根據關節(jié)軸承運動形式和承載特點,引出了關節(jié)軸承壽命
試驗機49種理論構型，將現有壽命試驗機歸納為４種構型,并對每種構型典型的壽命試驗機進行了分析。
一、單軸擺動單方向加載構型
目前,大部分關節(jié)軸承壽命試驗機均采用單軸擺動單方向加載的構型,如關節(jié)軸承模塊化壽命試驗機,其示意圖見圖４。該試驗機運動系統(tǒng)由伺服電機通過撓性聯軸器、扭矩儀、萬向聯軸器、傳動軸帶動實驗芯軸沿C軸往復擺動,使得與實驗芯軸配合的軸承內圈相對于外圈沿C軸往復擺動;加載形式為由壓力機通過液壓缸、壓力傳感器沿Y軸方向對軸承夾具施加載荷,使得與加載T形板接觸的外圈相對于內圈沿Y軸方向產生作用力,從而實現單軸擺動單方向加載的構型。關節(jié)軸承在磨損過程中,軸承外圈相對內圈沿Y軸方向產生移動。
二、單軸擺動雙方向加載構型
該構型試驗機(如熱感應式關節(jié)軸承壽命試驗機)示意圖見圖７。該試驗機運動系統(tǒng)由液壓往復驅動裝置帶動實驗芯軸沿C軸往復擺動,也使得軸承內圈相對于外圈沿C軸往復擺動；加載形式為雙向復合加載,即Y 軸方向和Z軸方向復合加載。Y軸方向通過氣動裝置使軸承外圈向內圈施加徑向載荷,同時Z軸方向通過液壓裝置使內外圈之間產生軸向作用力,從而構成單軸擺動雙方向加載的構型。在關節(jié)軸承磨損過程中,軸承外圈相對內圈沿Y軸和Z軸方向同時產生移動。
三、雙軸擺動單向加載構型
此構型試驗機(如復合擺動式關節(jié)軸承壽命試驗機)原理圖見圖９,該試驗機運動系統(tǒng)為雙軸復合擺動,即沿A軸和C軸方向復合擺動,A軸方向由減速電機通過曲柄搖桿機構、主軸、扭矩傳感器帶動軸承夾具實現往復擺動,使得與軸承夾具配合的外圈相對內圈沿A軸往復擺動;同時C軸方向由減速電機通過搖桿機構、主軸、扭矩傳感器帶動實驗芯軸實現往復擺動,使得軸承內圈相對外圈沿C軸往復擺動；加載形式為由液壓系統(tǒng)沿X軸方向對軸承夾具施加載荷,使得軸承內外圈之間產生作用力,從而構成雙軸擺動單方向加載的構型。在關節(jié)軸承磨損過程中,軸承外圈相對內圈沿X軸方向產生移動。
四、A軸和B軸復合擺動構型
此構型試驗機(如直升機自動傾斜器球鉸自潤滑關節(jié)軸承壽命試驗機)示意圖見圖11。該試驗機運動系統(tǒng)為雙軸復合擺動,即沿A軸和B軸方向復合擺動,A軸和B軸方向同時由調頻電機通過萬向聯軸器、搖桿機構、拉壓傳感器、傳動桿帶動軸承夾具往復擺動；加載形式為由液壓系統(tǒng)沿X軸方向通過液壓缸、鋼絲繩向軸承夾具施加載荷,使得軸承內外圈之間產生作用力,從而構成雙軸擺動單方向加載的構型。在關節(jié)軸承磨損過程中,軸承外圈相對內圈沿X軸方向產生移動。
實驗人員可根據實驗目的,選取不同構型的壽命試驗機,如研究關節(jié)軸承摩擦磨損機理,應選取單軸擺動單方向加載構型進行實驗,評價關節(jié)軸承壽命,應選取多軸擺動構型進行實驗.下一步研究將完善現有關節(jié)軸承試驗機構型,并著重發(fā)展多維運動構型試驗機;針對同種構型試驗機,在設計過程中應統(tǒng)一設計標準、優(yōu)化檢測方式、重視關鍵部件選取,從而共同推動關節(jié)軸承研究與應用的發(fā)展。
