一種定翼機方向舵疲勞試驗測試系統的制作方法
【專利摘要】一種定翼機方向舵疲勞試驗測試系統,它由試驗臺架、液壓站、旋轉直接驅動閥、作動器試驗器、數字存儲示波器、管道轉換接頭、上、下連接夾具、測力傳感器和定翼機方向舵組成;上連接夾具直接安裝在試驗臺架上,下連接夾具通過測力傳感器與試驗臺架相連,定翼機方向舵安裝在上、下連接夾具之間,液壓站通過油管與旋轉直接驅動閥連接,旋轉直接驅動閥再與定翼機方向舵連接,作動器試驗器通過電路與旋轉直接驅動閥和測力傳感器連接,數字存儲示波器與作動器試驗器連接顯示定翼機方向舵的相關信息。本測試系統能夠真實模擬定翼機方向舵的實際工作狀態以及受載形式,試驗測試結果對于定翼機方向舵的疲勞定壽具有重要的工程應用價值。
【專利說明】一種定翼機方向蛇疲勞試驗測試系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種定翼機方向舵疲勞試驗測試系統,屬于試驗測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 定翼機方向舵在工作過程中,承受著大小與方向不斷變化的交變載荷,在設計和 應用時必須考核其疲勞壽命。定翼機方向舵通常作為定翼機控制系統的一個關鍵子系統在 液壓驅動下工作,不僅承受自身作動器的液壓壓力,而且還承受外界氣動載荷作用。常規的 疲勞試驗機僅能模擬外部氣動載荷作用,而不能模擬作動器液壓壓力作用。目前,尚缺乏有 效而實用的定翼機方向舵疲勞試驗的測試系統。為此,本發明將試驗臺架、液壓站、旋轉直 接驅動閥、作動器試驗器、數字存儲示波器、管道轉換接頭、連接夾具、測力傳感器和定翼機 方向舵集成為定翼機方向舵疲勞試驗測試系統。本測試系統能夠真實模擬定翼機方向舵的 實際工作狀態以及受載形式,試驗測試結果對于定翼機方向舵的疲勞定壽具有重要的工程 應用價值。
【發明內容】
[0003] 1、目的:本發明目的是提供一種定翼機方向舵疲勞試驗測試系統,它可以模擬定 翼機方向舵的真實工作狀態與載荷作用,具有簡單、實用、高效的特點,系統運行成本也比 較低。
[0004] 2、技術方案:本發明一種定翼機方向舵疲勞試驗測試系統,由試驗臺架、液壓站、 旋轉直接驅動閥、作動器試驗器、數字存儲示波器、管道轉換接頭、上、下連接夾具、測力傳 感器和定翼機方向舵組成。它們之間的位置連接關系如下:上連接夾具安裝在試驗臺架上, 下連接夾具通過測力傳感器與試驗臺架相連,測力傳感器將測得的力信號反饋給作動器試 驗器,定翼機方向舵安裝在上、下連接夾具之間,作動器試驗器通過電路與旋轉直接驅動閥 連接控制該閥的開度,旋轉直接驅動閥通過油管同時與液壓站和定翼機方向舵連接,數字 存儲示波器與作動器試驗器連接顯示定翼機方向舵的相關信息。其中,試驗臺架、定翼機方 向舵、測力傳感器與上、下連接夾具的連接順序如下:
[0005] 試驗臺架一上連接夾具一定翼機方向舵一下連接夾具一測力傳感器一試驗臺架
[0006] 所述試驗臺架為一固定的剛性框架平臺,呈井字型框架結構,它具有剛度大、變形 小、穩定性好的特點,以確保定翼機方向舵在疲勞試驗過程中的穩定支撐。
[0007] 所述的液壓站為常規液壓站,需有輸油口和回油口,輸油口用于向旋轉直接驅動 閥輸送液壓油,回油口用于液壓油回流入液壓站,液壓站能提供的油壓需大于定翼機方向 舵的試驗油壓并能保持穩定。
[0008] 所述的管道轉換接頭是多臺階軸類零件,為液壓站的進出油口與油管之間的接 頭,用以連接油管和液壓站的進出油口。
[0009] 所述的旋轉直接驅動閥為與定翼機方向舵連接的輔助部件,其內部有電機控制閥 門的開度。旋轉直接驅動閥將液壓油送往定翼機方向舵,驅動活塞軸向移動,其中控制閥門 開度的電機受作動器試驗器驅動,以改變活塞運動方向及速度,形成閉環控制,可將定翼機 方向舵中的活塞有效地維持在平衡位置。
[0010] 所述的作動器試驗器為驅動旋轉直接驅動閥電機的電子裝置,向旋轉直接驅動閥 的電機輸出控制信號,并接收定翼機方向舵反饋的活塞位置信號和測力傳感器反饋的作用 力大小信號。
[0011] 所述的數字存儲示波器為常用的示波器,用以觀測定翼機方向舵的控制和反饋信 號。
[0012] 所述定翼機方向舵是一種雙腔單活塞桿的液壓伺服驅動裝置,它由耳環、活塞桿、 作動器筒體、耳軸、卡圈、襯套、Reaction桿、Kick桿和連接螺栓組成,整個系統由連接螺栓 連接和固定。在作動器試驗器的控制下,液壓站向定翼機方向舵活塞端面兩端提供不同的 壓力流量,驅動活塞桿伸出縮回,活塞桿通過與固定的連接夾具相連接的耳環維持平衡。其 中液壓站的工作壓力為21MPa,活塞桿的最大工作載荷為43. 2KN。
[0013] 所述的上、下連接夾具是帶軸承孔的螺紋連接件,其兩端分別與定翼機方向舵 (耳環、Reaction桿、Kick桿)和試驗臺架連接,以便給定翼機方向舵提供支撐。
[0014] 所述測力傳感器是常規的復合測力傳感器,用以測量定翼機方向舵承受的載荷作 用,并將測得的作用力信號反饋給作動器試驗器,其中測力傳感器的量程大于定翼機方向 航所承受:的最大載荷。
[0015] 3、優點及功效:本發明的有益效果是可以單獨對定翼機方向舵進行疲勞試驗測 試,可為定翼機方向舵設計、開發和驗證提供有效技術支撐,此外,本發明具有簡單、實用、 高效、成本低的優點,能夠有效地完成定翼機方向舵疲勞試驗測試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0017] 圖1試驗臺架示意圖
[0018] 圖2是管道轉換接頭示意圖。
[0019] 圖3是上連接夾具示意圖。
[0020] 圖4是下連接夾具示意圖。
[0021] 圖5是定翼機方向舵疲勞試驗測試系統結構圖。
[0022] 圖5中:1.試驗臺架,2.上連接夾具,3.定翼機方向舵,4.旋轉直接驅動閥,5.管 道轉換接頭,6.液壓站,7.數字存儲示波器,8.作動器試驗器,9.下連接夾具,10.測力傳感 器。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
【具體實施方式】 [0024] :結合圖1至圖5說明本發明的。
[0025] 在圖5中,本發明一種定翼機方向舵疲勞試驗測試系統,由試驗臺架1、液壓站6、 作動器試驗器8、數字存儲示波器7、旋轉直接驅動閥4、管道轉換接頭5、上連接夾具2、下 連接夾具9、測力傳感器10和定翼機方向舵3組成。它們之間的位置連接關系如下:上連 接夾具2、下連接夾具9通過測力傳感器10與試驗臺架1連接,定翼機方向舵3兩端安裝 在上、下連接夾具2、9上,液壓站6通過油管與旋轉直接驅動閥4連接,旋轉直接驅動閥4 再與定翼機方向舵3連接,作動器試驗器8通過電路與旋轉直接驅動閥4連接,數字存儲示 波器7與作動器試驗器8連接顯示定翼機方向舵3的相關信息,測力傳感器10通過電路與 作動器試驗器8相連反饋定翼機方向舵3承受的相關力信號。在本實施實例中的試驗臺架 1為自主設計的剛體框架平臺,呈井字型框架結構,它通過與地面固定的連接可以為定翼機 方向舵3在疲勞測試過程中提供穩定的支撐。
[0026] 液壓站6將設定壓力的液壓油送往旋轉直接驅動閥4,旋轉直接驅動閥4再將液壓 油送往定翼機方向舵3,驅動活塞軸向移動;而定翼機方向舵3的耳環軸承孔、Reaction桿 軸承孔以及Kick桿軸承孔分別與下、上連接夾具9、2相連以便為定翼機方向舵3提供穩定 的約束支撐,可將定翼機方向舵3中活塞有效地維持在平衡位置。測力傳感器10將測得的 定翼機方向舵3受力情況反饋給作動器試驗器8,作動器試驗器8再根據測力傳感器10的 反饋信號調整旋轉直接驅動閥4中液壓油的方向及閥的開度,形成閉環控制,使得液壓站6 按照預定的疲勞載荷譜施加給定翼機方向舵3。由于作動器試驗器8沒有顯示屏幕,因此, 將它與數字存儲示波器7相連,以顯示定翼機方向舵3的受力情況和相應的活塞位移。作 動器試驗器8將測力傳感器10反饋的定翼機方向舵3受到的力信號及閥通斷Η通道信號 提供給數字存儲示波器7的1通道,以顯示定翼機方向舵3的受力情況以及旋轉直接驅動 閥4的開度及液壓油流動方向,作動器試驗器8的解調及開閉環Η通道提供信號給數字存 儲示波器7的2通道,以顯示定翼機方向舵3的活塞位移。數字存儲示波器7還能計算并 顯示1通道峰峰值和2通道峰峰值,黃色高頻的信號為1通道信號,綠色低頻的信號為2通 道信號。由作動器試驗器8引出的電線一分為3, 一路連定翼機方向舵3, 一路連測力傳感 器10, 一路連旋轉直接驅動閥4。
[0027] 定翼機方向舵3是通過耳環軸承孔、Reaction桿軸承孔以及Kick桿軸承孔固定 安裝的,因此需要設計專門的連接夾具將定翼機方向舵3與試驗臺架1 (見圖1)相連,上、 下連接夾具如圖3、圖4所示。另外,定翼機方向舵3的液壓管路接頭為M12X 1的母接頭, 液壓站6為M14X 1. 5X 12的螺紋孔,為此,設計并加工了 1對液壓管路與液壓站6之間的 轉接接頭5 (如圖2所示)。
[0028] 這樣,通過上面設計的這套系統就可以完成定翼機方向舵疲勞試驗測試。
【權利要求】
1. 一種定翼機方向舵疲勞試驗測試系統,其特征在于:它由試驗臺架、液壓站、旋轉直 接驅動閥、作動器試驗器、數字存儲示波器、管道轉換接頭、上、下連接夾具、測力傳感器和 定翼機方向舵組成;上連接夾具安裝在試驗臺架上,下連接夾具通過測力傳感器與試驗臺 架相連,測力傳感器將測得的力信號反饋給作動器試驗器,定翼機方向舵安裝在上、下連接 夾具之間,作動器試驗器通過電路與旋轉直接驅動閥連接控制該閥的開度,旋轉直接驅動 閥通過油管同時與液壓站和定翼機方向舵連接,數字存儲示波器與作動器試驗器連接顯示 定翼機方向舵的相關信息;其中,試驗臺架、定翼機方向舵、測力傳感器與上、下連接夾具的 連接順序如下: 試驗臺架一上連接夾具一定翼機方向舵一下連接夾具一測力傳感器一試驗臺架 所述試驗臺架為一固定的剛性框架平臺,呈井字型框架結構,它具有剛度大、變形小、 穩定性好的特點,以確保定翼機方向舵在疲勞試驗過程中的穩定支撐; 所述的液壓站為常規液壓站,需有輸油口和回油口,輸油口用于向旋轉直接驅動閥輸 送液壓油,回油口用于液壓油回流入液壓站,液壓站能提供的油壓需大于定翼機方向舵的 試驗油壓并能保持穩定; 所述的管道轉換接頭是多臺階軸類零件,為液壓站的進出油口與油管之間的接頭,用 以連接油管和液壓站的進出油口; 所述的旋轉直接驅動閥為與定翼機方向舵連接的輔助部件,其內部有電機控制閥門的 開度;旋轉直接驅動閥將液壓油送往定翼機方向舵,驅動活塞軸向移動,其中控制閥門開度 的電機受作動器試驗器驅動,以改變活塞運動方向及速度,形成閉環控制,將定翼機方向舵 中的活塞有效地維持在平衡位置; 所述的作動器試驗器為驅動旋轉直接驅動閥電機的電子裝置,向旋轉直接驅動閥的電 機輸出控制信號,并接收定翼機方向舵反饋的活塞位置信號和測力傳感器反饋的作用力大 小信號; 所述的數字存儲示波器為常用的示波器,用以觀測定翼機方向舵的控制和反饋信號; 所述定翼機方向舵是一種雙腔單活塞桿的液壓伺服驅動裝置,它由耳環、活塞桿、作動 器筒體、耳軸、卡圈、襯套、Reaction桿、Kick桿和連接螺栓組成,整個系統由連接螺栓連接 和固定;在作動器試驗器的控制下,液壓站向定翼機方向舵活塞端面兩端提供不同的壓力 流量,驅動活塞桿伸出縮回,活塞桿通過與固定的連接夾具相連接的耳環維持平衡;其中液 壓站的工作壓力為21MPa,活塞桿的最大工作載荷為43. 2KN ; 所述的上、下連接夾具是帶軸承孔的螺紋連接件,其兩端分別與定翼機方向舵的耳環、 Reaction桿、Kick桿和試驗臺架連接,以便給定翼機方向舵提供支撐; 所述測力傳感器是復合測力傳感器,用以測量定翼機方向舵承受的載荷作用,并將測 得的作用力信號反饋給作動器試驗器,其中測力傳感器的量程大于定翼機方向舵所承受的 最大載荷。
【文檔編號】G01M13/00GK104155087SQ201410213270
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】熊峻江, 張亦波, 滿孜郁 申請人:北京航空航天大學