一种可消除轴向径向力载荷相互干扰的试验加载装置的制作方法

本发明属于模拟转子施加力载荷的试验装置，具体涉及一种可消除轴向径向力载荷相互干扰的试验加载装置。

背景技术：

1、根据航空发动机试验技术相关规范要求，航空发动机中央传动装置、主轴承在装机前必须经过相应试验考核。试验中，为模拟试验件在航空发动机上的工作条件，需要对模拟转子施加轴向力载荷和径向力载荷。以轴承试验为例，当前，试验轴一般采用简支梁结构。其结构布置为试验轴承位于试验主轴两端，作为转子支撑点，试验轴承外圈压板一端与液压加载杆接触承受液压加载组件施加的轴向力。径向加载轴承位于转子中部，轴承外圈设有轴承座；轴承座与径向加载杆接触，承受液压加载组件施加的径向力。

2、现有加载装置存在以下缺点：

3、1、轴向载荷和径向载荷同时施加时，由于轴向加载轴承同时承受径向载荷，试验轴承外圈与轴承座之间存在较大摩擦力，摩擦力与施加的轴向载荷方向相反，该摩擦力必然会抵消一部分轴向载荷，导致试验轴承受到的轴向载荷小于试验设定载荷，从而不能满足轴承性能考核的技术指标。

4、2、现有加载装置在施加轴向载荷时，只能朝单一方向施加载荷，无法反向施加载荷，不能满足试验任务提出的试验过程中换向的试验要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种可消除轴向径向力载荷相互干扰的试验加载装置，将轴向载荷和径向载荷分开施加于两组轴承上，且加载轴承均为悬浮结构。其中，径向加载轴承采用滚棒轴承，其本身结构特点只传递径向载荷，不受轴向载荷干扰；轴向加载轴承采用角接触球轴承，悬浮式结构保证其不承受径向载荷，施加于轴向加载轴承上的载荷不会被抵消，载荷施加精度不受影响，能够充分满足航空轴承性能考核试验的技术指标。

2、为了实现上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

3、一种可消除轴向径向力载荷相互干扰的试验加载装置，包括：

4、实验主轴；

5、试验件，固定套装在所述实验主轴上；

6、径向加载组件，浮动套装在所述实验主轴上，用于向所述试验主轴传递径向载荷；

7、径向液压加载块，基座与所述试验件的外环位置固定设置，用于基于加载杆向所述径向加载组件加载刚性的径向载荷；

8、轴向加载组件，浮动套装在所述实验主轴上，用于基于加载杆向所述试验主轴传递轴向载荷；

9、轴向液压加载块，基座与所述试验件的外环位置固定设置，用于向所述径向加载组件加载刚性的径向载荷；

10、其中，当所述径向加载组件向所述实验主轴传递所述径向载荷，且实验主轴产生轴向位移时，所述径向加载组件柔性随动所述轴向位移；

11、当所述轴向加载组件向所述实验主轴传递所述轴向载荷，且实验主轴产生径向位移时，所述轴向加载组件柔性随动所述径向位移。

12、进一步的，所述径向加载组件包括：

13、第一径向加载轴承，固定套装在所述实验主轴上；

14、第二径向加载轴承，固定套装在所述实验主轴上；

15、径向加载轴承内环定距套，固定套装在所述实验主轴上，轴向两端分别紧密接触所述第一径向加载轴承及所述第二径向加载轴承；

16、径向加载轴承外环座，同时固定套装在所述第一径向加载轴承及所述第二径向加载轴承的外环；加载所述径向载荷时，与所述径向液压加载块接触；

17、其中，所述第一径向加载轴承及所述第二径向加载轴承均为滚棒轴承。

18、进一步的，所述轴向加载组件包括：

19、第一轴向加载轴承，固定套装在所述实验主轴上；

20、第二轴向加载轴承，固定套装在所述实验主轴上；

21、轴向加载轴承内环定距套，固定套装在所述实验主轴上，轴向两端分别紧密接触所述第一轴向加载轴承及所述第二轴向加载轴承；

22、轴向加载轴承外环座，同时固定套装在所述第一轴向加载轴承及所述第二轴向加载轴承的外环；加载所述轴向载荷时，与所述轴向液压加载块接触；

23、其中，所述第一轴向加载轴承及所述第二轴向加载轴承均为角接触球轴承。

24、进一步的，所述轴向液压加载块包括左液压加载块及右液压加载块；

25、所述左液压加载块的基座与所述试验件的外环位置固定设置，用于为所述轴向加载轴承外环座提供产生远离所述试验件方向的轴向载荷；

26、所述右液压加载块的基座与所述试验件的外环位置固定设置，用于为所述轴向加载轴承外环座提供产生靠近所述试验件方向的轴向载荷。

27、进一步的，所述轴向加载组件还包括：

28、轴向加载轴承外环压板、两组波形弹簧以及两组弹簧安装座；

29、一组所述弹簧安装座设置在所述第一轴向加载轴承靠近所述试验件的一端，用于安装一组作用于所述加载轴承外环压板与所述第一轴承加载轴承的外环的所述波形弹簧；

30、另一组所述弹簧安装座设置在所述第二轴向加载轴承远离所述试验件的一端，用于安装另一组作用于所述加载轴承外环压板与所述第二轴承加载轴承的外环的所述波形弹簧；

31、两组所述波形弹簧的预紧力方向平行于所述实验主轴的轴向。

32、进一步的，所述径向加载组件设置在所述试验件与所述轴向加载组件之间；

33、所述实验加载装置还包括：

34、支撑轴承，固定套装在所述试验件上，设置在所述轴向加载组件远离所述试验件的一端；

35、支撑轴承外环座，套装在所述支撑轴承的外环，与所述试验件的外环位置固定设置；

36、其中：所述支撑轴承为圆柱滚子轴承。

37、进一步的，所述试验件为球轴承或中央传动组件。

38、进一步的，所述第一径向加载轴承及所述第二径向加载轴承规格相同；

39、所述第一轴向加载轴承及所述第二轴向加载轴承规格相同。

40、进一步的，所述轴向加载轴承外环座的外环固定设置有受力块；所述左液压加载块和右液压加载块上均设有一圈均布的多个加载杆；各所述加载杆作用于所述受力块。

41、采用上述技术方案，本发明还能够带来以下有益效果：

42、1、本发明还具备轴向力试验过程中换向的加载功能；

43、2、进行轴向加载时，本发明可任选左液压加载块和右液压加载块施加载荷，即可实现轴向载荷的换向加载，能够更好地响应试验任务的载荷要求，更真实地模拟发动机上轴承的受载情况。轴向加载轴承两端分别设置弹簧，可保证加载载荷换向过程中，单个轴向加载轴承受到的载荷不换向，不会出现轻载打滑现象。

技术特征：

1.一种可消除轴向径向力载荷相互干扰的试验加载装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的实验加载装置，其特征在于，所述径向加载组件包括：

3.根据权利要求2所述的实验加载装置，其特征在于，所述轴向加载组件包括：

4.根据权利要求3所述的实验加载装置，其特征在于，所述轴向液压加载块包括左液压加载块及右液压加载块；

5.根据权利要求4所述的实验加载装置，其特征在于，所述轴向加载组件还包括：

6.根据权利要求5所述的实验加载装置，其特征在于，所述径向加载组件设置在所述试验件与所述轴向加载组件之间；

7.根据权利要求6所述的实验加载装置，其特征在于，所述试验件为球轴承或中央传动组件。

8.根据权利要求7所述的实验加载装置，其特征在于，所述第一径向加载轴承及所述第二径向加载轴承规格相同；

9.根据权利要求8所述的实验加载装置，其特征在于，所述轴向加载轴承外环座的外环固定设置有受力块；所述左液压加载块和右液压加载块上均设有一圈均布的多个加载杆；各所述加载杆作用于所述受力块。

技术总结
本发明属于模拟转子施加力载荷的试验装置技术领域，具体涉及一种可消除轴向径向力载荷相互干扰的试验加载装置。本发明将轴向载荷和径向载荷分开施加于两组轴承上，且加载轴承均为悬浮结构。其中，径向加载轴承采用滚棒轴承，其本身结构特点只传递径向载荷，不受轴向载荷干扰；轴向加载轴承采用角接触球轴承，悬浮式结构保证其不承受径向载荷，施加于轴向加载轴承上的载荷不会被抵消，载荷施加精度不受影响，能够充分满足航空轴承性能考核试验的技术指标。

技术研发人员：陈铭签,胡长青,姚江,刘廷武
受保护的技术使用者：中国航发四川燃气涡轮研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12