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原文传递一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统

专利名称：	一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统
摘要：	本发明公开一种环境温度可控的弹性轴承压‑扭组合实验系统，本发明用于弹性轴承的压缩试验、扭转试验以及压扭组合试验。其结构包括试验机系统（50），上夹持工装系统（10），扭转工装（20），下夹持工装系统（40），扭力系统（80），温度箱（70），控制系统（60）；试验机系统（50）上包括上夹头（54）、下夹头（55）、机体（53），上夹持工装系统（10）固定在上夹头（54）下方，上夹持工装系统（10）的下端与扭转工装（20）连接，下夹持工装系统（40）固定在下夹头（55）上方，扭力系统（80）安装于试验机系统（50）的机体（53）上，控制系统（60）包括数据采集系统（61）和操作系统（62）。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国人民解放军总参谋部第六十研究所
发明人：	姜年朝;李成友;路林华;王德鑫;范汪明;王婷婷
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910492303.2
公开号：	CN110243687A
代理机构：	南京品智知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	奚晓宁;杨陈庆
分类号：	G01N3/10(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	210016 江苏省南京市珠江路766号
主权项：	1.一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统，其特征是包括试验机系统（50），上夹持工装系统（10），扭转工装（20），下夹持工装系统（40），扭力系统（80），温度箱（70），控制系统（60）；其中，试验机系统（50）上包括上夹头（54）、下夹头（55）、机体（53），上夹持工装系统（10）固定夹持在上夹头（54）的下方，上夹持工装系统（10）的下端与扭转工装（20）连接，下夹持工装系统（40）固定夹持在下夹头（55）的上方，所述扭力系统（80）安装于试验机系统（50）的机体（53）上，上夹头（54）和下夹头（55）之间放置温度箱（70），扭转工装（20）与下夹持工装系统（40）之间用于放置弹性轴承（30），下上夹持工装系统（10）、扭转工装（20）、弹性轴承（30）、下夹持工装系统（40）放置在温度箱（70）内，上夹持工装系统（10）的上端穿过温度箱（70）的顶部与上夹头（54）连接，下夹持工装系统（40）的下端穿过温度箱（70）的底部与下夹头（55）连接；所述控制系统（60）包括数据采集系统（61）和操作系统（62）。 2.根据权利要求1所述的一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统，其特征是所述上夹持工装系统（10）、扭转工装（20）、下夹持工装系统（40）固定在试验机系统（50）的上夹头（54）和下夹头（55）之间；所述上夹持工装系统（10）、扭转工装（20）、下夹持工装系统（40）从上到下依次分布在上夹头（54）和下夹头（55）之间的垂直中心轴线上。 3.根据权利要求1所述的一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统，其特征是所述上夹持工装系统（10）包括上夹持工装（11），推力滚子轴承（12），圆筒（13），压块（14），上端盖（15），大螺母（16），下端盖（17）；其中，推力滚子轴承（12）安装在上夹持工装（11）上，圆筒（13）套在的推力滚子轴承（12）外围，压块（14）插在压推力滚子轴承（12）的内圈与上夹持工装（11）之间，压块（14）通过大螺母（16）固定在上夹持工装（11）的下端，圆筒（13）的上端面有上端盖（15），圆筒（13）的下端面有下端盖（17），下端盖（17）的下表面有方槽；所述上夹持工装（11）的上端固定夹持在所述试验机系统50的上夹头（54）中，所述推力滚子轴承（12）和下端盖（17）具有旋转轴线，推力滚子轴承（12）和下端盖（17）的旋转轴线与上夹头（54）和下夹头（55）之间的垂直中心轴线重合。 4.根据权利要求3所述的一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统，其特征是所述扭转工装（20）包括长方形块体，扭转环；扭转环整体呈水平放置，在竖直方向上扭转环固定在长方形块体的中间部位；长方形块体高出扭转环以上的部分形成上部突出长方形块体，长方形块体低于扭转环以下的部分形成下部突出长方形块体；所述扭转工装（20）的上部突出长方形块体插入下端盖（17）的下部方槽内并通过一个内六角螺钉（21）将扭转工装（20）和下端盖（17）连接，从而实现上夹持工装系统（10）与扭转工装（20）的连接。 5.根据权利要求1所述的一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统，其特征是所述下夹持工装系统（40）包括下夹持工装（47），位移传感器（42），固定支座（44），角度传感器（46），水平联动杆（43），垂直联动杆（41）；其中，位移传感器（42）安装于下夹持工装（47）上，固定支座（44）固定在下夹持工装（47）上，角度传感器（46）固定于固定支座（44）上，水平联动杆（43）与角度传感器（46）连接，垂直联动杆（41）为两根，水平联动杆（43）的两端分别与一根垂直联动杆（41）的下端相连接，两根垂直联动杆（41）的上端呈一左一右分别与扭转工装（20）连接，当扭转工装（20）扭转时带动垂直联动杆（41）同步转动；所述下夹持工装（47）的上端有空腔，固定支座（44）固定在空腔的腔体底部，固定支座（44）的中间有中心孔；所述角度传感器（46）外圈固定在固定支座（44）中心孔中；所述角度传感器（46）的芯柱具有旋转轴线，角度传感器（46）可绕角度传感器（46）上芯柱的旋转轴线在水平面内转动，角度传感器（46）上芯柱的旋转轴线与上夹头（54）和下夹头（55）之间的垂直中心轴线重合；所述水平联动杆（43）水平设置在所述下夹持工装（47）的空腔内、且固定在所述角度传感器（46）的芯柱上；所述水平联动杆（43）具有旋转轴线，水平联动杆（43）可绕水平联动杆（43）的旋转轴线在水平面内转动，水平联动杆（43）的旋转轴线与上夹头（54）和下夹头（55）之间的垂直中心轴线重合；所述两根垂直联动杆（41）垂直分布在扭转工装（20）的左右两侧，所述两根垂直联动杆（41）距离扭转工装（20）中心的距离相等；所述下夹持工装（47）的下端固定夹持在试验机系统（50）的下夹头（55）中。 6.根据权利要求1所述的一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统，其特征是所述试验机系统（50）包括机体（53），两根立柱（52），横梁（51），上夹头（54），下夹头（55）；其中，机体（53）位于最下方，两根立柱（52）固定在机体上（53）上，两根立柱（52）相互平行呈一左一右放置，横梁（51）连接在两根立柱（52）的上端，横梁（51）下表面的中间位置固定上夹头（54），机体（53）上有升降台，下夹头（55）的下端固定在升降台上，通过升降台的升降带动下夹头（55）的升降最终实现对弹性轴承（30）的压缩；所述扭力系统（80）包括左立柱（82），右立柱（87），上横板（85），下横板（89），直流调速电机（84），链条（88），两个滑轮（86），两个力传感器（83），钢丝绳（81）；其中，左立柱（82）和右立柱（87）呈相互平行的一左一右竖直放置，上横板（85）、下横板（89）固定在左立柱（82）和右立柱（87）之间，上横板（85）位于下横板（89）的上方，上横板（85）、下横板（89）均呈水平放置，直流调速电机（84）固定在下横板（89）的上表面，两个滑轮（86）固定在上横板（85）的下表面，链条（88）与直流调速电机（84）的链轮相接，链条（88）的两端绕过直流调速电机（84）的链轮后分别与一个力传感器（83）的一端固定连接，每个力传感器（83）的另一端分别与一根钢丝绳（81）的一端连接，钢丝绳（81）绕过固定在上横板（85）下方的相应的滑轮（86）后与扭转工装（20）上的扭转环连接。 7.利用如权利要求1所述的一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统进行压缩刚度测试的方法，其特征是包括以下步骤： (一)、将所述温度箱（70）内的温度调至某一试验所需要的温度值后保温10min； (二)、通过控制试验机系统（50）的下夹头（55）向上运动，使所述弹性轴承（30）受到压缩； (三)、通过公式（1）计算弹性轴承30的压缩刚度：（1）公式（1）中：为压缩刚度，为施加的压缩力，为压缩变形，压缩刚度是表征结构抗压缩变形的能力。 8.利用如权利要求1所述的一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统进行单独的扭转刚度测试的方法，其特征是包括以下步骤： (一)、将所述温度箱70内的温度调至某一试验所需要的温度值后保温10min； (二)、启动直流调速电机84，调节直流调速电机84的转速和转向，使其顺时针缓慢转动，驱动右侧链条88和钢丝绳81，钢丝绳81经过滑轮86转向后由竖直方向拉力转化为水平方向拉力，带动扭转工装20和弹性轴承30发生扭转变形； (三)、扭转工装20通过垂直联动杆41带动水平联动杆43同步扭转，水平联动杆43带动所述角度传感器46同步扭转； (四)、在扭转角度值达到30°后，停止直流调速电机84，使扭转工装20和弹性轴承30缓慢复位； (五)、调节直流调速电机84转向，使其逆时针缓慢转动，驱动左侧链条88和钢丝绳81，重复上述步骤（二）、步骤（三）、步骤（四）； (六)、通过对弹性轴承施加不同的扭转载荷，测量对应载荷下的扭转角度，然后采用公式（3）计算并结合曲线拟合的方式得到扭转刚度：（3）式中，、为两个不同力矩（Nm），、为两个不同拉力值（N），、对应不同载荷时的扭转角度（°）。 9.利用如权利要求1所述的一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统进行压扭组合试验扭转刚度测试的方法，其特征是包括以下步骤： (一)、将所述温度箱70内的温度调至某一试验所需要的温度值后保温10min； (二)、通过启动试验机系统50上的升降台带动下夹头55向上运动，使弹性轴承30受到压缩，达到一定的预压力，保持该状态； (三)、调节所述直流调速电机84转速和转向，使其顺时针缓慢转动，驱动右侧链条88和钢丝绳81，钢丝绳81经过滑轮86转向后由竖直方向拉力转化为水平方向拉力，带动扭转工装20和弹性轴承30发生扭转变形； (四)、扭转工装20通过垂直联动杆41带动水平联动杆43同步扭转，水平联动杆43带动角度传感器46同步扭转； (五)、在扭转角度值达到30°后，停止直流调速电机84，使扭转工装20和弹性轴承30缓慢复位； (六)、调节所述直流调速电机84转向，使其逆时针缓慢转动，驱动左侧所述链条88和钢丝绳81，重复上步骤（三）、步骤（四）、步骤（五）； (七)、通过公式（4）计算压扭组合试验扭转刚度：（4）其中：为施加的扭矩，为扭转角度，为压扭组合试验扭转刚度。 10.如权利要求9所述的利用一种环境温度可控的弹性轴承压-扭组合实验系统进行压扭组合试验扭转刚度测试的方法，其特征是将所述步骤（七）中扭转刚度测量方法替换为通过对提前施加一定预压力的弹性轴承施加不同的扭转载荷，测量对应载荷下的扭转角度，然后采用公式（5）计算并结合曲线拟合的方式得到扭转刚度：（5）式中，、为两个不同力矩（Nm），、为两个不同拉力值（N），、对应不同载荷时的扭转角度（°）。
所属类别：	发明专利