[实用新型]一种关节轴承及机匣支点径向载荷加载装置

说明书

一种关节轴承，包括关节部和轴承衬套，其中，轴承衬套内壁设置有径向向内凸出的凸环，在装配状态下关节部嵌套在轴承衬套内并仅通过该凸环与轴承衬套相连。该关节轴承能够精确确定径向载荷传递的受力位置，提高径向载荷加载试验精度。本实用新型还提供一种机匣支点径向载荷加载装置。

技术领域

本实用新型属于航空发动机领域，具体涉及一种关节轴承及机匣支点径向载荷加载装置。

背景技术

航空发动机涡轮机匣、中介机匣、压气机机匣等结构在服役状态下均会承受来自支点位置的径向载荷，为了评估机匣的强度，在开展静强度与刚度试验时需要对上述结构进行径向载荷加载以模拟真实工作状态。然而，机匣结构的支点位于回转结构中心，一般的加载装置如作动筒无法直接对其施加径向载荷，故实际操作中通常在支点处插入加载轴，在加载轴的另一端利用作动筒驱动加载轴，实现杠杆加载。在这种加载方式中，加载轴与支点的连接位置会因加载轴的摆动而产生额外转矩，因而需要在支点位置安装关节轴承将这个转矩消除以免其影响试验结果。在理论计算中，关节轴承的轴承关节球面与衬套之间为点接触，在现有的试验中，以轴承关节轴向中点作为径向载荷的加载位置进行载荷计算。然而，发明人认识到，由于加工误差和零件受力变形等因素，在工程实际中关节轴承的关节球面与衬套之间不可能是理想的点接触，然而现有关节轴承结构无法准确提供加载位置的信息，难以判断径向载荷真实的加载位置，给试验带来了难以消除的误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种关节轴承，能够提高径向载荷的加载位置精度。本实用新型还提供一种机匣支点径向载荷加载装置。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种关节轴承，包括关节部和轴承衬套，其中，所述轴承衬套内壁设置有径向向内凸出的凸环，在装配状态下所述关节部嵌套在所述轴承衬套内并仅通过所述凸环与所述轴承衬套相配合。

对于一般关节轴承，由于加工精度和受力变形等因素影响，关节球面与轴承衬套之间不可能形成理论上的点接触，这导致关节轴承的实际受力位置无法确定，关节轴承的尺寸越大这一位置误差也就越大。而在轴承衬套内壁设置凸环，能够将接触位置准确控制在凸环的范围内，改善受力位置的精度。

进一步地，所述关节部与所述轴承衬套的所述凸环成过盈配合或过渡配合。过盈配合或过渡配合有助于提高关节轴承的稳定性，避免意外松脱。

进一步地，所述关节部包括关节球部和内衬套，所述关节球部嵌套在所述内衬套内，所述内衬套的外壁为柱面结构。关节球部与内衬套以球面接触，能够将转矩解耦，仅向外传导径向载荷；内衬套与轴承衬套以柱面接触，能够以凸环的中点作为实际径向载荷的加载位置。

进一步地，所述凸环沿所述关节轴承轴向的长度配置为5mm-20mm，沿径向凸起的高度配置为1mm-5mm。凸环尺寸应与机匣支点径向加载装置的精度要求相匹配。

进一步地，所述凸环设置在所述轴承衬套轴向的中间位置。凸环设置在轴承衬套轴向的中间位置有助于关节轴承在受力状态下整体稳定。

进一步地，该关节轴承还包括挡圈，所述挡圈在所述关节部装入所述轴承衬套后安装在所述关节部装入一端的所述轴承衬套的端面以防止所述关节部脱出。在大载荷状态下关节轴承可能发生变形，挡圈能够避免关节部在大载荷下滑脱。

根据本实用新型实施例的另一个方面，提供一种机匣支点径向载荷加载装置，该装置包括关节轴承、加载轴、支撑杆和作动连杆，所述关节轴承和所述作动连杆分别安装在所述加载轴两端，以所述支撑杆为支点组成杠杆结构，其中关节轴承为前述任一关节轴承。利用该装置进行测试时，将关节轴承安装在机匣支点位置，作动连杆输入载荷，经过杠杆结构将载荷沿机匣径向输入给待检测的机匣结构。由于关节轴承衬套内壁设置有凸环，可以确定载荷加载位置位于凸环的范围之内，有效提高了试验计算与分析的精确性。

进一步地，所述关节轴承通过轴向安装螺栓固定在待检测的机匣支点处。轴向安装螺栓固定位置在载荷加载方向之外，能够提供有效固定，避免大载荷下发生松脱。