CN107091775B - 一种柔性试验夹具及使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种柔性试验夹具及使用方法，属于螺纹连接及结构件的强度、刚度试验加载技术领域。本柔性试验夹具能适应不同试验件的安装角度，安装方式，并且能保证试验数据的准确性。试验夹具具有有良好的安装工艺性，使用简便，节省了试验的周期，提高了试验的效率。改变了传统的专用的试验夹具一一对应的设计理念，对试验全方位考虑节省了大量的时间，降低夹具的设计成本，避免设计缺陷、安装工艺性差等问题，可以统筹大数据的进行工作，合理安排试验的顺序，节省试验夹具的制造周期，避免的大量的试验夹具管理的问题。本试验夹具考虑改动等问题，通过设计接头，即使试验件临时有改动，只需将接头替换更改即可，避免了试验夹具重新制造的现状。

Description

一种柔性试验夹具及使用方法
技术领域
本发明涉及一种柔性试验夹具及使用方法，属于螺纹连接及结构件的强度、刚度试验加载技术领域。
背景技术
在目前,飞机零部件下架需要专用的工装吊具来完成，其连接方式多为吊钩，吊环和螺纹连接的方式。为了保证飞机零部件的安全，工装吊具必须安全可靠，在设计之初，都会预留2～3倍的系数，但是理论与实践要相结合，保证工装吊具的安全可靠，且常有复杂的结构难以用计算机软件分析或纯理论来实现，只能得到估算值或者受载荷的趋势，所以实践的刚度强度试验是必不可少的环节。
由于飞机结构各异，工装吊具的结构也会随之变化形态各异，传统的强度刚度试验方法为设计专用的试验夹具，为其进行试验工作，专用的试验工装的设计，需要了解工装吊具的使用状态，起吊物品的机构形式，起吊重量，起吊的作用点(重心)，起吊的时间，起吊的方式等一些列的参数，设计时，需要考虑试验的安装的工艺性，制造夹具的工艺性及安装的周期。
设计后，由于吊具数量繁多，而专用试验夹具也非常的庞大，所以夹具的维护管理上占用了大量的时间，空间，耗费了大量的人力，试验时每个吊具需要一一对应的试验，在夹具的寻找、运输及安装也费了很大的资源，而当吊装夹具有设计缺陷时，一旦工装吊具稍微的改变形态，则专用夹具只能报废，难于修改。
发明内容
本发明属于结构强度、刚度试验加载技术，具体涉及一种结构强度、刚度试验柔性试验夹具及使用方法。
本发明的技术方案：
一种柔性试验夹具，包括一个阶梯轴，两边各有一个滚动轴承，滑轨和端盖置于滚动轴承的两侧，在阶梯轴的上端用螺栓连接顶盖，另一端用螺栓连接底盖，滑轨上连接滑动工作台，滑动工作台上连接可调节摇臂，摇臂的末端设置螺纹连接方式。本发明实现了六个自由度的试验夹具，本试验夹具在1m的标准地轨上使用，建立坐标系，以顺地轨方向为X轴，垂直地轨方向为Y轴，垂直地面方向为Z轴，其中可调节高度件可以使试验夹具在Z轴方向处在任何一个高度，两个滚动轴承可以使试验夹具绕Z轴360°的旋转，第一止动销可以在每个30°的位置进行锁死；滑轨行程为500mm，滑动工作台可以在滑轨上自由的滑动，调节到Y轴的任意位置，第二止动销可以在每20mm的位置锁死，摇臂端部设置螺纹连接方式可以实现绕Y轴进行旋转；试验夹具的底盖的底面有可以在沿地轨方向任意的滑动，实现了在X轴方向上任意的位置停止，摇臂围绕旋转轴可以自由的转动，实现了连接点绕X轴的自由旋转。摇臂的螺纹设置可以提供的是一种连接方式，可以连接任意结构形式的接头。
本发明的有益效果：本柔性试验夹具解决了螺栓类飞机地面工装吊具因飞机结构各异而接口尺寸也会随之形态各异的专用试验夹具设计工作200余项。能适应不同试验件的安装角度，安装方式，并且能保证试验数据的准确性。试验夹具具有有良好的安装工艺性，使用简便，节省了试验的周期，提高了试验的效率。改变了传统的专用的试验夹具一一对应的设计理念，对试验全方位考虑节省了大量的时间，降低夹具的设计成本，避免设计缺陷、安装工艺性差等问题，可以统筹大数据的进行工作，合理安排试验的顺序，节省了试验夹具的制造周期，避免的大量的试验夹具管理的问题，节省了大量的人力、物力、财力。本试验夹具也考虑了夹具修改的问题，设计了快些的接头，即使试验件临时有改动，只需将接头替换更改即可，避免了试验夹具重新制造的现状。
附图说明
图1为本发明的一种柔性试验夹具的主视图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图2的B的局部放大图。
图4为本发明的一种柔性试验夹具的俯视图。
图5为本发明的一种柔性试验夹具的立体图。
图6为本发明的调节机构的主视图。
图7为本发明的调节机构的侧视图。
图8为本发明的调节结构的立体图。
图9为图6的A-A剖视图。
图10为图6的B-B剖视图。
图11为图6的C-C剖视图。
图中：1顶盖；2空心阶梯轴；3滚动轴承；4滑轨；5底盖；6滑轨底盖；7滑动工作台；8扇形角度调节器；9旋转轴；10摇臂；11第一高度调节件；12第二高度调节件；13第一螺钉；14第二螺钉；15第一销子；16第二销子；17第三销子；18接头；19螺母；20第一止动销；21第二止动销。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例
一种柔性试验夹具，所述的柔性试验夹具包括顶盖1、阶梯轴2、滚动轴承3、滑轨4、底盖5、滑轨底盖6、滑动工作台7、扇形角度调节器8、旋转轴9、摇臂10、第一高度调节件11、第二高度调节件12、第一螺钉13、第二螺钉14、第一销子15、第二销子16、第三销子17、接头18、螺母19、第一止动销20和第二止动销21；
所述的调节机构由圆环台和垂直于圆环台的滑轨4组成，二者焊接为一体结构；
所述的滑轨4上均布有排孔，滑动工作台7通过第三销子17安装在滑轨4上，滑动工作台7在滑轨4上每隔20mm进行一次调节，滑动工作台在滑轨4上可随意滑动；滑轨4与滚动轴承3配合，实现在Y轴方向的调节；滑轨(4)设有第一止动销20，防止滑动工作台7滑落；
所述的扇形角度调节器8为双排，其中一侧的两条弧半径固定连接在滑动工作台7上，并随滑动工作台7在滑轨4上滑动，实现Y轴方向的调节；另一侧的两条弧半径垂直于滑轨4；旋转轴9两端通过螺母限定在双排扇形角度调节器间，用于安装摇臂10；摇臂10通过第二销子16限定安装在双排扇形角度调节器间，摇臂10通过旋转轴9在扇形角度调节器8的弧所形成的滑道内滑行，摇臂10绕旋转轴9自由转动；摇臂10在扇形角度调节器8上每间隔7.5度止动一次，摇臂10端部的螺纹用于连接接头18；
所述的圆环台的上表面和下表面分别设有顶盖1与底盖5，顶盖1与底盖5通过空心阶梯轴2连接，两端通过第一销子15和螺母配合固定；两个滚动轴承3被包裹固定在滑轨底盖6形成的密闭空间内，并套装在空心阶梯轴2上，分别位于阶梯轴2的上、下端；顶盖1与底盖5与空心阶梯轴2间通过第二螺钉14连接固定；顶盖1上设置等角度设有三个第二止动销21；
所述的高度调节件为空心结构，其与圆环台同轴；
所述的调节机构可通过高度调节件进行调节，实现夹具在Z轴上任意调节。

Claims (1)

1.一种柔性试验夹具，其特征在于，所述的柔性试验夹具包括顶盖(1)、阶梯轴(2)、滚动轴承(3)、滑轨(4)、底盖(5)、滑轨底盖(6)、滑动工作台(7)、扇形角度调节器(8)、旋转轴(9)、摇臂(10)、第一高度调节件(11)、第二高度调节件(12)、第一螺钉(13)、第二螺钉(14)、第一销子(15)、第二销子(16)、第三销子(17)、接头(18)、螺母(19)、第一止动销(20)和第二止动销(21)；
所述柔性试验夹具的调节机构由圆环台和垂直于圆环台的滑轨(4)组成，二者焊接为一体结构；
所述的滑轨(4)上均布有排孔，滑动工作台(7)通过第三销子(17)安装在滑轨(4)上，滑动工作台(7)在滑轨(4)上每隔20mm进行一次调节，滑动工作台在滑轨(4)上可随意滑动；滑轨(4)与滚动轴承(3)配合，实现在Y轴方向的调节；滑轨(4)设有第一止动销(20)，防止滑动工作台(7)滑落；
所述的扇形角度调节器(8)为双排，其中一侧的两条弧半径固定连接在滑动工作台(7)上，并随滑动工作台(7)在滑轨(4)上滑动，实现Y轴方向的调节；另一侧的两条弧半径垂直于滑轨(4)；旋转轴(9)两端通过螺母限定在双排扇形角度调节器间，用于安装摇臂(10)；摇臂(10)通过第二销子(16)限定安装在双排扇形角度调节器间，摇臂(10)通过旋转轴(9)在扇形角度调节器(8)的弧所形成的滑道内滑行，摇臂(10)绕旋转轴(9)自由转动；摇臂(10)在扇形角度调节器(8)上每间隔7.5度止动一次，摇臂(10)端部的螺纹用于连接接头(18)；
所述的圆环台的上表面和下表面分别设有顶盖(1)与底盖(5)，顶盖(1)与底盖(5)通过空心阶梯轴(2)连接，两端通过第一销子(15)和螺母配合固定；两个滚动轴承(3)被包裹固定在滑轨底盖(6)形成的密闭空间内，并套装在空心阶梯轴(2)上，分别位于阶梯轴(2)的上、下端；顶盖(1)与底盖(5)与空心阶梯轴(2)间通过第二螺钉(14)连接固定；顶盖(1)上设置等角度设有三个第二止动销(21)；
所述的高度调节件为空心结构，其与圆环台同轴；
所述的调节机构可通过高度调节件进行调节，实现夹具在Z轴上任意的调节。
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