态。控制加载油缸14推动加载活动板10沿 立柱12以lmm/s的速度向下移动；通过加载活动板调整安装在加载头上的压轮的位置，使 该压轮的圆周表面与静止的鼓轮4的圆周表面有一定间隙量。所述的间隙，可通过调整间 隙量的大小，来调整冲击加速度的大小和冲击载荷峰值大小。间隙量越大，额定载荷下对应 的负荷冲击加载时形成的冲击加速度越大，冲击载荷峰值越高。本实施例为压轮与鼓轮表 面接触状态。
[0077] 步骤5 :侧偏负荷冲击载荷试验。
[0078] 第一步：首先确定加载试验的参数。所述的加载试验参数包括：油缸输出的工作 压力、试验轴承的试验载荷、压轮的线速度和鼓轮的线速度。其中：
[0079] I确定缸输出的工作压力P:
[0080] 油缸输出的工作压力P通过公式（1)确定：
[0081]
⑴
[0082] 式中：D是液压缸内径，单位为m;F是液压缸推力，单位为N;P是工作压力，单位为 MPa〇
[0083] II确定试验轴承的试验载荷：
[0084] 所述试验轴承的试验载荷包括试验轴承的径向载荷^和试验轴承的轴向载荷 F。，其中：
[0085] 试验轴承的径向载荷^通过公式（2)确定：
[0086] Fr=FXcosα(2)
[0087] 试验轴承的轴向载荷Fa通过公式（3)确定：
[0088] Fa =FXsina(3)
[0089] 本实施例中，液压缸活塞直径为280mm，油缸输出的工作压力为4. 47MPa，飞机载 荷275KN，试验轴承的径向载荷为272KN，轴向载荷为38. 3KN。
[0090]III确定压轮的线速度与鼓轮的线速度：
[0091] 本实施例中，轴承工作转速最高为7100r/min，压轮Φ= 248mm，鼓轮直径Φ= 1200_。根据压轮的线速度与鼓轮的线速度相同的原理，得到公式（4):
[0092] 压轮直径XπX试验轴承的最高工作转速=鼓轮直径XπX鼓轮转速（4)
[0093] 通过所述公式（4)确定鼓轮的转速。
[0094] 本实施例中，鼓轮的转速为1468r/min。
[0095] 由于压轮与试验轴承两者同轴同步转动，故压轮的转速与试验轴承的转速相同。 三相交流变频调速异步电机的转速与鼓轮的转速相同。
[0096] 第二步：当所述各试验参数确定后，对试验轴承进行侧偏冲击载荷和转速谱加载 试验。试验中：
[0097] 启动三相交流变频调速异步电机1，通过离合器2、联轴器16带动鼓轮旋转。通过 数据采集器采集热电偶的数据。通过载荷传感器11监测所施加在试验轴承上的载荷。
[0098] 通过控制三相交流变频调速异步电机1带动鼓轮0~6s内转速线性加速至 1468rpm，并保持。
[0099] 在鼓轮转速达到1468rpm平稳1秒后，通过瞬间加大加载油缸进口处的油压，使油 缸输出的工作压力在0~0. 3s内增加至4. 47MPa，油缸的活塞杆通过载荷传感器带动加载 活动板进行冲击加载，当加载活动板带动安装在加载头上的压轮向鼓轮4施加冲击载荷， 继而将该冲击载荷传递给位于鼓轮4内的轴承；因模拟飞机载荷的冲击载荷加载方向为垂 直向下，而轴承的轴向与加载面存在8°的夹角α，因此轴承受到的冲击载荷为径向冲击 载荷和轴向冲击载荷。
[0100] 在进行侧偏负荷冲击加载的同时，零转速压轮压向高速旋转的鼓轮，形成巨大的 摩擦力带动压轮被动加速旋转，压轮将带动试验轴承被动旋转，在200mS内从零转速加速 至与鼓轮相等的线速度，即7100rpm。
[0101] 在试验轴承载荷和转速平稳后保持2. 5秒，进行快速卸载，载荷在0. 3秒内卸载至 0ΚΝ。控制电机减速至停止转动。通过控制制动器9夹紧制动盘20,6秒内使试验轴承停止 转动。
[0102] 步骤6 :检测试验轴承、数据进行分析。试验轴承卸载并止转后，向上移动加载头 使得压轮离开鼓轮4。拆卸试验轴承并采用常规方法检测该轴承的有无裂纹、变形、点蚀，有 无疲劳剥落或剥落深度、面积大小，测量和记录实验后游隙。采用常规方法对数据采集器采 集到的热电偶的数据进行分析。至此完成对轴承的侧偏负荷冲击试验。
【主权项】
1. 一种飞机机轮轴承侧偏负荷冲击试验方法，其特征在于，具体过程是： 步骤1 :确定U型加载头的侧偏角度α :所述侧偏角度为飞机的侧偏角；所述的侧偏角 α为0~20° ;将U型加载头在活动板下端导轨内调整偏移角度，使其与垂直方向的夹角 从0°调整至8°，并利用导轨两端面的螺栓压紧； 步骤2 :测量并记录试验前轴承游隙，安装试验轴承：试验轴承一组两套对称安装在压 轮内，试验轴承的外圈固定在钢圈内，内圈安装在加载轴上；加载轴两端通过轴套安装在加 载头的加载臂上；在完成安装后的各轴承内圈表面粘贴热电偶，并将该热电偶与数据采集 器通过导线连接； 步骤3 :载荷传感器调零：通过加载系统使安装在该活动板下方的压轮处于悬空状态； 调整载荷传感器至零位； 步骤4 :调整试验机至冲击加载的状态：控制加载油缸推动加载活动板沿立柱以lmm/s 的速度向下移动；通过加载活动板调整安装在加载头上的压轮的位置，使该压轮的圆周表 面与静止的鼓轮4的圆周表面保持间隙量，并通过调整该间隙量实现调整冲击加速度和冲 击载荷峰值； 步骤5 :侧偏负荷冲击载荷试验： 第一步：确定加载试验的参数；所述的加载试验参数包括：油缸输出的工作压力、试验 轴承的试验载荷、压轮的线速度和鼓轮的线速度； 第二步：当所述各试验参数确定后，对试验轴承进行侧偏冲击载荷和转速谱加载试验； 试验中： 启动三相交流变频调速异步电机，通过离合器、联轴器带动鼓轮旋转；通过数据采集器 采集热电偶的数据；通过载荷传感器监测所施加在试验轴承上的载荷； 通过控制三相交流变频调速异步电机带动鼓轮0~6s内转速线性加速至1468rpm，并 保持； 在鼓轮转速达到1468rpm平稳Is后，通过瞬间加大加载油缸进口处的油压，使油缸输 出的工作压力在0~0. 3s内增加至4. 47MPa，油缸的活塞杆通过载荷传感器带动加载活动 板进行冲击加载；因模拟飞机载荷的冲击载荷加载方向为垂直向下，而轴承的轴向与加载 面存在8°的夹角α，因此轴承受到的冲击载荷为径向冲击载荷和轴向冲击载荷； 在进行侧偏负荷冲击加载的同时，零转速压轮压向高速旋转的鼓轮，形成巨大的摩擦 力带动压轮被动加速旋转，压轮将带动试验轴承被动旋转，在200ms内从零转速加速至与 鼓轮相等的线速度； 在试验轴承载荷和转速平稳后保持2. 5s，进行快速卸载，载荷在0. 3s内卸载至0ΚΝ ;控 制电机减速至停止转动；通过控制制动器夹紧制动盘，6s内使试验轴承停止转动； 步骤6 :检测试验轴承、数据进行分析：试验轴承卸载并止转后，向上移动加载头使得 压轮离开鼓轮；拆卸试验轴承并采用常规方法检测该轴承的有无裂纹、变形、点蚀，有无疲 劳剥落或剥落深度、面积大小，测量和记录实验后游隙；采用常规方法对数据采集器采集到 的热电偶的数据进行分析；至此完成对轴承的侧偏负荷冲击试验。2. 如权利要求1所述飞机机轮轴承侧偏负荷冲击试验方法，其特征在于，步骤3所述载 荷传感器调零时，控制加载油缸伸缩杆的伸出长度，提升活动板的高度，使安装在该活动板 下方的压轮处于悬空状态。3.如权利要求1所述飞机机轮轴承侧偏负荷冲击试验方法，其特征在于，步骤5中确定 加载试验的参数时： I确定缸输出的工作压力P : 油缸输出的工作压力P通过公式（1)确定：式中：D是液压缸内径，单位为m ;F是液压缸推力，单位为N ;P是工作压力，单位为 MPa ； II确定试验轴承的试验载荷： 所述试验轴承的试验载荷包括试验轴承的径向载荷^和试验轴承的轴向载荷F α， 其中： 试验轴承的径向载荷^通过公式（2)确定： Fr= FX cos α (2) 试验轴承的轴向载荷Fa通过公式（3)确定： Fa = FXsina (3) III确定压轮的线速度与鼓轮的线速度： 根据压轮的线速度与鼓轮的线速度相同的原理，通过所述公式（4)确定鼓轮的转速： 压轮直径X π X试验轴承的最高工作转速=鼓轮直径X π X鼓轮转速 （4) 由于压轮与试验轴承两者同轴同步转动，故压轮的转速与试验轴承的转速相同；三相 交流变频调速异步电机的转速与鼓轮的转速相同。
【专利摘要】一种飞机机轮轴承侧偏负荷冲击试验方法，旨在实现飞机机轮在着陆瞬间机轮轴承转动与受力工况的模拟。本发明利用对滚式飞机机轮轴承负荷冲击试验机，模拟飞机在起飞、高速滑行、着陆时冲击瞬间、侧偏着陆以及停止过程中机轮轴承受力工况、试验条件使用工况状态，能够全面地反映机轮轴承的工况，以对其强度、寿命进行准确的评估，为研究更高转速、更重负荷的航空机轮轴承提供可信的试验依据，有效缩短了研制周期，填补了国内该技术领域的空白。
【IPC分类】G01M13/04
【公开号】CN105334056
【申请号】CN201510817938
【发明人】邓伟林, 习鹤
【申请人】西安航空制动科技有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月23日