CN105865798A - 一种任意角度矢量力加载装置 - Google Patents

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王洪博
王辰辰
李程
俞锦
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    • G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus

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Abstract

本发明涉及一种任意角度矢量力加载装置，属于测试与校准技术领域；包括压头(1)、单向力传感器(2)、力传感器与液压缸连接块(3)、液压缸(4)、滑动块(5)、弧形板(6)、旋转板(7)和固定板(8)，在固定板上安装旋转板，旋转板上安装弧形板，弧形板上安装滑动块，滑动块上面连接由液压缸、连接块、单向力传感器和压头构成的标准矢量力加载力源，通过手动控制液压缸并配合读取传感器显示值调节加载力大小，通过调节旋转板、弧形板和滑动块调整周向和轴向加载力方向。对比现有技术，本发明稳定性好，采用高精度单向力传感器精确控制加载力大小，能够实现周向360°和轴向0～20°内任意角度矢量力加载，操作灵活、方便。

Description

一种任意角度矢量力加载装置
技术领域
本发明涉及一种任意角度矢量力加载装置，属于测试与校准技术领域。
背景技术
航空发动机的推力是鉴定其合格与否的重要参数之一，随着矢量发动机的研制，对矢量推力的准确测试成为验证发动机或推力矢量喷管基础数据的有效措施。目前，国内现有的发动机试车台架推力测试与校准方法是：对发动机试车台架同时施加轴向、侧向和垂向三个方向(x,y,z)的单向力，将三个单向力合成推导出施加矢量力的大小和方向，这种做法和实际的情况存在较大误差，不能满足试车台架矢量推力准确测试与校准的要求。
为了和实际情况一致，在对发动机试车台架进行推力测试与校准时，需要施加大小和方向能够精确控制的矢量力。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种任意角度矢量力加载装置，能够实现周向360°和轴向0～20°内任意角度的矢量力加载，并且施加矢量力的方向和大小能够精确控制。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种任意角度矢量力加载装置，包括压头、单向力传感器、液压缸、力传感器与液压缸连接块、滑动块、弧形板、旋转板和固定板；
连接关系：在固定板上安装旋转板，旋转板上安装弧形板，弧形板上安装滑动块，滑动块上面连接由液压缸、力传感器与液压缸连接块、单向力传感器和压头构成的标准矢量力加载力源，通过手动控制液压缸并配合读取单向力传感器的显示值调节加载力的大小，通过调节旋转板、弧形板和滑动块实现周向360°和轴向0～20°内任意角度加载力的方向。
矢量力大小的精确控制：通过力传感器来实现矢量力大小的精确控制。力传感器选用量程为200kN、非线性0.03％FS的单向力传感器，根据力传感器的结构特点，力传感器与液压缸和连接块的连接方式均为通过螺纹孔连接固定，传感器在使用前经过力标准机进行标定。矢量力加载机构采用手动控制调节液压缸压力的方式进行力值加载，建立现场加载的标准力源，在液压缸活塞杆上连接单向力传感器，对液压缸输出力值进行实时监测，单向力传感器另一端连接压头，实现力的传递输出，进油管路连接液压缸的进油口，手动控制输出，通过二次仪表进行力值显示，实时反馈输出力值的大小。
矢量力方向的精确控制：为了实现不同方向的矢量力加载，标准力源应能进行位置和方向的调整，因此通过设置弧形板和滑动块以实现轴向0～20°内任意角度的加载，在弧形板后部连接一个旋转板，该旋转板利用圆周内均布螺纹孔和弧形槽的方式实现加载系统在周向360°的调整。
本发明的优点和有益效果：
采用手动控制液压缸加载的方式使加载力源稳定性好，采用高精度单向力传感器精确控制加载力的大小，采用旋转板、弧形板和滑动块可实现周向360°和轴向0～20°内任意角度矢量力加载，操作灵活、方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中固定板的结构示意图；
图3是本发明中旋转板的结构示意图；
图4是本发明中弧形板的结构示意图；
图5是本发明中滑动块的结构示意图；
图6是本发明中滑动块与弧形板的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明包括压头1、标准单向力传感器2、单向力传感器与液压缸连接块3、液压缸4、滑动块5、弧形板6、旋转板7和固定板8。固定板8通过螺栓固定于基座之上，作为本发明其他部分的基础，在其圆周方向均布16个螺纹孔，中心位置有圆柱凹槽，如图2所示。旋转板7与固定板8连接，其结构如图3所示，其中心位置有圆柱凸台，凸台与固定板8的中心凹槽组成两者之间的旋转轴并提供中心定位功能，旋转板绕旋转轴旋转实现加载角度在圆周方向的调节，在旋转板7上均布4条弧形槽，每条弧形槽能够包含固定板8中的3个螺纹孔，弧形板旋转至任意角度均可保证在一条弧形槽内至少有2个螺栓固定，旋转板至少可通过8个螺栓安装在固定板8上，保证其连接强度。弧形板6通过螺栓与旋转板7连接，并通过弧形板6中心圆柱凸台与固定板7中心凹糟配合对弧形板进行定位，其结构图如图4所示，在其弧形面上有两条T型槽，供滑动块5滑动与固定，T型槽的长度保证滑动块在其上滑动时轴向角度α在±20°之间，弧形面的半径等于弧形面到压头端面的距离。滑动块5的结构图如图5所示，滑动块底面为圆弧面，其半径与6的弧形面半径相同，保证两圆弧面能够完全接触，滑动块5与弧形块6的连接方式如图6所示，预先在弧形块6的T型槽中埋入四角螺栓，实现滑动块5与弧形块6的固定，滑动块顶面用于固定液压缸4。液压缸4通过连接块3与单向力传感器2相连，工作时，液压缸提供的力值可通过单向力传感器2进行检测与测量。压头1通过螺纹与单向力传感器2连接。
具体调节过程：本发明实现矢量力的加载方向在周向360°及轴向0～20°范围内调节。周向调节时，拆卸旋转板7和固定板8之间的8个螺栓，手动旋转7至某一角度后，用8个螺栓进行固定；轴向调节时，拧松滑动块5与弧形板6之间的连接螺栓，手动滑动5至某一位置保证角度α为所需轴向角后，拧紧滑动块5与弧形板6之间的连接螺栓。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种任意角度矢量力加载装置，其特征在于：包括压头(1)、单向力传感器(2)、液压缸(4)、力传感器与液压缸连接块(3)、滑动块(5)、弧形板(6)、旋转板(7)和固定板(8)；在固定板(8)上安装旋转板(7)，旋转板(7)上安装弧形板(6)，弧形板(6)上安装滑动块(5)，滑动块(5)上面连接由液压缸(4)、力传感器与液压缸连接块(3)、单向力传感器(2)和压头(1)构成的标准矢量力加载力源，通过手动控制液压缸并配合读取单向力传感器的显示值调节加载力的大小，通过调节旋转板(7)、弧形板(6)和滑动块(5)实现周向360°和轴向0～20°内任意角度加载力的方向。
2.根据权利要求1所述的一种任意角度矢量力加载装置，其特征在于，所述固定板(8)通过螺栓安装于基座之上，在其圆周方向均布16个螺纹孔，中心位置有圆柱凹槽。
3.根据权利要求2所述的一种任意角度矢量力加载装置，其特征在于，所述旋转板(7)中心位置对应所述固定板(8)中心圆柱凹槽设有圆柱凸台，凸台与固定板(8)中心的圆柱凹槽组成两者之间的旋转轴，旋转板(7)绕旋转轴旋转实现加载角度在圆周方向的调节，在所述旋转板上均布4条弧形槽，每条弧形槽能够包含固定板中的3个螺纹孔，弧形板(7)旋转至任意角度均可保证在一条弧形槽内至少有2个螺栓固定，旋转板(7)至少可通过8个螺栓固定在固定板(8)上，保证其连接强度。
4.根据权利要求3所述的一种任意角度矢量力加载装置，其特征在于，所述弧形板(7)的弧形面上设有两条T型槽，供所述滑动块(5)滑动与固定，T型槽的长度保证滑动块在其上滑动时轴向角度α在±20°之间，弧形面的半径等于弧形面到压头端面的距离。
5.根据权利要求4所述的一种任意角度矢量力加载装置，其特征在于，所述滑动块(5)底面为圆弧面，其半径与所述的弧形面半径相同，保证两圆弧面能够完全接触，预先在所述弧形板(7)的T型槽中埋入四角螺栓，实现滑动块(5)与弧形块(7)的固定。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种任意角度矢量力加载装置，其特征在于，所述单向力传感器(2)为高精度单向力传感器。
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