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)頻率。例如，利用該優(yōu)選實(shí)施方式的軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置對(duì)一種發(fā)動(dòng)機(jī)的后軸頸、風(fēng)扇軸、低壓渦輪軸進(jìn)行高低周復(fù)合疲勞試驗(yàn)時(shí)，其試驗(yàn)頻率可達(dá)3hz～4hz。

為便于在外固定板3和內(nèi)止扭板2之間傳遞作用力，可以適當(dāng)設(shè)置其與止扭油缸4連接的連接部分的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中，外固定板3和內(nèi)止扭板2上分別形成有第一鉸接凸起21和第二鉸接凸起31。其中，內(nèi)止扭板2上的第一鉸接凸起21可以沿與加載方向(參照?qǐng)D3中箭頭a)相反的方向相對(duì)徑向傾斜，外固定板3上的第二鉸接凸起31可以沿與加載方向相同的方向相對(duì)徑向傾斜。通過(guò)這種設(shè)置，可以便于止扭油缸4在相對(duì)內(nèi)止扭板2發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)避免受該內(nèi)止扭板2的干涉，保證其發(fā)揮其柔性性能。

其中，第一鉸接凸起21和第二鉸接凸起31內(nèi)可以分別設(shè)置有鉸接軸9，以將止扭油缸4對(duì)應(yīng)鉸接于內(nèi)止扭板2和外固定板3。

以上對(duì)本發(fā)明提供的軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種軸類零件疲勞試驗(yàn)設(shè)備，包括前述軸類零件疲勞試驗(yàn)止扭裝置和用于對(duì)被試軸1加載的加扭裝置10。在圖示實(shí)施方式中，加扭裝置10可以包括加扭油缸101和用于與被試軸1上的花鍵配合的花鍵板102等。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。

所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個(gè)或更多實(shí)施方式中。在上面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可以實(shí)踐本發(fā)明的技術(shù)方案而沒(méi)有所述特定細(xì)節(jié)中的一個(gè)或更多，或者可以采用其它的方法、組件、材料等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知結(jié)構(gòu)、材料或者操作以避免模糊本發(fā)明的各方面。