CN104316288A - 一种旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置 - Google Patents

一种旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置 Download PDF

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一种适合旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，属于旋翼天平标定技术领域，其特征在于，包括安装支撑平台、加载中央件、升力和弯矩加载架和正反螺纹加载套；其中安装支撑平台又包括4个安装支撑立柱、4个水平框架、4个辅助加强支撑和旋翼试验台顶部平台。本发明的有益效果：将实现大吨位旋翼天平在旋翼试验台上标定，免除了旋翼天平地面标定拆除和安装调试的麻烦，使旋翼天平标定更加符合试验传力路线，采用正反螺纹套加载实现大载荷快速有效的施加。在旋翼试验台上现场标定大吨位旋翼天平装置，不仅仅适合大吨位旋翼天平，也适合其它小吨位旋翼天平系统现场标定。

Description

一种旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置
技术领域
本发明属于旋翼天平标定领域，涉及一种旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置。
背景技术
小吨位旋翼天平以前采用在地面旋翼天平标定台架上进行。在地面旋翼天平标定中，需要将旋翼天平从旋翼试验台拆下来安装在地面旋翼天平标定装置中。大吨位旋翼天平拆卸和安装极为困难。标定完，还要将旋翼天平安装在旋翼试验台上并进行大量调整。旋翼天平在地面标定中和在旋翼试验台现场系统标定边界条件不同，在旋翼试验台现场系统标定更符合试验实际运转情况。小吨位旋翼天平标定加载采用砝码，而大吨位旋翼天平采用砝码耗时耗力，效率低下。旋翼天平结构如图1所示。旋翼天平表述见国防工业出版社贺德馨著《风洞天平》“旋翼天平”章节。
发明内容
本发明的目的：
设计一种旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，实现大吨位旋翼天平在旋翼试验台上标定，免除了旋翼天平地面标定拆除和安装调试的麻烦，使旋翼天平标定更加符合试验传力路线，采用正反螺纹套加载实现大载荷快速有效的施加。在旋翼试验台上现场标定大吨位旋翼天平装置，不仅仅适合大吨位旋翼天平，也适合其它小吨位旋翼天平系统现场标定。
本发明的技术方案：
一种旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，其特征在于，其特征在于，包括安装支撑平台、加载中央件、升力和弯矩加载架和正反螺纹加载套；其中安装支撑平台又包括4个安装支撑立柱、4个水平框架、4个辅助加强支撑和旋翼试验台顶部平台。
安装步骤为：首先，拆除旋翼天平锁紧机构，利用锁紧机构螺栓孔及定位圆柱面，安装4个安装支撑立柱；其次，4个水平框架依次通过螺栓连接固定在4个安装支撑立柱“L”形板上，整体形成一正方形结构；第三，4个辅助加强支撑底部用螺栓固定在旋翼试验台顶部平台上，辅助加强支撑杆通过水平框架的圆孔，并用螺母固定；第四，加载中央件底部通过铰制孔螺栓连接在旋翼试验台传动系统上部法兰；第五，升力和弯矩加载架侧面通过铰制孔螺栓连接在加载中央件的两个相对支臂上；最后，两个正反螺纹加载套上部通过杆端轴承连接在升力加载头上，加载底座通过螺栓安装在安装支撑平台的一块安装板上。
安装支撑立柱由底部立柱、上部法兰立柱、“L”形连接板和连接法兰组成，底部立柱固定在旋翼天平锁紧机构底部，底部立柱和上部法兰立柱通过螺纹连接，上部法兰立柱、和连接法兰通过螺纹连接，连接法兰的两端分别通过螺纹连接安装一块“L”形板。
水平框架由2个“U”形槽钢，两块安装板，四块焊接板组成，2个“U”形槽钢开口朝外，相对布置，两块安装板焊接在槽钢侧面中部，四块焊接板焊接在槽钢侧面端部。
辅助加强支撑包括辅助加强支撑座和辅助加强支撑杆，辅助加强支撑座上有垂直于底面的立板，辅助加强支撑杆与该立板固定连接并与该立板垂直。
旋翼试验台顶部平台为带有安装定位螺栓孔的圆盘结构。
加载中央件为圆筒形，端部为4支臂法兰盘。
升力和弯矩加载架主体结构为升力和弯矩加载横梁，侧面两端伸出升力加载头，升力加载头端部为带有圆孔的叉耳，两个升力加载头在一个平面内。
正反螺纹加载套由加载底座，左旋螺纹杆，正反螺纹管，右旋螺纹杆，力传感器和杆端轴承组成，加载底座和左旋螺纹杆通过螺纹连接，左旋螺纹杆和右旋螺纹杆通过正反螺纹管连接，右旋螺纹杆顶端安装有力传感器和杆端轴承。
本发明的关键点：
包括安装支撑平台、加载中央件、升力和弯矩加载架和正反螺纹加载套；其中安装支撑平台又包括4个安装支撑立柱、4个水平框架、4个辅助加强支撑和旋翼试验台顶部平台。
利用旋翼天平锁紧机构接口设计安装支撑平台，保证有足够的刚度，满足旋翼天平单分量加载要求。
利用2个正反螺纹加载套串力传感器进行大量程力等值协调加载与反馈，两者误差在0.5％以内，满足旋翼天平力的加载精度要求。
利用旋翼试验台上部传动系统法兰盘设计加载中央件和加载架，保证传力路线和试验的一致性。
在旋翼试验台现场系统标定旋翼天平升力和弯矩。
本发明的有益效果：
将实现大吨位旋翼天平在旋翼试验台上标定，免除了旋翼天平地面标定拆除和安装调试的麻烦，使旋翼天平标定更加符合试验传力路线，采用正反螺纹套加载实现大载荷快速有效的施加。在旋翼试验台上现场标定大吨位旋翼天平装置，不仅仅适合大吨位旋翼天平，也适合其它小吨位旋翼天平系统现场标定。
附图说明
图1是旋翼天平结构示意图。
图2是旋翼天平升力和弯矩标定构型示意图。
图3是安装支撑平台示意图。
图4是安装支撑立柱示意图。
图5是水平框架示意图。
图6是辅助加强支撑示意图。
图7是加载中央件示意图。
图8是升力和弯矩加载架示意图。
图9是正反螺纹加载套示意图。
图10是标定升力时，升力和旋翼天平测得升力电压关系曲线图
图11是标定俯仰力矩时，俯仰力矩和旋翼天平测得俯仰力矩电压关系曲线
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。参见图2，一种旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，其特征在于，包括安装支撑平台1、加载中央件2、升力和弯矩加载架5和正反螺纹加载套6；安装支撑平台1，如图3所示。包括4个安装支撑立柱1.1、四个水平框架1.2、四个辅助加强支撑1.3和旋翼试验台顶部平台1.4。
安装支撑立柱1.1，如图4所示。由底部立柱1.1.1、上部法兰立柱1.1.2、“L”形连接板1.1.3和连接法兰1.1.4组成，底部立柱1.1.1固定在旋翼天平锁紧机构底部，底部立柱1.1.1和上部法兰立柱1.1.2通过螺纹连接，上部法兰立柱1.1.2、和连接法兰1.1.4通过螺纹连接，连接法兰1.1.4的两端分别通过螺纹连接安装一块“L”形板1.1.3。
水平框架1.2，如图5所示。由2个“U”形槽钢1.2.1，两块安装板1.2.2，四块焊接板1.2.3组成，2个“U”形槽钢1.2.1开口朝外，相对布置，两块安装板1.2.2焊接在槽钢侧面中部，四块焊接板1.2.3焊接在槽钢侧面端部。
辅助加强支撑1.3，如图6所示。包括辅助加强支撑座1.3.1和辅助加强支撑杆1.3.2，辅助加强支撑座1.3.1上有垂直于底面的立板，辅助加强支撑杆1.3.2与该立板固定连接并与该立板垂直。
旋翼试验台顶部平台1.4为带有安装定位螺栓孔的圆盘结构。
加载中央件2，如图7所示，中间为圆筒形，一端部为4支臂法兰盘，另一端位圆形法兰盘。
升力和弯矩加载架5，如图8所示。主体结构为升力和弯矩加载横梁5.1，侧面两端伸出升力加载头5.2，升力加载头端部为带有圆孔的叉耳，两个升力加载头5.2在一个平面内。
正反螺纹加载套6，如图9所示。由加载底座6.1、左旋螺纹杆6.2、正反螺纹管6.3、右旋螺纹杆6.4、力传感器6.5和杆端轴承6.6组成。加载底座6.1和左旋螺纹杆6.2通过螺纹连接，左旋螺纹杆6.2和右旋螺纹杆6.4通过正反螺纹管6.3连接，右旋螺纹杆6.4顶端安装有力传感器6.5和杆端轴承6.6；
拆除旋翼天平锁紧机构，利用锁紧机构螺栓孔及定位圆柱面，安装4个安装支撑立柱1.1,4个水平框架1.2依次通过螺栓连接固定在4个安装支撑立柱“L”形板上，整体形成一正方形结构，4个辅助加强支撑1.3底部用螺栓固定在旋翼试验台顶部平台1.4上，辅助加强支撑杆通过水平框架1.2的圆孔，并用螺母固定。加载中央件2底部通过铰制孔螺栓连接在旋翼试验台传动系统上部法兰3，升力和弯矩加载架5侧面通过铰制孔螺栓连接在加载中央件2的两个相对支臂上，两个正反螺纹加载套6上部通过杆端轴承6.6连接在升力加载头5.2上，加载底座6.1通过螺栓安装在安装支撑平台1的一块安装板1.2.2上。
实施例1：旋翼天平升力标定时，旋转正反螺纹管6.3，通过两个力传感器6.5反馈，使之输出相同的拉力和压力，两者差值在0.5％以内，同时记录旋翼天平信号的输出电压值；如图10所示。
实施例2：旋翼天平俯仰力矩标定时，旋转正反螺纹管6.3，通过两个力传感器6.5反馈，使之输出大小相同方向相反的两个力值，两者差值在0.5％以内，同时记录旋翼天平信号的输出电压值；如图11所示。

Claims (8)

1.一种适合旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，其特征在于，包括安装支撑平台、加载中央件、升力和弯矩加载架和正反螺纹加载套；其中安装支撑平台又包括4个安装支撑立柱、4个水平框架、4个辅助加强支撑和旋翼试验台顶部平台；
安装步骤为：首先，拆除旋翼天平锁紧机构，利用锁紧机构螺栓孔及定位圆柱面，安装4个安装支撑立柱；其次，4个水平框架依次通过螺栓连接固定在4个安装支撑立柱“L”形板上，整体形成一正方形结构；第三，4个辅助加强支撑底部用螺栓固定在旋翼试验台顶部平台上，辅助加强支撑杆通过水平框架的圆孔，并用螺母固定；第四，加载中央件底部通过铰制孔螺栓连接在旋翼试验台传动系统上部法兰；第五，升力和弯矩加载架侧面通过铰制孔螺栓连接在加载中央件的两个相对支臂上；最后，两个正反螺纹加载套上部通过杆端轴承连接在升力加载头上，加载底座通过螺栓安装在安装支撑平台的一块安装板上。
2.根据权利要求1所述的适合旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，其特征在于，安装支撑立柱由底部立柱、上部法兰立柱、“L”形连接板和连接法兰组成，底部立柱固定在旋翼天平锁紧机构底部，底部立柱和上部法兰立柱通过螺纹连接，上部法兰立柱、和连接法兰通过螺纹连接，连接法兰的两端分别通过螺纹连接安装一块“L”形板。
3.根据权利要求1所述的适合旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，其特征在于，水平框架由2个“U”形槽钢，两块安装板，四块焊接板组成，2个“U”形槽钢开口朝外，相对布置，两块安装板焊接在槽钢侧面中部，四块焊接板焊接在槽钢侧面端部。
4.根据权利要求1所述的适合旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，其特征在于，辅助加强支撑包括辅助加强支撑座和辅助加强支撑杆，辅助加强支撑座上有垂直于底面的立板，辅助加强支撑杆与该立板固定连接并与该立板垂直。
5.根据权利要求1所述的适合旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，其特征在于，旋翼试验台顶部平台为带有安装定位螺栓孔的圆盘结构。
6.根据权利要求1所述的适合旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，其特征在于，加载中央件为圆筒形，端部为4支臂法兰盘。
7.根据权利要求1所述的适合旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，其特征在于，升力和弯矩加载架主体结构为升力和弯矩加载横梁，侧面两端伸出升力加载头，升力加载头端部为带有圆孔的叉耳，两个升力加载头在一个平面内。
8.根据权利要求1所述的适合旋翼试验台大吨位旋翼天平升力和弯矩标定装置，其特征在于，正反螺纹加载套由加载底座，左旋螺纹杆，正反螺纹管，右旋螺纹杆，力传感器和杆端轴承组成，加载底座和左旋螺纹杆通过螺纹连接，左旋螺纹杆和右旋螺纹杆通过正反螺纹管连接，右旋螺纹杆顶端安装有力传感器和杆端轴承。
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