專利名稱：直升機自動傾斜器大型薄壁軸承智能檢測分析方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于軸承性能測試分析技術領域，主要提出一種直升機自動傾斜器大 型薄壁軸承智能檢測分析方法及裝置，用于國內航空螺旋槳飛行器在檢修狀態下 對傾斜器薄壁軸承的異常信息采集、結構健康檢測、綜合故障診斷。
背景技術：
自動傾斜器是直升機操控系統的一個主要組成部分，旋翼的總矢扱周期的變 距操作都要通過它來實現。自動傾斜器一般由類似軸承的旋轉(外)環和不旋轉
(內)環組成，它通過萬向接頭或球鉸套在旋翼軸上，不旋轉環通3 縱拉桿與 駕駛艙中的駕駛桿和總距桿相連，旋轉環M數巨拉桿與槳葉相連。試驗軸承安 裝在自動傾斜器下旋轉環和滑筒之間，起定位和支撐作用，并承受徑向載荷和軸
向載荷、扭矩。自動傾斜器無傾斜時，各片槳葉在旋轉時鄉巨保持恒定；當它被 操縱傾斜時，貝晦片槳葉在旋轉中周斯性地改變鄉巨。z鄉巨拉桿轉至傾斜器上位 時鄉巨加大，槳葉向上揮舞；轉至下位時鄉巨減小，槳葉向下揮舞。這樣就形成 旋翼旋轉面的傾斜，使旋翼合力傾斜，產生一7jC平分力。直升機的前后和左右方 向的飛纟話動就^M^種操縱實現的，稱為周期z數巨操縱。飛行員操縱(提或 壓)總距桿使自動傾斜器沿旋翼軸平行向上或向下滑動。各片槳葉的鄉巨將同時 增大或減小,使旋翼的升力增大或減小，直升機隨之上升或下降。這種操縱稱為總距 操縱。
直升機自動傾斜器薄壁軸承檢測分析方法及裝置是用于國內航空螺旋槳、飛 行器在檢修狀態下對薄壁軸承的異常信息采集、結構健康檢測、^故障診斷的 高新技術產品，確保或提高軸承的運行^可靠性。可替代目前的AX檢測，大 大提高檢測的準確率，確保軸承的安全i頓性能。國內航空檢修專4W薄壁軸承 的異常信息采集、結構健康檢測、綜合故障診斷體的需求非常迫切，直升機自 動傾斜器薄壁軸承檢測分析方法及裝置具有極大的經刺介值和市場前景。同時可 以直升機自動傾斜器薄壁軸承檢測分析方法及裝置檢測、試驗所得信息為依據，
改進和優化國內直升機自動傾斜器薄壁軸承設計與制造(選材、幾何參數、表面 質量、加工方法等)，查找與國外同類產品的差異，為把軸承向更高層次的發展
提供改進手段和可靠保證。
發明內容
本發明的目的即是提出一種直升機自動傾斜器大型薄壁軸承智育旨檢測分析 方法及裝置。
本發明所提出直升機自動傾斜器大型薄壁軸承智旨g檢測分析方法為 將待檢測的大型薄壁軸承裝入待檢區，試驗主體采用"懸臂"式結構即將 試驗主體懸掛在驅動系統的f俞出主軸上；使試驗軸承承擔一個變化的挪E，另 外在試驗軸承內圈軸心上施加一個大小交變的軸向力，從而模擬直升機自動傾 斜器軸承實際運行工況；直升機自動傾斜器薄壁軸承的主要作用就^M過承受 載荷和力偶，從而控制螺旋槳的運行方向；通過與薄壁軸承外圈過盈配合的軸 承外套、旋轉聯接法蘭盤將試驗軸承外圈聯接在驅動系統輸出主軸的一端，將 軸承內圈與軸承座過盈配合并由軸承座和》去蘭M其軸向定位，構成軸承內圈 不動而軸承外圈隨傳動主軸高速旋轉的試驗檢測方式，并使軸承外圈的旋繊 度與試驗軸承的實際運轉工況一致；夕卜圈旋轉的作用使整個軸承受力均勻，有 效的模擬了螺旋槳的運行工況；試驗軸承所受到的軸向載荷主要通過法蘭盤傳 遞，法蘭盤與軸承座聯接并通過將法^^卜端的環形凸臺壓觸在試驗軸承內圈 的端面上從而傳遞所受到的軸向載荷和變化的扭距，試驗軸承的內圈把載荷傳 遞到整個軸承上；軸向載荷通過軸向加載油缸和與軸向加載油ft謹接的加載桿 推動連接盤，并通過與連接盤聯接一體的法蘭盤施加至訴由承內圈上，試驗軸承 的內圈把載荷傳遞到整個軸承上；而扭矩則是通過另外兩個加載油缸與加載桿 連接來實現的，兩個加載油缸的運行方向相反從而傳遞力偶使軸承內圈承受一 個變化的扭矩；可以有效的模擬螺旋槳的運行方向的改變，在檢測裝置開啟的 時候，軸向加載和扭矩同時運行，有效的模擬螺旋槳在飛1f31程中隨方向，高 度，位置的運行工況；薄壁軸承的主要作用就是通過承受載荷和力偶從而控制
螺旋槳的運行方向，使試驗軸承在模擬直升機傾斜器薄壁軸承的實際工況下對
其進行檢測分析，檢測結果真實、準確；通過軸向載荷加載油缸與加載桿之間 所設置的拉力傳感器對所施加的軸向載荷參數進行檢測、通過扭矩加載油缸與 加載桿之間所設置的拉力傳感器對所施加于試驗軸承上的力偶進行檢測，通過 在試驗軸承非旋轉端面即試驗軸承內圈端面上所設置的驢傳感器，用以對試 驗軸承在整^驗工況時的溫度信號進行采集，通過直接設置在法蘭盤上的振 動傳感器對試驗軸承在整4H式驗工況時的振動信號進行采集，并送往計算機，
由計算機分析軟件結合試驗軸承的整^i式驗:o皿行分析判斷，作出診斷。
本發明直升機自動傾斜器大型薄壁軸承智能檢測分l^置其結構為其主要 包括試驗軸承的懸臂支承機構、對試驗軸承施加變化的扭矩和大小交變的軸向載
荷的加載機構及驅動傳動機構；戶脫的懸臂支承機構用于對i^^軸承軸向、徑向 定位并使其位于主軸一端呈懸臂結構，所具有的軸承外套與旋轉聯接法蘭盤聯接 并働定轉聯接法蘭盤聯接在輸出主軸一端，試驗軸承外圈與軸承外套過盈配合、 試驗軸承內圈與軸承座過盈配合構成 軸承內圈固定、軸承外圈隨主軸旋轉的 結構；設置的法蘭盤與軸承座聯接并M法蘭盤向外凸出的環形臺階和軸承座向 外凸出的環形臺階對試驗軸承內圈軸向定位；通過聯接在軸承外套一頂啲壓蓋和 軸承外套向內凸出的環形臺階對試驗軸承外圈軸向定位；所述的加載機構用于對
試驗軸承施加變化的扭矩和大小交變的軸向載荷，其包括軸向載荷加載油缸、加 載桿和連接M:關節軸承，加載桿通過關節軸承與軸向載荷加載油缸鉸接，連接 盤與加載桿固聯并和法，聯接，所具有的兩個平行設置并與軸向載荷加載油缸 平行的扭矩加載油缸，兩個扭矩加載油缸與軸向加載油缸同時工作且分別對試驗
軸承施加力偶和軸向載荷；戶脫的扭矩加載油&rffl過關節軸承與加載桿連接并使
加載桿與連接盤聯接;所述的軸向加載桿與扭矩加載油缸的加載桿為共用的一根; 使軸向載荷加載油缸連接在加載桿的中部并在軸向載荷加載油缸與加載桿之間設 置拉力傳繊；兩個扭矩加載油缸分別連接在加載桿兩端并在扭矩加載油缸與加 載桿之間設置拉力傳感器；在試驗軸承非旋轉端面即試驗軸承內圈端面上所設置^^傳感器，用以對i式驗軸承在^H式驗工況時的溫度信號進行采集，振動傳感
器直接設置在法蘭盤上，對試驗軸承在 ^工況時的振動信號進行采集;驅動 傳動機構的電機與傳動主軸之間通過皮帶傳動，M面對面安裝的兩套圓錐滾子 軸承對主軸進行支承。
本發明采用對試驗軸承懸臂支承的結構并使試驗軸承外圈作與實際工況相 一致的高速旋轉并使試驗軸承內圈固定不動的方式，更真實的模擬試驗軸承的實 際工況，同時科學合理的對試驗軸承施加力偶，使兩個加載油缸其作用方向相反 從而傳遞力偶，可以有效的模擬螺旋槳的運行方向的改變，對試驗軸承施加大小 交變的軸向載荷，對試驗軸承檢測時同時施加力偶和軸向載荷，有效模擬螺旋槳 在飛行過程中隨方向、高度位置的運行工況；將試驗軸承的模擬工況參數送往計 算機并將所檢測至啲其在該工況時的振動、、鵬等其他數據送往計對幾由計算機 的分析測試軟件對所檢測采集的繊進行分析診斷，本發明具有檢測分析真實、 準確、可靠的特點。
本發明所提出的直升機自動傾斜器大型薄壁軸承智能檢測分析裝置其結構設 計科學合理。
附圖1為本發明裝置的結構示意圖。
附圖2為圖1的俯視圖。
附圖3為主軸fL構結構示意圖。
附圖4為懸臂支承機構結構示意圖。
圖中，1、三角架；2、軸向載荷加載油缸，3、拉力傳麟，4、關節軸承， 5、連接盤，6、法，，7、軸承座，8、工雖蓋，9、試驗軸承，10、軸承夕卜 套，11、旋轉聯接法蘭盤，12、輸出主軸，13、上箱體，14、襯套，15、支撐 軸承，16、右擋圈，17、中間套筒，18、鎖緊螺母，19、左擋亂20、帶輪， 21、油碗，22、下箱體，23、地平鐵，25、 ia^f專驗，26、振動傳鵷，27、 電機，28、扭矩加載油缸，29、 T型槽，30、試驗主體，32、加載桿。
具體實施例方式
參考下面的實施例，可以更詳細地解釋本發明；但是應當指出的是本發 明并不局限于下述實施例。
結合附圖，本發明所提出的檢測分析方法為-
將待檢觀啲大型薄壁軸^A待檢區，i離主體30采用"懸臂"式結構即 將試驗主體懸掛在驅動系統的傳動主軸上；使K^軸承9承擔一個變化的挪巨， 另外在試驗軸承內圈軸心上施加一個大小交變的軸向力，從而模擬直升機自動 傾斜器軸承實際運行工況；直升機自動傾斜器薄壁軸承的主要作用就^1過承 受載荷和力偶，從而控制螺旋槳的運行方向；通過與薄壁軸承外圈過盈配合的 軸承外套10、旋轉聯接法蘭盤11將試驗軸承9外圈聯接在驅動系統輸出主軸的 一端，將軸承內圈與軸承座7過盈配合并由軸承座7和法蘭盤6對梨由向定位， 構成軸承內圈不動而軸承外圈隨傳動主軸高速旋轉的試驗檢測方式，并使軸承 外圈的旋轉速度與試驗軸承的實際運轉工況一致；外圈旋轉的作用使整個軸承 受力均勻，有效的模擬了螺旋槳的運行工況；試驗軸承9所受到的軸向載荷主 要通逝去蘭盤6傳遞，法，6與軸承座7聯接并通過將法，6外端的環形 凸臺壓觸在試驗軸承內圈的端面上從而傳遞所受到的軸向載荷和變化的扭距， 試驗軸承9的內圈把載荷傳遞到,由承上；軸向載荷M軸向加載油缸2和 與軸向加載油缸連接的加載桿32推動連接盤5，并通過與連接盤5聯接一體的 法蘭盤6施加到軸承內圈上，試驗軸承的內圈把載荷傳遞到，軸承上；而扭 矩則;Ma兩個扭矩加載油缸28與加載桿32連接來實現的，兩個扭矩加載油 缸的運行方向相反從而傳遞力偶使軸承內圈承受一個變化的扭矩；可以有效的 模擬螺旋槳的運行方向的改變，在檢測裝置開啟的時候，軸向加載和扭矩同時 運行，有效的模擬螺旋槳在飛行過程中隨方向，高度，位置的運行工況；薄壁 軸承的主要作用就^1過承受載荷和力偶從而控制螺旋槳的運行方向，使試驗 軸承在模擬直升機傾斜器薄壁軸承的實際工況下對其進行檢測分析，檢測結果 真實、準確；通過軸向負荷加載油缸與加載桿之間所設置的拉力傳感器3對所
施加的軸向載荷參itii行檢測、通過扭矩加載油缸2與加載桿32之間所設置的 拉力傳 13對所施加于試驗軸承上的力偶進行檢測，M在試驗軸承9非旋 轉端面即試驗軸承內圈端面上所設置的溫度傳感器25，用以對試驗軸承在旨 試驗工況時的，信號進行采集，通過直接設置在法^# 6上的振動傳 26 對試驗軸承在整1H式驗工況時的振動信號進行采集，并送往計算機，由計算機 分析軟件結合i式驗軸承的整個試驗工況進行分析判斷，作出診斷。
本發明直升機自動傾斜器大型薄壁軸承智能檢測分析裝置其結構為其主 要包括試驗軸承的懸臂支承機構、對試驗軸承施加變化的扭矩和大小交變的軸 向載荷的加載機構及驅動傳動機構；所述的懸臂支承機構用于對試驗軸承9軸 向、徑向定位并使其位于主軸一端呈懸臂結構，所具有的軸承外套10與旋轉聯 接法蘭盤11聯接并使旋轉聯接法蘭盤11聯接在輸出主軸12 —端，i式驗軸承外 圈與軸承外套過盈配合、試驗軸承內圈與軸承座過盈配合構成試驗軸承內圈固 定、軸承外圈隨主軸旋轉的結構；采取軸承外圈轉動內圈不轉動的i^方式， 可以減小非軸雜動的干擾信號，使整個軸承受力均勻，有效的模擬了螺旋槳 的運行工況；設置的法蘭盤6與軸承座7聯接并通過法蘭盤6向外凸出的環形 臺階和軸承座向外凸出的環形臺階對試驗軸承內圈軸向定位；通過聯接在軸承 外套10 —側的工裝壓蓋8和軸承外套10向內凸出的環形臺階對i離軸承外圈 軸向定位；所述的加載機構用于對試驗軸承施加變化的扭矩和大小交變的軸向 載荷，其包括軸向載荷加載油缸2、加載桿32和連接盤5及關節軸承4，加載 桿32 M關節軸承4與軸向載荷加載油缸28鉸接，連接盤5與加載桿32固聯 并和法蘭盤6聯接。選用關節軸承的作用是關節軸承受到載荷的時候可以起一 個緩沖的作用，有效的減小對試驗軸承的損傷。。所具有的兩個平行設置并與軸 向載荷加載油缸平行的扭矩加載油缸28，兩個扭矩加載油缸與軸向加載油缸同 時工作且分別對試驗軸承施加力偶和軸向載荷；戶臓的扭矩加載油缸28 M關 節軸承4與加載桿32連接并使加載桿32與連接盤5聯接；所述的軸向加載桿 與扭矩加載油缸的加載桿為共用的一根；使軸向載荷加載油缸連接在加載桿的
中部并在軸向載荷加載油缸與加載桿之間設置拉力傳,3;兩個扭矩加載油缸 28分別連接在加載桿兩端并在扭矩加載油缸與加載桿之間設置拉力傳感器；驅動
傳動機構的電機27與傳動主軸之間通過皮帶傳動，艦面對面安裝的兩套圓錐滾
子軸艦主軸進行支承。采用兩套對圓錐滾子軸承面對面的安裝的優點在于能 承受較大的軸向，徑向載荷，調心性和繊比 ,摩擦小靴點。同時采用兩 套對圓錐滾子軸承還可以分擔受到的載荷和扭矩。保證旨檢測裝置的穩定性和 可靠性。在試驗軸承9非旋轉端面即試驗軸承內圈端面上所設置用以對試驗軸承
在^h^驗工況時的纟鵬信號進行采集的驢傳麟25，對i微軸承在^M^ 工況時的振動信號進行采集的振動傳感器26直接設置在法^: 6上;驅動傳動機 構的電機27與傳動主軸之間通過皮帶傳動,M面對面安裝的兩套圓錐滾子軸承 對主軸進行支承。
在圖l、 2中的床身部分對機身部分的設計中既要適應直升機自動傾斜器
大型薄壁軸承的結構特點和尺寸規格，又要滿足機身的可移動性、穩定性和使 用操作的方便性的要求。為此，機身主體擬用箱體結構的自件，床身包括上
箱體13、下箱體22和地平鐵23，機身臺面的高度適應直升機自動傾斜器對軸 承的安裝高度(取550mm)，且機身底面設有與地平鐵相連接的定位銷；驅動 傳動機構包括電機、傳動帶輪20、主軸箱和輸出主軸12及支撐軸承15;傳動 主軸12安裝在主軸箱體的襯套14上，由電HM:傳動帶輪20帶動。根據直升 機自動傾斜器大型薄壁軸承的工作轉速，確定傳動主軸12轉速范圍 20(M000r/min。采用支撐軸承15來保i!Ei軸系統的運轉平穩，驅動傳動機構的 運動傳動采用與軸承振動頻率相差甚遠的皮帶傳動，輸出主軸的回轉采用軸承 支承，可以大大地減小檢測設備的基礎振動。通過面對面安裝的兩套圓錐滾子 軸承對主軸進行支承，采用兩套對圓錐滾子軸承面對面的安裝的優點在于倉巨 承受較大的軸向，徑向載荷，調心性和轉速比較好，摩擦小等優點。同時采用 兩套對圓錐滾子軸承還可以分擔受到的載荷和扭矩。保證旨檢測裝置的穩定 性和可靠性。
權利要求
1、一種直升機自動傾斜器大型薄壁軸承智能檢測分析方法，其特征是將待檢測的大型薄壁軸承裝入待檢區，試驗主體(30)采用“懸臂”式結構即將試驗主體懸掛在驅動系統的傳動主軸上；使試驗軸承(9)承擔一個變化的扭距，另外在試驗軸承內圈軸心上施加一個大小交變的軸向力，從而模擬直升機自動傾斜器軸承實際運行工況；通過與薄壁軸承外圈過盈配合的軸承外套(10)、旋轉聯接法蘭盤(11)將試驗軸承外圈聯接在驅動系統輸出主軸(12)的一端，將軸承內圈與軸承座(7)過盈配合并由軸承座(7)和法蘭盤(6)對其軸向定位，構成軸承內圈不動而軸承外圈隨傳動主軸高速旋轉的試驗檢測方式，并使軸承外圈的旋轉速度與試驗軸承的實際運轉工況一致；試驗軸承(9)所受到的軸向載荷主要通過法蘭盤(6)傳遞，法蘭盤(6)與軸承座(7)聯接并通過將法蘭盤外端的環形凸臺壓觸在試驗軸承內圈的端面上從而傳遞所受到的軸向載荷和變化的扭距，試驗軸承的內圈把載荷傳遞到整個軸承上；軸向載荷通過軸向加載油缸和與軸向加載油缸連接的加載桿(32)推動連接盤(5)，并通過與連接盤(5)聯接一體的法蘭盤(6)施加到軸承內圈上，試驗軸承的內圈把載荷傳遞到整個軸承上；而扭矩則是通過另外兩個扭矩加載油缸(28)與加載桿(32)連接來實現的，兩個扭矩加載油缸的運行方向相反從而傳遞力偶使軸承內圈承受一個變化的扭矩；可以有效的模擬螺旋槳的運行方向的改變，在檢測裝置開啟的時候，軸向加載和扭矩同時運行，有效的模擬螺旋槳在飛行過程中隨方向，高度，位置的運行工況；使試驗軸承在模擬直升機傾斜器薄壁軸承的實際工況下對其進行檢測分析；通過軸向載荷加載油缸(2)與加載桿(32)之間所設置的拉力傳感器(3)對所施加的軸向載荷參數進行檢測、通過扭矩加載油缸(28)與加載桿(32)之間所設置的拉力傳感器(3)對所施加于試驗軸承上的力偶進行檢測，通過在試驗軸承(9)非旋轉端面即試驗軸承內圈端面上所設置的溫度傳感器(25)，用以對試驗軸承在整個試驗工況時的溫度信號進行采集，通過直接設置在法蘭盤(6)上的振動傳感器(26)對試驗軸承在整個試驗工況時的振動信號進行采集，并送往計算機，由計算機分析軟件結合試驗軸承的整個試驗工況進行分析判斷，作出診斷。
2、 一種直升+幾自動f頃斜器大型薄壁軸承智能檢測分W^置，其f寺征是主要 包括試驗軸承的懸臂支承機構、對試驗軸承施加變化的扭矩和大小交變的軸向載 荷的加載機構及驅動傳動機構；所述的懸臂支承機構用于對試驗軸承軸向、徑向 定位并使其位于主軸一端呈懸臂結構，所具有的軸承外套(10)與旋轉聯接法蘭 盤(11)聯接并j數定轉聯接法蘭盤(11)聯接在輸出主軸(12) —端，試驗軸承(9)外圈與軸承外M:盈配合、i式驗軸承內圈與軸承座過盈配合構成試驗軸承內 圈固定、軸承外圈隨主軸旋轉的結構；設置的法蘭盤(6)與軸承座(7)聯接并 通過法蘭盤向外凸出的環形臺階和軸承座向外凸出的環形臺階對試驗軸承內圈軸 向定位；通過聯接在軸承外套(10) —側的工裝壓蓋(8)和軸承外套(10)向內 凸出的環形臺階X寸試驗軸承外圈軸向定位；所述用于對試驗軸承施加變化的扭矩 和大小交變的軸向載荷的加載機構包括軸向載荷加載油缸(2)、加載桿(32)和 連接盤(5)及關節軸承(4)，加載桿(32)通過關節軸承(4)與軸向載荷加載 油缸(2)鉸接，連接盤(5)與加載桿(32)固聯并和法，(6)聯接，所具有 的兩個平行設置并與軸向載荷加載油缸平行的扭矩加載油缸(28)，兩個扭矩加載 油缸與軸向加載油缸同時工作且分別對試驗軸承施加力偶和軸向載荷；所述的扭 矩加載油缸(28) M關節軸承(4)與加載桿(32)連接并使加載桿與連接盤聯 接；戶服的軸向加載桿與扭矩加載油缸的加載桿為共用的一根；使軸向載荷加載 油缸連接在加載桿的中部并在軸向載荷加載油缸與加載桿之間設置拉力傳感器(3);兩個扭矩加載油缸(28)分別連接在加載桿(32)兩端并在扭矩加載油缸 與加載桿之間設置拉力傳,；在i，軸承(9)非旋轉端面即i式驗軸承內圈端面 上所設置用以對試驗軸承在整個試驗工況時的溫度信號進行采集的溫度傳感器(25)，對試驗軸承在^^ 工況時的振動信號進行采集的振動傳感器(26)直 接設置在法，(6)上；驅動傳動機構的電機(27)與傳動主軸之間通過皮帶傳 動，通過面對面安裝的兩套圓錐滾子軸承對主軸進行支承。
全文摘要
本發明提出的直升機自動傾斜器大型薄壁軸承智能檢測分析方法是將試驗主體(30)采用“懸臂”式結構即將試驗主體懸掛在驅動系統的傳動主軸上；使試驗軸承(9)承擔一個變化的扭距，另外在試驗軸承內圈軸心上施加一個大小交變的軸向力，從而模擬直升機自動傾斜器軸承實際運行工況；通過軸向載荷加載油缸(2)、扭矩加載油缸(28)與加載桿(32)之間所設置的拉力傳感器(3)對所施加的軸向載荷和力偶進行檢測，通過在試驗軸承(9)非旋轉端面設置的溫度傳感器(25)和通過直接設置在法蘭盤(6)上的振動傳感器(26)對試驗軸承在整個試驗工況時的溫度、振動信號進行采集，并送往計算機，由計算機分析軟件結合試驗軸承的整個試驗工況進行分析判斷，作出診斷。
文檔編號G01M13/04GK101339094SQ20081014123
公開日2009年1月7日 申請日期2008年9月1日 優先權日2008年9月1日
發明者巖 孫, 娜 楊, 王愛群, 陳鐵銘 申請人:洛陽工銘機電設備有限公司