CN106546380B - 一种无级空间标准矢量力校准装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种无级空间标准矢量力校准装置，该设置用于对航空发动机六分力测量台架的六个分力的校准，也可用于对三分力传感器三个分力的校准。该装置包括一个龙门框架(1)，在龙门框架(1)上安装三组用于产生标准力的校准组件，校准过程中，可以用单组校准组件中的液压加载油缸(4)的加载力和发动机试车台上的校准用单分力传感器产生的校准力进行对比，也可以用多组校准组件中的液压加载油缸(4)的加载力的合力与发动机试车台上的校准用测量到的合力进行对比，避免单元校准对测量系统各分力之间的影响，大大提高矢量发动机试车台架各分力测量值的准确性，为矢量推力发动机矢量力值大小、方向和作用点提供准确测量数据，为矢量推力发动机研究提供试验依据。

Description

一种无级空间标准矢量力校准装置
技术领域
本发明是一种无级空间标准矢量力校准装置，属于产品的结构设计领域。该设置主要用于对航空发动机六分力测量台架的六个分力的校准，也可拓展用于对三分力传感器三个分力的校准。
背景技术
矢量推力是矢量喷口发动机产生的一个空间矢量力，其力值大小在六分力测量台架上测量，六分力测量系统安装在航空发动机试车台上，装有六分力测量系统的航空发动机试车台称为航空发动机六分力测量台。航空发动机试车台在投入使用前，需要对六分力测量系统进行校准。校准的目的是为了确认六分力测量台架上的测量组件的精确性。
一般的校准过程是利用和真实发动机重量、重心一致的模拟发动机代替真实发动机进行校准。真实发动机的喷口为空心，但模拟发动机的喷口为刚性体，可传递荷载。现有校准方式采用单元模拟标定，即：将一个空间矢量力分解为三个坐标轴(X、Y、Z)上的标准力作为标准力源。在模拟发动机后方的矢量作用点处，用中心加载装置分别沿X-X，Y-Y，Z-Z三个坐标轴方向对模拟发动机施加标准力，分别校准六分力测量台架各测量系统。这种方式的缺点是没有完全模拟真实矢量发动机产生的一个集中矢量力的工作状态，标定后的台架各分力测量值有一定的偏差。
为了提升试验精度，需要真实模拟矢量发动机的矢量推力的产生、作用点和力的传递路线，需要研究制造出能够产生标准空间矢量力的设备，并能对该矢量力进行校测和控制。
发明内容
本发明正是针对现有技术状况而设计提供了一种无级空间标准矢量力校准装置，其目的是模拟空间矢量力的作用点、传递路线，接近矢量发动机推力的产生，为今后矢量推力发动机的研制提供试验依据。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种无级空间标准矢量力校准装置，其特征在于：该装置包括一个龙门框架1，在龙门框架1上安装三组用于产生标准力的校准组件，三组校准组件产生力的方向分别为X、Y、Z，三组校准组件产生力的方向在空间交汇于一点，且该点位于航空模拟发动机的中心轴线上，每一组校准组件包括一个安装在龙门框架1上的连接座2，连接座2为凹字形的结构形式，内凹的三个内表面的粗糙度达3.2以上，加载球头3的一端为球形体，该球形体嵌装在连接座2内凹的槽内，加载球头3的另一端上加工外螺纹，通过外螺纹连接在液压加载油缸4上，液压加载油缸4通过连接杆5连接单分力传感器6的一个连接接口，单分力传感器6的另一个连接接口连接另一个加载球头3的外螺纹端；
在航空模拟发动机尾部与一个正方体7的一个面固定连接，正方体7的质心位置在航空模拟发动机的中心轴线上，正方体7的其它面的粗糙度达0.8以上，三组校准组件中与单分力传感器6连接的三个加载球头3的球形体分别与正方体7的三个相邻的相互垂直面接触。
本发明装置在设计上的特点主要体现在以下几个方面：
1.每一组校准组件中的液压加载油缸4的两端都通过一个加载球头3形成二力杆，摩擦力小，互相干扰小，这样可以保证加载力的力值和空间方向准确无误；
2.在航空模拟发动机尾部的矢量力作用点处安装一个正方体7，可以通过接触在正方体7三个相邻的相互垂直面上的三个加载球头3同时组合加载，模拟空间内的任意标准矢量力值；
3.校准过程中，可以用单组校准组件中的液压加载油缸4的加载力和发动机试车台上的校准用单分力传感器产生的校准力进行对比，也可以用多组校准组件中的液压加载油缸4的加载力的合力与发动机试车台上的校准用测量到的合力进行对比，作为后续真实发动机推力测量的修正参考。
通过上述特点的分析可以看到，本发明装置的优点是解决了发动机矢量测量台架长期以来无法真实模拟发动机矢量推力的难题，本发明装置产生的标准力源接近与真实发动机产生的矢量力，有利于发动机矢量推力的精确测量。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1所示，该种无级空间标准矢量力校准装置，其特征在于：该装置包括一个龙门框架1，在龙门框架1上安装三组用于产生标准力的校准组件，龙门框架1固定在地面上，用来支撑三个校准组件，三组校准组件按照(X/Y/Z)互相垂直的方式布置，即三组校准组件产生力的方向分别为X、Y、Z，三组校准组件产生力的方向在空间交汇于一点，且该点位于航空模拟发动机的中心轴线上，每一组校准组件包括一个安装在龙门框架1上的连接座2，连接座2为凹字形的结构形式，内凹的三个内表面的粗糙度达3.2以上，钢制圆棒形状的加载球头3的一端为球形体，该球形体的表面粗糙度要求达3.2以上，该球形体嵌装在连接座2内凹的槽内，加载球头3的另一端上加工外螺纹，通过外螺纹连接在液压加载油缸4上，液压加载油缸4通过钢制棒状的连接杆5连接单分力传感器6的一个连接接口，单分力传感器6的另一个连接接口连接另一个加载球头3的外螺纹端；
在航空模拟发动机尾部用螺栓与一个正方体7的一个面固定连接，正方体7的六个面的表面粗糙度达0.8以上，正方体7的质心位置在航空模拟发动机的中心轴线上，正方体7的其它面的粗糙度达0.8以上，三组校准组件中与单分力传感器6连接的三个加载球头3的球形体分别与正方体7的三个相邻的相互垂直面接触。
设备校准时，每组校准组件根据使用要求调整油缸加载力值的大小，利用空间力系的关系，得到一个空间矢量力，该空间矢量力可以进行单方向标准航向力、两个方向标准垂向力、二个方向标准侧向力同时加载的组合加载校准，该空间矢量力值及空间角度可作为标准力源标定六分力台架各测量系统。
与现有装置相比，本发明装置能够解决以下技术问题：
1.该装置能够模拟矢量发动机产生的任意空间矢量力、尽可能真实反映矢量推力的传递路线，进而提升矢量推力的测量准确性；
2.该装置的矢量力作为标准力源，保证了力值的准确性，从而保证分解出的三个坐标轴分力值准确；
3.矢量力加载承力的龙门框架1和正方体7具备足够的刚性，保证各装置能够方便安装、调整和定位。

Claims (1)

1.一种无级空间标准矢量力校准装置，其特征在于：该装置包括一个龙门框架(1)，在龙门框架(1)上安装三组用于产生标准力的校准组件，三组校准组件产生力的方向分别为X、Y、Z，三组校准组件产生力的方向在空间交汇于一点，且该点位于航空模拟发动机的中心轴线上，每一组校准组件包括一个安装在龙门框架(1)上的连接座(2)，连接座(2)为凹字形的结构形式，内凹的三个内表面的粗糙度达3.2以上，加载球头(3)的一端为球形体，该球形体嵌装在连接座(2)内凹的槽内，加载球头(3)的另一端上加工外螺纹，通过外螺纹连接在液压加载油缸(4)上，液压加载油缸(4)通过连接杆(5)连接单分力传感器(6)的一个连接接口，单分力传感器(6)的另一个连接接口连接另一个加载球头(3)的外螺纹端；
航空模拟发动机尾部的矢量力作用点处与一个正方体(7)的一个面固定连接，正方体(7)的质心位置在航空模拟发动机的中心轴线上，正方体(7)的其它面的粗糙度达0.8以上，三组校准组件中与单分力传感器(6)连接的三个加载球头(3)的球形体分别与正方体(7)的三个相邻的相互垂直面接触。
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