CN104374519A - 用于推力台架原位校准的力发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于推力台架原位校准的力发生器，其包括伺服液压缸、传力单元和高精度力传感器，伺服液压缸通过推力台架静架端支座连接在推力台架静架上，高精度力传感器通过推力台架动架端支座与推力台架动架连接，传力单元包括转接螺纹套、伺服液压缸连接金属杆、连接金属框和高精度力传感器连接金属杆，伺服液压缸连接金属杆的一端通过转接螺纹套与伺服液压缸连接，其另一端与连接金属框一侧端面连接；高精度力传感器连接金属杆的一端与金属框另一侧端面连接，其另一端与高精度力传感器连接。本发明不仅能实现大载荷推力台架原位校准力发生，输出力精度高，重复性高，而且可实现大载荷推力台架动架与静架快速连接与脱开，提高原位校准效率。

Description

用于推力台架原位校准的力发生器

技术领域

本发明涉及一种力发生器，特别涉及一种用于发动机试车台推力台架原位校准的力发生器。

背景技术

随着我国航空航天技术的发展，发动机作为飞行器动力源，是飞行器设计的核心和关键，发动机研究过程中对发动机推力性能参数的测量十分重要。推力台架是发动机推力测量重要装置。一方面，为了研制大推力发动机，就必须要求设计出大载荷的推力台架。另一方面，推力台架载荷大了，原位校准推力台架动架、静架及其连接结构就笨重，连接与脱开效率就降低了，结构件自重带来误差较大，重复性也下降了。目前推力台架载荷小，力发生器多采用电机加载，不能满足大载荷加载需要，较大载荷推力台架力发生器动架与静架连接与脱开操作不方便，效率较低。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于发动机试车台内部推力台架原位校准的力发生器，采用伺服液压缸作为力源，进行推力的输出，能提供大载荷推力，采用连接金属框、连接金属杆及螺母连接形式，实现推力台架动架与静架快速连接与脱开。

本发明的用于推力台架原位校准的力发生器包括伺服液压缸、传力单元和高精度力传感器，所述伺服液压缸通过推力台架静架端支座连接在推力台架静架上，所述高精度力传感器通过推力台架动架端支座连接在推力台架动架上，所述传力单元包括转接螺纹套、伺服液压缸连接金属杆、连接金属框和高精度力传感器连接金属杆，其中，所述伺服液压缸连接金属杆的一端通过所述转接螺纹套与所述伺服液压缸连接，其另一端连接在所述连接金属框一侧端面上；所述高精度力传感器连接金属杆的一端连接在所述金属框另一侧端面上，其另一端与所述高精度力传感器连接。

优选所述推力台架静架端支座通过螺钉联接在所述推力台架静架上，所述伺服液压缸通过其底部的法兰水平安装在所述推力台架静架端支座侧面，所述伺服液压缸的气缸杆的外连接端具有外螺纹，通过所述转接螺纹套与伺服液压缸连接金属杆连接。

优选所述转接螺纹套的圆周方向均匀开设有三个盲孔，用于插入钢棒将所述伺服液压缸与所述伺服液压缸连接金属杆拧紧。

优选所述连接金属框为矩形框式结构，只具有上下左右四端面，没有前后两端面，在其左右两侧端面上各有一通孔；所述伺服液压缸连接金属杆的另一端具有外螺纹，其通过所述左侧端面上的通孔插入所述连接金属框内，并通过两个螺母夹紧在所述连接金属框的左侧端面上；所述高精度力传感器连接金属杆一端通过所述右侧端面上的通孔插入所述连接金属框内，也通过两个螺母夹紧在所述连接金属框的右侧端面上。

优选所述高精度力传感器连接金属杆的另一端通过螺纹与高精度力传感器的一端连接，所述高精度力传感器的另一端通过法兰与推力台架动架端支座的侧面连接，所述推力台架动架端支座通过螺纹联接在所述推力台架动架的下方。

优选所述伺服液压缸连接金属杆和所述高精度力传感器连接金属杆的中端均具有拧紧扳手用的六角柱段。

优选还包括升降平台，所述升降平台位于所述连接金属框的下方，并通过螺钉连接在所述推力台架静架上，用于拆装所述传力单元。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明采用采用伺服液压缸作为力源，将伺服液压缸通过底部法兰安装在推力台架静架上，在液压作用下，伺服液压缸杆输出推力。根据推力台架载荷值，可以选择相应规格伺服液压缸。在液压油路上配置高精度的电液伺服阀，与高精度力传感器一起，配置调节控制器，进行力的调节，可以获得到所需稳定推力值，精度较高。

(2)本发明采用转接螺纹套、连接金属框、连接金属杆和四个螺母结构形式组成的传力单元用于连接伺服液压缸和高精度力传感器，能实现在推力台架原位校准时快速连接伺服液压缸与高精度力传感器，而在进行发动机试验时，又能快速地将伺服液压缸与高精度力传感器脱开，提高了操作效率。每个连接金属杆插入连接金属框内部之后，使用两个螺母将连接金属框一端夹紧，保证了伺服液压缸与高精度力传感器连接牢固，确保伺服液压缸输出力能完全作用于高精度力传感器上，提高了推力的重复性。连接金属框采用为矩形框式结构，只具有上下左右四端面，没有前后两端面，减轻了该连接件的重量，减少了由于该连接件由于自重对推力值的影响，提高了推力的精度。

附图说明

图1为本发明推力台架原位校准的力发生器结构图。

图2(1)、(2)为转接螺纹套结构图。

图3(1)、(2)为连接金属框结构图。图4为连接金属框的立体图。

图5为伺服液压缸连接金属杆结构图。

图6为高精度力传感器连接金属杆结构图。

图7为连接金属杆B-B截面图。

图8为推力台架原位校准的力发生器推力调节原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明包括推力台架静架端支座1、伺服液压缸2、转接螺纹套3、伺服液压缸连接金属杆4、螺母5、升降平台6、连接金属框7、高精度力传感器连接金属杆8、高精度力传感器9和推力台架动架端支座10。推力台架静架端支座1通过螺钉联接在推力台架静架11上。伺服液压缸2底部为法兰，通过该法兰水平安装在推力台架静架端支座1侧面，伺服液压缸2的活塞杆的外连接端具有外螺纹，通过转接螺纹套3与伺服液压缸连接金属杆4的一端连接，如图2所示，转接螺纹套3的圆周方向均匀开设有三个盲孔，用于插入钢棒将伺服液压缸2与伺服液压缸连接金属杆4拧紧。如图3、图4所示，连接金属框7采用为矩形框式结构，只具有上下左右四端面，没有前后两端面，从而减轻了该连接件的重量，在其左右两侧端面上各设有一个通孔。伺服液压缸连接金属杆4的另一端具有外螺纹，其通过左侧端面上的通孔插入连接金属框7内，并通过两个螺母5夹紧在连接金属框7的左侧端面上。高精度力传感器连接金属杆8的一端通过右侧端面上的通孔插入连接金属框7内，也通过两个螺母5夹紧在连接金属框7的右侧端面上。高精度力传感器连接金属杆8另一端通过螺纹与高精度力传感器9的一端连接。高精度力传感器9的另一端通过法兰与推力台架动架端支座10侧面连接，推力台架动架端支座10通过螺纹联接在推力台架动架12下方。整个装置安装完成后轴线处于水平，并保证同轴。升降平台6位于连接金属框7的下方，并通过螺钉连接在所述推力台架静架上，在拆装伺服液压缸连接金属杆4、螺母5连接金属框7、高精度力传感器连接金属杆8所组成的传力单元时，用于托着金属连接框7以便于操作。在不进行拆装操作时，升降台降下。

如图5、6、7所示，伺服液压缸连接金属杆4和高精度力传感器连接金属杆8的中段均具有拧紧扳手用的六角柱段。

本发明的工作原理是：

(1)推力台架原位校准之前，进行力发生器伺服液压缸与高精度传感器的连接操作。

(2)推力调节过程如图8所示，伺服液压缸采用高精度的电液伺服阀进行供油，电液伺服阀用于调节伺服液压缸内部液压油压力，从而产生推力。整个调节过程为液压伺服闭环控制。调节控制器先通过A/D采集高精度力传感器输出力值，与给定推力值Fg进行比较，经过推力F数字PID调节器，计算得到电液伺服阀控制信号值，由D/A通道输出，从而改变伺服液压缸内部油压，改变伺服液压缸推力。当Fg与高精度力传感器实际测量到的推力F差值接近时，调节控制器输出控制信号值也减少，推力稳定下来，最终可以获得到所需稳定推力值，且精度较高。

(3)推力台架原位校准之后(进行发动机试验之前)，进行力发生器伺服液压缸与高精度传感器的脱开操作，此时，只要松开连接金属框与高精度力传感器连接金属杆的连接螺母，并将高精度力传感器连接金属杆与高精度力传感器脱开，并将高精度力传感器连接金属杆继续向连接金属框内插入即可。

本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。

Claims (7)

1.一种用于推力台架原位校准的力发生器，其特征在于：包括伺服液压缸、传力单元和高精度力传感器，

所述伺服液压缸通过推力台架静架端支座连接在推力台架静架上，

所述高精度力传感器通过推力台架动架端支座连接在推力台架动架上，

所述传力单元包括转接螺纹套、伺服液压缸连接金属杆、连接金属框和高精度力传感器连接金属杆，其中，所述伺服液压缸连接金属杆的一端通过所述转接螺纹套与所述伺服液压缸连接，其另一端连接在所述连接金属框一侧端面上；所述高精度力传感器连接金属杆的一端连接在所述金属框另一侧端面上，其另一端与所述高精度力传感器连接。

2.根据权利要求1所述的用于推力台架原位校准的力发生器，其特征在于：所述推力台架静架端支座通过螺钉联接在所述推力台架静架上，所述伺服液压缸通过其底部的法兰水平安装在所述推力台架静架端支座侧面，所述伺服液压缸的活塞杆的外连接端具有外螺纹，通过所述转接螺纹套与伺服液压缸连接金属杆连接。

3.根据权利要求1所述的用于推力台架原位校准的力发生器，其特征在于：所述转接螺纹套的圆周方向均匀开设有三个盲孔，用于插入钢棒将所述伺服液压缸与所述伺服液压缸连接金属杆拧紧。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的用于推力台架原位校准的力发生器，其特征在于：所述连接金属框为矩形框式结构，只具有上下左右四端面，没有前后两端面，在其左右两侧端面上各有一通孔；所述伺服液压缸连接金属杆的另一端具有外螺纹，其通过所述左侧端面上的通孔插入所述连接金属框内，并通过两个螺母夹紧在所述连接金属框的左侧端面上；所述高精度力传感器连接金属杆一端通过所述右侧端面上的通孔插入所述连接金属框内，也通过两个螺母夹紧在所述连接金属框的右侧端面上。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的用于推力台架原位校准的力发生器，其特征在于：所述高精度力传感器连接金属杆的另一端通过螺纹与高精度力传感器的一端连接，所述高精度力传感器的另一端通过法兰与推力台架动架端支座的侧面连接，所述推力台架动架端支座通过螺纹联接在所述推力台架动架的下方。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的用于推力台架原位校准的力发生器，其特征在于：所述伺服液压缸连接金属杆和所述高精度力传感器连接金属杆的中端均具有拧紧扳手用的六角柱段。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的用于推力台架原位校准的力发生器，其特征在于：还包括升降平台，所述升降平台位于所述连接金属框的下方，并通过螺钉连接在所述推力台架静架上，用于拆装所述传力单元。