航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统及方法，包括运动加载模块、夹具模块以及框架；所述竖直加载电机驱动端连接夹具底座，所述水平加载电动缸的和竖直加载电动缸通过下夹具连接，或者所述水平加载电动缸和竖直加载电动缸各自连接有下夹具；所述夹具底座通过竖直加载电机驱动被测工件在水平面上旋转加载，所述竖直加载电动缸驱动被测工件沿竖直方向运动，所述水平加载电动缸驱动被测工件沿水平方向运动。本发明专利技术公开的磨损测试系统突破以往特种摩擦磨损试验机实验对象单一的局限，可实现对三角拉杆和凸轮滚子两种试验件涉及的旋转副、球窝球副和凸轮副三类运动副开展测试，提高了试验机的测试范围。提高了试验机的测试范围。提高了试验机的测试范围。

【技术实现步骤摘要】
航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及磨损测试装置
，具体地，涉及一种航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统及方法。

技术介绍

[0002]最新一代先进航空战机高超音速巡航、高机动性能要求航空发动机尾喷管运动调节速度大于30
°
/s，运动调节机构长期承受超过万牛气动载荷和近一千摄氏度高温，为避免运动调节机构在设计生命周期内关键运动副服役性能退化甚至失效，进而限制整体装备系统调节精度、响应性能、寿命和可靠性，甚至引起重大工程灾难，亟需明确运动部件摩擦学性能退化机理、优化表面界面摩擦学设计，然而适用于航空尾喷管运动调节机构研究的高温重载模拟工况摩擦学测试系统国内外尚无，无法为上述研究提供试验支撑，限制技术突破。
[0003]现有的摩擦磨损试验机，以通用摩擦磨损试验机应用最广，该类试验机仅能测试材料级别摩擦磨损性能，加载形式有限，运动形式简单，局限在材料试样的某一点、线、面做特定的往复、回转、微动运动，然而实际运动机构具有多个部件和运动副，单一零件具有多个运动副，多点受力，且零件之间具有公差配合特征、相互运动摩擦生热明显，基于通用摩擦磨损试验机的材料级测试分析工况过于简化，所得结果与实际机构运动部件运动副现实服役工况摩擦磨损情况存在明显差异，仅适用于基础理论研究分析。
[0004]为克服材料级通用摩擦磨损试验机试验能力缺陷，航空航天等运行工况严苛高可靠性要求领域常研制有样件级特种摩擦磨损试验机，此类试验机具有明显的定制化特征，所研制试验机仅适用于单一特定运动部件的摩擦磨损试验。尚缺乏针对航空尾喷管运动调节机构典型运动副研究用高温重载工况摩擦磨损试验机。
[0005]在授权公告号为CN106198286B的中国专利文献中，公开了一种活塞销摆动副摩擦磨损部件试验装置适用于内燃机活塞销摆动副摩擦磨损测试，运动加载形式由机械结构确定，无法灵活调节待测部件的受力大小与受力方向。
[0006]在公开号为CN112378671A的中国专利文献中公开了压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损试验台及方法适用于压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损测试，涉及运动部件运动形式为摆动，运动副为旋转副，运动形式单一，无法适用于航空尾喷管运动调节机构多运动副的试验需求。
[0007]在授权公告号为CN101509859B的中国专利文献中公开了一种销轴配对摩擦副的摩擦磨损试验装置通过加载耳片与动力轴和从动轴磨损模拟销轴摩擦副摩擦磨损行为，但该种加载形式单一，没有考虑到加载耳片的受力特征，因此该专利技术并不能有效应用于航空尾喷管运动调节机构的摩擦磨损测试研究。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种航空尾喷管运动副模拟工况摩
擦磨损测试系统及方法。
[0009]根据本专利技术提供的一种航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统，包括：运动加载模块、夹具模块以及框架；所述运动加载模块固定安装在框架上，所述夹具模块安装在所述运动加载模块上；
[0010]所述运动加载模块包括水平加载电动缸、竖直加载电动缸以及竖直加载电机，所述夹具模块包括夹具底座和下夹具；所述竖直加载电机驱动端连接夹具底座，所述水平加载电动缸的和竖直加载电动缸通过下夹具连接，或者所述水平加载电动缸和竖直加载电动缸各自连接有下夹具；
[0011]所述夹具底座通过竖直加载电机驱动被测工件在水平面上旋转加载，所述竖直加载电动缸驱动被测工件沿竖直方向运动，所述水平加载电动缸驱动被测工件沿水平方向运动。
[0012]优选地，所述运动加载模块还包括水平加载电动缸底座、水平加载电动缸导轨、水平加载电动缸框架、配重块、带槽轴轮、配重钢丝、配重块滑槽；
[0013]所述水平加载电动缸通过所述水平加载电动缸底座滑动安装在电动缸导轨上，所述电动缸导轨沿竖直方向延伸设置，所述电动缸导轨固定安装在框架上，所述带槽轴轮转动安装在所述框架上，所述配重钢丝的一端连接水平加载电动缸底座，配重钢丝的另一端穿过带槽轴轮后与滑动设置在配重块滑槽中的配重块固定连接，所述配重块滑槽固定设置在所述框架上。
[0014]优选地，所述配重块与水平加载电动缸、水平加载电动缸底座以及水平加载电动缸框架三者重量之和相等。
[0015]优选地，所述运动加载模块还包括竖直加载电动缸底座和竖直加载电动缸导轨；
[0016]所述竖直电动缸导轨固定安装在所述框架上，所述竖直电动缸导轨沿水平方向延伸设置，所述竖直加载电动缸通过所述竖直加载电动缸底座安装在竖直加载电动缸导轨上，并沿竖直加载电动缸导轨水平方向移动。
[0017]优选地，所述磨损测试系统还包括测控模块；
[0018]所述测控模块采集并控制各运动加载模块的载荷数据和运动状态。
[0019]优选地，所述磨损测试系统还包括控温模块和电气模块；
[0020]所述控温模块调节测试区域的温度，所述电气模块对其他模块进行供电。
[0021]优选地，所述磨损测试系统对旋转副被测工件的测试方法包括：所述夹具底座与被测工件的一端转动连接，所述被测工件的另一端与下夹具转动连接，所述下夹具分别与水平加载电动缸、竖直加载电动缸连接，所述竖直加载电动缸根据测控模块对被测工件施加预设载荷，所述水平加载电动缸驱动被测工件做往复运动，使被测工件与夹具底座和下夹具发生转动。
[0022]优选地，所述磨损测试系统对凸轮滚子副工件的测试方法包括：所述夹具底座与凸轮骨架的一端转动连接，所述水平加载电动缸的驱动端与凸轮的另一端转动连接，所述竖直加载电动缸的驱动端与滚子组件转动连接，所述水平加载电动缸驱动凸轮骨架与滚子组件接触并发生相对移动，所述水平加载电动缸和所述竖直加载电动缸根据测控模块共同对被测工件施加预设载荷；
[0023]所述竖直加载电动缸通过夹具模块连接至测控模块的传感器与导轨，通过几何条
件约束竖直加载电动缸底座与竖直加载电动缸导轨不会发生水平方向滑移。
[0024]优选地，所述磨损测试系统对球窝球副工件的测试方法包括，所述夹具底座与被测工件的一端转动连接，所述被测工件的另一端通过下夹具与竖直加载电动缸连接，下夹具与被测工件通过球窝连接单元转动连接，所述竖直加载电机驱动夹具底座转动，所述竖直加载电动缸根据测控模块对被测工件施加载荷。
[0025]根据本专利技术提供的一种航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试方法，包括以下步骤：
[0026]步骤S1：启动电气模块输送电力至运动加载模块、夹具模块、测控模块、控温模块，输入预设工况于测控模块，将被测工件通过夹具模块连接至运动加载模块，将被测工件、夹具模块以及运动加载模块置于控温模块中；
[0027]步骤S2：所述测控模块将预设控温信息发送给控温模块，控温模块开启控温箱内加热并实时将温度信息反馈给测控模块；
[0028]步骤S3：待控温模块达到预设温度，测控模块发送加载启动信号至运动加载模块，运动加载模块开启加载并实时将载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统，其特征在于，包括：运动加载模块(2)、夹具模块(3)以及框架(7)；所述运动加载模块(2)固定安装在框架(7)上，所述夹具模块(3)安装在所述运动加载模块(2)上；所述运动加载模块(2)包括水平加载电动缸(201)、竖直加载电动缸(209)以及竖直加载电机，所述夹具模块(3)包括夹具底座(31)和下夹具(32)；所述竖直加载电机驱动端连接夹具底座(31)，所述水平加载电动缸(201)的和竖直加载电动缸(209)通过下夹具(32)连接，或者所述水平加载电动缸(201)和竖直加载电动缸(209)各自连接有下夹具(32)；所述夹具底座(31)通过竖直加载电机驱动被测工件在水平面上旋转加载，所述竖直加载电动缸(209)驱动被测工件沿竖直方向运动，所述水平加载电动缸(201)驱动被测工件沿水平方向运动。2.根据权利要求1所述的航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述运动加载模块(2)还包括水平加载电动缸底座(202)、水平加载电动缸导轨(203)、水平加载电动缸框架(204)、配重块(205)、带槽轴轮(206)、配重钢丝(207)、配重块滑槽(208)；所述水平加载电动缸(201)通过所述水平加载电动缸底座(202)滑动安装在电动缸导轨上，所述电动缸导轨沿竖直方向延伸设置，所述电动缸导轨固定安装在框架(7)上，所述带槽轴轮(206)转动安装在所述框架(7)上，所述配重钢丝(207)的一端连接水平加载电动缸底座(202)，配重钢丝(207)的另一端穿过带槽轴轮(206)后与滑动设置在配重块滑槽(208)中的配重块(205)固定连接，所述配重块滑槽(208)固定设置在所述框架(7)上。3.根据权利要求2所述的航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述配重块(205)与水平加载电动缸(201)、水平加载电动缸底座(202)以及水平加载电动缸框架(204)三者重量之和相等。4.根据权利要求1所述的航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述运动加载模块(2)还包括竖直加载电动缸底座(210)和竖直加载电动缸导轨(211)；所述竖直电动缸导轨固定安装在所述框架(7)上，所述竖直电动缸导轨沿水平方向延伸设置，所述竖直加载电动缸(209)通过所述竖直加载电动缸底座(210)安装在竖直加载电动缸导轨(211)上，并沿竖直加载电动缸导轨(211)水平方向移动。5.根据权利要求1所述的航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述磨损测试系统还包括测控模块(4)；所述测控模块(4)采集并控制各运动加载模块(2)的载荷数据和运动状态。6.根据权利要求1所述的航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述磨损测试系统还包括控温模块(5)和电气模块(6)；所述控温模块(5)调节测试区域的温度，所述电气模块(6)对其他模块进行供电。7.根据权利要求1所述的航空尾喷管运动副模拟工况摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述磨损测试系统对旋转副被测工件的测试方法包括：所述夹具底座(31)与被测工件的一端转动连接，所述被测工件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张执南，刘松恺，何志轩，黄楷熠，何可，尹念，葛长闯，许春阳，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：