CN103439131A - 一种大吨位直升机尾桨舵机疲劳试验测试系统 - Google Patents

Abstract

一种大吨位直升机尾桨舵机疲劳试验测试系统，它由疲劳试验机、液压站、旋转直接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、转换接头、上、下夹具和大吨位尾桨舵机组成；上、下夹具安装在疲劳试验机上，大吨位尾桨舵机两端安装在上、下夹具上，液压站通过油管与旋转直接驱动阀连接，旋转直接驱动阀再与大吨位尾桨舵机连接，作动器试验器通过电路与旋转直接驱动阀连接，数字存储示波器与作动器试验器连接显示大吨位尾桨舵机的相关信息。本发明可以单独对直升机尾桨助力器进行疲劳试验测试，可为直升机尾桨助力器设计、开发和验证提供有效技术支撑，此外，本发明具有简单、实用、高效、成本低等优点。

Description

一种大吨位直升机尾桨舵机疲劳试验测试系统

技术领域

本发明提供一种大吨位直升机尾桨舵机疲劳试验测试系统，属于试验测试技术领域。

背景技术

大吨位直升机尾桨舵机在工作过程中，不断承受交变载荷，在设计和应用时必须考核其疲劳寿命。大吨位直升机尾桨舵机通常作为直升机的一个子系统在液压驱动下工作，不仅承受自身作动器的液压压力，而且还承受气动载荷作用，常规的疲劳试验机仅能模拟外部气动载荷作用，而不能模拟作动器液压压力作用，目前，尚缺乏有效而实用的大吨位直升机尾桨舵机疲劳试验的测试系统。为此，本发明将常规疲劳试验机、液压站、旋转直接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、转换接头、夹具和大吨位尾桨舵机集成为大吨位直升机尾桨舵机疲劳试验测试系统，不仅能模拟外部气动载荷作用，还能模拟作动器液压压力作用，试验测试结果对于大吨位直升机尾桨舵机疲劳定寿具有重要的工程应用价值。

发明内容

1、目的：本发明目的是提供一种大吨位直升机尾桨舵机疲劳试验测试系统，可以模拟真实工作状态载荷作用，具有简单、实用、高效的特点，系统运行成本也比较低。

2、技术方案：本发明一种大吨位直升机尾桨舵机疲劳试验测试系统，由疲劳试验机、液压站、旋转直接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、转换接头、上、下夹具和大吨位尾桨舵机组成。它们之间的位置连接关系如下：上、下夹具安装在疲劳试验机上，大吨位尾桨舵机两端安装在上、下夹具上，液压站通过油管与旋转直接驱动阀连接，旋转直接驱动阀再与大吨位尾桨舵机连接，作动器试验器通过电路与旋转直接驱动阀连接，数字存储示波器与作动器试验器连接显示大吨位尾桨舵机的相关信息。其中，疲劳试验机、上、下夹具和大吨位尾桨舵机的连接顺序从上到下为：

疲劳试验机→上夹具→大吨位尾桨舵机→下夹具→疲劳试验机

所述的疲劳试验机为常用低频疲劳试验机，用以对大吨位尾桨舵机活塞施加疲劳载荷，试验机的载荷范围需大于大吨位尾桨舵机的试验载荷。

所述的液压站为常规液压站，需有输油口和回油口，输油口用于向旋转直接驱动阀输送液压油，回油口用于将液压油回流入液压站，液压站能提供的油压需大于大吨位尾桨舵机的试验油压并能保持稳定。

所述的转换接头是多台阶轴类零件，为液压站的两个油口与油管之间的接头，用以连接油管和液压站的两个油口。

所述的旋转直接驱动阀为与大吨位尾桨舵机连接的辅助部件，其内部具有电机控制阀门的开度。旋转直接驱动阀将液压油送往大吨位尾桨舵机，驱动活塞轴向移动，其控制阀的开度的电机受作动器试验器驱动，以改变活塞运动方向及速度，形成闭环控制，可将大吨位尾桨舵机中活塞有效地维持在平衡位置。

所述的作动器试验器为驱动旋转直接驱动阀电机的电子装置，向旋转直接驱动阀的电机输出控制信号，并接收大吨位尾桨舵机反馈的活塞位置信号。

所述的数字存储示波器为常用的示波器，用以观测大吨位尾桨舵机的控制和反馈信号。

所述大吨位尾桨舵机是一种分体式的双腔单活塞杆的液压伺服驱动机构系统，它由耳环组件、活塞杆、前端筒体、后端筒体、衬套、作动器试验器和连接螺栓组成，其中双腔单活塞杆液压伺服驱动机构系统由耳环组件、活塞杆、前端筒体、后端筒体、衬套组成，由连接螺栓连接和固定，作动器试验器单独放置，并由液压油管与双腔单活塞杆液压伺服驱动机构系统连接，由此构成分体式的双腔单活塞杆液压伺服驱动机构系统。尾桨舵机能够提供尾桨叶气动力的随动平衡力，使尾桨在随时间变化的气动力作用下保持平衡和稳定状态，其工作液压压力为21MPa，活塞杆的最大工作载荷为16kN。

所述上夹具的形状是：中间有六根螺杆、下端连接一圆环件、上端是圆盘与六面体的结合件，三者固连而成。其六面体端与疲劳试验机连接。

所述下夹具是一个六面体与两个吊耳的结合件，双吊耳端通过螺栓与大吨位尾桨舵机连接。

3、优点及功效：本发明的有益效果是可以单独对直升机尾桨助力器进行疲劳试验测试，可为直升机尾桨助力器设计、开发和验证提供有效技术支撑，此外，本发明具有简单、实用、高效、成本低等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是转换接头示意图。

图2是上夹具示意图。

图3是下夹具示意图。

图4是下夹具螺杆示意图。

图5是大吨位尾桨舵机疲劳试验测试系统原理图。

图5中：1.疲劳试验机，2.上夹具，3.大吨位尾桨舵机，4.旋转直接驱动阀，5.转换接头，6.液压站，7.作动器试验器，8.下夹具，9.数字存储示波器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式一：结合图1至图5说明本发明的具体实施方式。在图6中，本发明一种大吨位直升机尾桨舵机疲劳试验测试系统，由疲劳试验机1、液压站6、旋转直接驱动阀4、作动器试验器7、数字存储示波器9、转换接头5、上、下夹具2、8和大吨位尾桨舵机3组成。它们之间的位置连接关系如下：上、下夹具2、8安装在疲劳试验机1上，大吨位尾桨舵机3两端安装在上、下夹具2、8上，液压站6通过油管与旋转直接驱动阀4连接，旋转直接驱动阀4再与大吨位尾桨舵机3连接，作动器试验器7通过电路与旋转直接驱动阀4连接，数字存储示波器9与作动器试验器7连接显示大吨位尾桨舵机3的相关信息。在本实施实例中的疲劳试验机1选择用MTS，对大吨位尾桨舵机3的活塞施加疲劳载荷，液压站6将设定压力的液压油送往旋转直接驱动阀4，旋转直接驱动阀4再将液压油送往大吨位尾桨舵机3筒体中，驱动活塞轴向移动；另外，大吨位尾桨舵机3筒体的回油口都与液压站6的回油接头相连；大吨位尾桨舵机3的活塞位置信号反馈给作动器试验器7，作动器试验器7驱动旋转直接驱动阀4的电机，改变阀中液压油的方向及阀的开度，以改变活塞运动方向及速度，形成闭环控制，可将大吨位尾桨舵机3中活塞有效地维持在平衡位置，以上过程可通过数字存储示波器9观测。由于作动器试验器7没有屏幕，因此，将它连接到数字存储示波器9，作动器试验器7的电流信号及阀通断H通道提供信号给数字存储示波器9的1通道，以显示旋转直接驱动阀4的开度及液压油流动方向信号，作动器试验器7的解调及开闭环H通道提供信号给数字存储示波器9的2通道，以显示大吨位尾桨舵机3的活塞位移，这样，通过数字存储示波器9可以观测旋转直接驱动阀4的开度与液压油流向及大吨位尾桨舵机3的活塞位移。数字存储示波器9还能计算并显示1通道峰峰值和2通道峰峰值，黄色高频的信号为1通道信号，绿色低频的信号为2通道信号，1通道峰峰值显示于示波器屏幕左下角。作动器试验器7从大吨位尾桨舵机3采集活塞位移信号，通过计算，发指令给旋转直接驱动阀4的电机，而数字存储示波器9负责显示信号。由作动器试验器7引出的电线接大吨位尾桨舵机3。

大吨位尾桨舵机3缸体上有一个端环和一个衬套，耳环通过螺栓与下夹具8（如图3和图4所示）连接，衬套安装在上夹具2（如图2所示）上，上、下夹具（2和8）通过M27×2的螺纹与MTS疲劳试验机1连接。大吨位尾桨舵机3液压管路接头为M12×1的母接头，液压站为M14×1.5×12的螺纹孔，为此，设计并加工了用于连接液压管路与液压站6的转接接头5（如图1所示）。

这样，通过上面设计的这套系统就可以完成大吨位尾桨舵机疲劳试验测试。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于疲劳试验机1的选择，可以是常规的MTS、INSTRON等疲劳试验机或者自制疲劳试验机，大吨位尾桨舵机疲劳试验测试系统其它的设计思想和连接方式与具体实施方式一相同。

Claims (1)

1.一种大吨位直升机尾桨舵机疲劳试验测试系统，其特征在于：它由疲劳试验机、液压站、旋转直接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、转换接头、上、下夹具和大吨位尾桨舵机组成；上、下夹具安装在疲劳试验机上，大吨位尾桨舵机两端安装在上、下夹具上，液压站通过油管与旋转直接驱动阀连接，旋转直接驱动阀再与大吨位尾桨舵机连接，作动器试验器通过电路与旋转直接驱动阀连接，数字存储示波器与作动器试验器连接显示大吨位尾桨舵机的相关信息；其中，疲劳试验机、上、下夹具和大吨位尾桨舵机的连接顺序从上到下为：

疲劳试验机→上夹具→大吨位尾桨舵机→下夹具→疲劳试验机

所述的疲劳试验机为常用低频疲劳试验机，用以对大吨位尾桨舵机活塞施加疲劳载荷，试验机的载荷范围需大于大吨位尾桨舵机的试验载荷；

所述的液压站为常规液压站，需有输油口和回油口，输油口用于向旋转直接驱动阀输送液压油，回油口用于将液压油回流入液压站，液压站能提供的油压需大于大吨位尾桨舵机的试验油压并能保持稳定；

所述的转换接头是多台阶轴类零件，为液压站的两个油口与油管之间的接头，用以连接油管和液压站的两个油口；

所述的旋转直接驱动阀为与大吨位尾桨舵机连接的辅助部件，其内部具有电机控制阀门的开度，旋转直接驱动阀将液压油送往大吨位尾桨舵机，驱动活塞轴向移动，其控制阀的开度的电机受作动器试验器驱动，以改变活塞运动方向及速度，形成闭环控制，将大吨位尾桨舵机中活塞有效地维持在平衡位置；

所述的作动器试验器为驱动旋转直接驱动阀电机的电子装置，向旋转直接驱动阀的电机输出控制信号，并接收大吨位尾桨舵机反馈的活塞位置信号；

所述的数字存储示波器为常用的示波器，用以观测大吨位尾桨舵机的控制和反馈信号；

所述大吨位尾桨舵机是一种分体式的双腔单活塞杆的液压伺服驱动机构系统，它由耳环组件、活塞杆、前端筒体、后端筒体、衬套、作动器试验器和连接螺栓组成，其中双腔单活塞杆液压伺服驱动机构系统由耳环组件、活塞杆、前端筒体、后端筒体、衬套组成，由连接螺栓连接和固定，作动器试验器单独放置，并由液压油管与双腔单活塞杆液压伺服驱动机构系统连接，由此构成分体式的双腔单活塞杆液压伺服驱动机构系统；尾桨舵机能够提供尾桨叶气动力的随动平衡力，使尾桨在随时间变化的气动力作用下保持平衡和稳定状态，其工作液压压力为21MPa，活塞杆的最大工作载荷为16kN；

所述上夹具的形状是：中间有六根螺杆、下端连接一圆环件、上端是圆盘与六面体的结合件，三者固连而成，其六面体端与疲劳试验机连接；

所述下夹具是一个六面体与两个吊耳的结合件，双吊耳端通过螺栓与大吨位尾桨舵机连接。

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