CN107478371A - 一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置，由垂直气缸、活塞、飞重块、摆动臂、测力传感器、底座和电机组成。底座固定在测试台上，电机支架通过紧固螺栓固连在测试台竖直支架上；垂直气缸位于电机下方，并通过支架、飞重块、摆动臂、活塞与测力传感器连接。电机固定在电机安装架上，并调节电机安装架使电机转轴与垂直气缸中轴线重合。支架安装在电机转轴上，摆动臂搭接在短导杆上，飞重块固定在支架上，电机带动支架旋转，测力传感器输出轴向力。由于在传感器和短导杆之间增加了垂直气缸和活塞，避免飞重块在转动过程中产生的垂直方向振动经短导杆施加在测力传感器上，从而提高了测力传感器测量的准确度和稳定性。

Description

一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置

技术领域

本发明涉及航空发动机转速测量技术，具体地说，涉及一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置。

背景技术

航空发动机燃油控制系统通常选择发动机转速作为被控制量，离心飞重作为转速敏感元件，可以用来测量各种状态下发动机的转速。它能将转速的变化量转化为位移的变化量。文献“一种离心飞重轴向力测量装置”(《航空发动机控制(上册)》第三章第二节,98页,西北工业大学出版社，2008年6月出版)中，该测量装置包括传动机构、支架、离心飞重块、导杆、调准弹簧和摆动臂，离心飞重块固定在支架上，发动机通过传动机构带动支架旋转。离心飞重块在离心力作用下会绕支点向外摆动，离心飞重块的摆动臂将向下摆动,使与其接触的导杆产生向下的轴向换算力，该轴向换算力和安装在导杆下部的调准弹簧的弹簧力共同作用推动导杆移动。因此在弹簧力一定时，对应发动机某一转速都有一相应的轴向换算力，导杆就有相应位移，即把转速的变化量转化为位移变化量。参照图1。

发明专利CN105424233A中公开了一种“航空发动机离心飞重轴向力测量装置和方法”，该装置中通过在摆动臂和导杆之间增加微型平面推力球轴承，改善了摆动臂和导杆的接触状态，提高了测量精度。但是真实状态下由于离心飞重块质心和微型平面推力球轴承质心不能做到与导杆轴线绝对共线，所以在离心飞重快和微型平面推力球轴承在转动过程中不可避免的产生振动，这个震动经过导杆和测力件直接作用于压力传感器上，使传感器输出信号也产生同频抖动，而振动这一干扰量中垂直方向的振动对测力传感器的测量准确度和测量稳定性影响最大。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，克服离心飞重块转动引起的垂直方向振动干扰传感器测量准确度和稳定性问题，本发明提出一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括电机、电机安装架、支架、飞重块、摆动臂、测试台，其特征在于还包括垂直气缸、活塞、测力传感器、底座，底座固定在测试台上，底座上中间开有盲孔用于与测力传感器下端凸台过渡配合连接；所述垂直气缸为一端封闭的圆筒形结构，垂直气缸封闭端上壁面有圆环形凹槽，凹槽中间有凸台，微型平面推力球轴承位于圆环形凹槽内，垂直气缸侧壁面靠近内腔顶部开有进气孔，恒压气源通过进气孔向垂直气缸内供气；所述活塞上端为圆柱形，下端为长方体，上下两端通过圆柱连接为一体结构，活塞下端部中间开有盲孔，并与测力传感器上端凸台过渡配合连接；微型平面推力球轴承位于垂直气缸上壁面与短导杆下端凸台之间；电机固定在电机安装架上，电机安装架通过紧固螺栓固连在测试台竖直支架上，电机安装架可调节，且电机转轴与垂直气缸中轴线重合；支架安装在电机转轴上，摆动臂搭接在短导杆上，飞重块连接在支架上，电机带动支架旋转使测力传感器输出轴向力。

垂直气缸内壁面与活塞上端的圆柱表面进行抛光，活塞与垂直气缸内壁面过盈配合。

所述测力传感器为柱式压力传感器。

有益效果

本发明提出的一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置，由垂直气缸、活塞、飞重块、摆动臂、测力传感器、底座和电机组成；底座固定在测试台上，电机安装架通过紧固螺栓固连在测试台竖直支架上。垂直气缸位于电机下方，并通过支架、飞重块、摆动臂、活塞与测力传感器连接。电机固定在电机安装架上，并调节电机安装架使电机转轴与垂直气缸中轴线重合；支架安装在电机转轴上，摆动臂搭接在短导杆上，飞重块固定在支架上，电机带动支架旋转使测力传感器输出轴向力。由于在测力传感器和短导杆之间增加了垂直气缸和活塞，避免离心飞重块在转动过程中产生的垂直方向振动经短导杆施加在测力传感器上，从而提高了测力传感器测量的准确度和稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置作进一步详细说明。

图1为现有技术中离心飞重轴向力测量装置示意图。

图2为本发明离心飞重轴向力测量装置的结构示意图。

图3为本发明垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置应用实例图。

图中

1.垂直气缸 2.活塞 3.测力传感器 4.底座 5.进气孔 6.短导杆7.微型平面推力球轴承 8.电机安装架 9.电机 10.紧固螺栓 11.测试台 12.支架13.飞重块 14.摆动臂

具体实施方式

本实施例是一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置。

参阅图2、图3,本实施例垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置,由电机9、电机安装架8、支架12、飞重块13、摆动臂14、测试台11和垂直气缸1、活塞2、测力传感器3、底座4组成；底座4固定在测试台11上，底座4上中间开有盲孔用于与测力传感器3下端凸台过渡配合连接。垂直气缸1为一端封闭的圆筒形结构，垂直气缸1封闭端上壁面有圆环形凹槽，凹槽中间有凸台，微型平面推力球轴承7位于圆环形凹槽内，垂直气缸1侧壁面靠近内腔顶部开有进气孔5，恒压气源通过进气孔5向垂直气缸1内供气。

本实施例中，垂直气缸1内径为57mm，外径为63mm，气缸长度为67mm，底厚为6mm，圆环形凹槽深3mm，进气孔11直径为2mm。活塞8上端圆柱形结构表面精密抛光，圆柱形结构直径57mm，长12mm。活塞2下端是长方体结构，尺寸26×30×26mm。垂直气缸1内壁面进行抛光，活塞2上端的圆柱表面抛光，活塞2与垂直气缸1内壁面过盈配合。活塞2上端为圆柱形，下端为长方体，上下两端通过圆柱段连接为一体结构，活塞2下端部中间加工有盲孔，并与测力传感器3上端凸台过渡配合连接。微型平面推力球轴承7安装在垂直气缸1上壁面与短导杆6下端凸台之间。电机9固定在电机安装架8上，电机安装架8通过紧固螺栓10固连在测试台11竖直支架上；电机安装架8可调节，且电机转轴与垂直气缸1中轴线重合。支架12安装在电机转轴上，摆动臂14搭接在短导杆6上，飞重块13连接在支架12上，电机9带动支架12旋转使测力传感器3输出轴向力。本实施例中，测力传感器3为柱式压力传感器。

本实施例中，应用垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置进行测量离心飞重轴向力方法：将测力传感器3下端凸台插入底座4盲孔中固定；测力传感器3上端凸台插入活塞2下端的盲孔中；垂直气缸1内部浸润润滑油后向下套在活塞2上。将微型平面推力球轴承7的下垫片放置在垂直气缸1上端的凸台上；短导杆6下端凸台放置在微型平面推力球轴承7上垫片中。选用的微型平面推力球轴承7内径为9mm，外径为23mm，厚度为7mm，钢球直径为6mm，数量8个。将电机9安装在电机安装架8上，并调节电机安装架8使电机转轴与垂直气缸1中轴线重合，拧紧紧固螺栓10使电机安装架8固连在测试台11竖直支架上。将支架12安装在电机转轴上，使摆动臂14搭接在短导杆6上。恒压气源通过进气孔5向垂直气缸1内供气。调节电机9转速为一个固定值。由于垂直气缸1内表面和活塞2上端形成的一段圆柱形空腔中始终通过进气孔5充入恒压气体，由短导杆6传递到垂直气缸1上的垂直方向振动被空腔中空气柱缓冲，从而使活塞2的垂直振动幅度小于垂直气缸1的振动幅度，从而测力传感器3输出准确和平稳的轴向力测量值。

Claims (3)

1.一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置，包括电机、电机安装架、支架、飞重块、摆动臂、测试台，其特征在于:还包括垂直气缸、活塞、测力传感器、底座，底座固定在测试台上，底座上中间开有盲孔用于与测力传感器下端凸台过渡配合连接；所述垂直气缸为一端封闭的圆筒形结构，垂直气缸封闭端上壁面有圆环形凹槽，凹槽中间有凸台，微型平面推力球轴承位于圆环形凹槽内，垂直气缸侧壁面靠近内腔顶部开有进气孔，恒压气源通过进气孔向垂直气缸内供气；所述活塞上端为圆柱形，下端为长方体，上下两端通过圆柱连接为一体结构，活塞下端部中间开有盲孔，并与测力传感器上端凸台过渡配合连接；微型平面推力球轴承位于垂直气缸上壁面与短导杆下端凸台之间；电机固定在电机安装架上，电机安装架通过紧固螺栓固连在测试台竖直支架上，电机安装架可调节，且电机转轴与垂直气缸中轴线重合；支架安装在电机转轴上，摆动臂搭接在短导杆上，飞重块连接在支架上，电机带动支架旋转，测力传感器输出轴向力。

2.根据权利要求1所述的垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置，其特征在于:垂直气缸内壁面与活塞上端的圆柱表面进行抛光，活塞与垂直气缸内壁面过盈配合。

3.根据权利要求1所述的垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置，其特征在于:所述测力传感器为柱式压力传感器。