CN108910082A - 一种机轮扭转刚度阻尼试验台 - Google Patents

一种机轮扭转刚度阻尼试验台 Download PDF

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邓景辉
章剑
王吉城
金友林
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Abstract

本发明提供了一种机轮扭转刚度阻尼试验台，包括试验台台架、旋转机构、静压缩驱动与锁定机构、导柱，试验台台架包括底部的安装板、顶板及设置在安装板与顶板之间的立柱，其中，旋转机构转动连接在所述安装板上，并具有台面，静压缩驱动与锁定机构垂直安装于试验台台架的顶板上，并穿过所述顶板向所述旋转机构方向延伸有活动平台，所述固定端用于连接在机轮的转轴上，旋转机构的中心点与与静压缩驱动与锁定机构的中心点在同一条线上，活动平台的侧边滑动连接在导柱上。本发明的机轮扭转刚度阻尼试验台，具有试验效率高，控制精度高，运行稳定可靠等优点。

Description

一种机轮扭转刚度阻尼试验台
技术领域
本发明涉及直升机动力学试验技术领域，具体涉及一种机轮扭转刚度阻尼试验台，用于直升机机轮扭转的刚度阻尼试验。
背景技术
直升机在地面运行时因桨叶摆振与机体振动之间的耦合而产生的自激振动，这就是直升机所特有的地面共振。地面共振是一种危及直升机安全的自激振动问题。为了确保直升机地面试车和滑行起飞和降落时的安全，必须切实排除直升机发生“地面共振”的可能性。在美军标ADS－27中明确规定：直升机在首次地面开车前必须明确对停在地面起支撑作用的机轮进行扭转刚度阻尼试验，必须在首次地面开车前用此试验结果验证地面共振分析，并据此判定地面开车的安全性。这个规定的出发点也就是要明确直升机机轮扭转的刚度及阻尼等关键的数据，由于影响因素的复杂性及本身的强非线性难以由按图纸可靠地确定，而必须对制造出的实物进行试验来确定。在全机总装之前，对直升机机轮进行扭转刚度阻尼试验。
避免直升机产生地面共振的主要途径之一是适当选择直升机机轮的刚度和阻尼，而机轮的刚度和阻尼只有通过试验的手段获得，所得的试验数据是分析直升机“地面共振”的重要科学依据，是直升机新机研制“地面共振”分析的必要条件。在装机和技术鉴定前需要进行直升机的主\尾机轮进行扭转刚度阻尼试验等。所以对直升机机轮进行扭转刚度阻尼试验是获得数据的唯一手段，为直升机垂直起落状态的“地面共振”结论提供科学、可靠的数据支撑。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种机轮扭转刚度阻尼试验台，满足阻尼器两个方向载荷耐久性疲劳试验的加载要求，通过对阻尼器进行耐久性疲劳试验，可以获得阻尼器产品首翻期和翻修间隔。
本发明机轮扭转刚度阻尼试验台，包括试验台台架、旋转机构、静压缩驱动与锁定机构、导柱，试验台台架包括底部的安装板、顶板及设置在安装板与顶板之间的立柱，其中，旋转机构转动连接在所述安装板上，并具有台面，静压缩驱动与锁定机构垂直安装于试验台台架的顶板上，并穿过所述顶板向所述旋转机构方向延伸有活动平台，所述固定端用于连接在机轮的转轴上，旋转机构的中心点与与静压缩驱动与锁定机构的中心点在同一条线上，活动平台的侧边滑动连接在导柱上。
本发明通过静压缩驱动与锁定机构底部的活动平台固定连接机轮，并推动机轮向下运动，直至机轮压在旋转机构的台面上，静压缩驱动与锁定机构继续对机轮施加一定静力后，锁死机轮的轴向运动，此时，由旋转机构驱动台面旋转，实现机轮的扭转试验。
优选的是，还包括冷却装置，所述冷却装置设置在所述旋转机构上。用于对机轮在转动过程中散热。
优选的是，所述活动平台的四角设置由导向套，所述导向套套接在所述导柱上。
优选的是，所述导向套与所述导柱之间通过自润滑轴承进行连接。
优选的是，所述静压缩驱动与锁定机构还包括加载缸、第一伺服阀以及机械液压锁，所述第一伺服阀驱动所述加载缸轴向伸缩，加载缸穿过所述机械液压锁及试验台台架的顶板后连接所述活动平台，所述机械液压锁用于限定所述加载缸轴向伸缩。
优选的是，所述液压缸的外壳通过法兰盘连接所述机械液压锁。
优选的是，所述液压缸的伸缩杆通过安装座与活动平台连接，其中，安装座固定在所述活动平台上，并向伸缩杆端部延伸有连接耳片，所述连接耳片通过连接插销连接在伸缩杆端部上。
优选的是，所述旋转机构包括第二伺服阀、限位机构及台面，所述台面上安装有限位机构，第二伺服阀通过伺服摆动缸驱动所述台面转动，并通过限位机构限位，所述台面上加工有试验件安装用定位孔与安装螺钉孔。
优选的是，还包括位移传感器，所述位移传感器通过固定座固定在顶板上，位移传感器穿过所述顶板，并与活动平台的上台面相连，用于测量活动平台沿着导柱垂直上下的移动量
优选的是，伺服摆动缸设计工作压力8MP，伺服阀额定压降1MPa下阀的额定流量150L/min，伺服阀频响不小于20Hz。
优选的是，台面与伺服摆动缸输出轴间为平键联接。
本发明提供的试验台，在旋转机构旋转角度达到稳定状态后，记录所需要的试验数据。通过试验得出机轮在一定频率和转角下的刚度和阻尼，为验证机轮的性能和后续优化设计提供技术支撑。
本发明的机轮扭转刚度阻尼试验台，具有试验效率高，控制精度高，自身刚度大、动态特性好、安装方便、运行稳定可靠等优点。旋转角度大、驱动载荷大可以对满足大型直升机机轮扭转的刚度阻尼试验，保障了新型号研制任务的节点，大大提高了试验效率，同时缩短了试验周期和降低了试验成本。试验台采用了智能传感器、多通道伺服协调控制系统、专用数据处理分析软件，其各项技术参数均优于国内外同类装置；试验台具有一定的通用型和可扩展性，可满足未来型号研制的需求。
附图说明
图1为机轮扭转刚度阻尼试验台结构图。
图2为机轮扭转刚度阻尼试验台正视图。
图3为机轮扭转刚度阻尼试验台安装机轮示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
本发明的目的是：提供一种试验台，用于直升机机轮扭转刚度阻尼试验。
本发明的技术方案是：
参考图1及图2，机轮扭转刚度阻尼试验台包括试验台台架1、旋转机构2、静压缩驱动与锁定机构5、导柱11，试验台台架1包括底部的安装板18、顶板及设置在安装板与顶板之间的立柱，其中，旋转机构2转动连接在所述安装板18上，并具有台面20，静压缩驱动与锁定机构5垂直安装于试验台台架1的顶板上，并穿过所述顶板向所述旋转机构方向延伸有活动平台3，所述固定端用于连接在机轮的转轴上，旋转机构2的中心点与与静压缩驱动与锁定机构5的中心点在同一条线上。活动平台3的侧边滑动连接在导柱11上。
本实施例中，试验台台架1采用焊接的框架结构，试验台台架1两侧上装有两根横梁19，四根导柱11两两相互平行且分别垂直于试验台台架1上的两根横梁19，横梁19上装有四个导柱底座，用于安装所述导柱11。
需要说明的是，试验台台架1的作用是用于安装旋转机构2和静压缩驱动与锁定机构5的固定，具有承受静压缩载荷、扭转载荷与导向功能。本发明通过静压缩驱动与锁定机构底部的活动平台固定连接机轮，并推动机轮向下运动，直至机轮压在旋转机构的台面上，静压缩驱动与锁定机构继续对机轮施加一定静力后，锁死机轮的轴向运动，此时，由旋转机构驱动台面旋转，实现机轮的扭转试验。
参考图2，本发明试验台还包括冷却装置13，所述冷却装置设置在所述旋转机构上。本实施例中，试验台台架1侧面装有冷却安装支座14，冷却装置13为风机。试验台台架1上端两侧有吊耳垫板16，吊耳垫板16上装有钩形吊耳15，用于试验台的整体吊装。试验台通过试验台架1下的底板18用地脚螺栓固定于地面上，试验台台架1的外框焊有加强筋27。
本实施例中，所述活动平台3的四角设置由导向套26，所述导向套26套接在所述导柱11上。备选实施方案中，所述导向套26与所述导柱11之间通过自润滑轴承29进行连接，活动平台3在加载缸7的液压驱动下通过位移传感器8的控制可以沿着导柱11垂直上下移动。所述导柱11为圆柱形且表面进行了镀硬铬处理。
本实施例中，所述静压缩驱动与锁定机构5还包括加载缸7、第一伺服阀22以及机械液压锁25，所述第一伺服阀22驱动所述加载缸7轴向伸缩，加载缸7穿过所述机械液压锁25及试验台台架1的顶板后连接所述活动平台3，所述机械液压锁25用于限定所述加载缸7轴向伸缩。其中，参考图2，机械液压锁25通过固定座4固定在顶板上。
本实施例中，所述液压缸7的外壳通过法兰盘6连接所述机械液压锁25。
本实施例中，所述液压缸7的伸缩杆通过安装座23与活动平台3连接，其中，安装座23固定在所述活动平台3上，并向伸缩杆端部延伸有连接耳片，所述连接耳片通过连接插销28连接在伸缩杆端部上。
本实施例中，所述旋转机构2包括第二伺服阀21、限位机构24及台面20，所述台面20上安装有限位机构24，第二伺服阀21通过伺服摆动缸驱动所述台面20转动，并通过限位机构24限位，所述台面上加工有试验件安装用定位孔与安装螺钉孔。
需要说明的是，伺服摆动缸设计工作压力8MP，伺服阀额定压降1MPa下阀的额定流量150L/min，伺服阀频响不小于20Hz。本实施例中，台面与伺服摆动缸输出轴间为平键联接。
本实施例中，还包括位移传感器8，所述位移传感器8通过固定座9固定在顶板上，位移传感器8穿过所述顶板，并与活动平台3的上台面相连，用于测量活动平台3沿着导柱11垂直上下的移动量。
参考图2，试验台台架1上端两侧有吊耳垫板16，吊耳垫板16上装有钩形吊耳15，用于试验台的整体吊装。试验台通过试验台架1下的底板18用地脚螺栓固定于地面上，试验台台架1的外框焊有加强筋27。
本发明的有益效果是：
本发明的机轮扭转刚度阻尼试验台，具有自身刚度大、动态特性好、静压缩驱动与锁定机构及旋转机构运行稳定、可靠，其旋转角度大、驱动载荷大可以对满足大型直升机机轮扭转的刚度阻尼试验，保障了新型号研制任务的节点，大大提高了试验效率，同时缩短了试验周期和降低了试验成本。试验台采用了智能传感器、多通道伺服协调控制系统、专用数据处理分析软件，其各项技术参数均优于国内外同类装置；试验台具有一定的通用型和可扩展性，可满足未来型号研制的需求。
以直升机机轮扭转刚度阻尼试验为例对本发明作进一步详细说明。直升机机轮由静压缩驱动与锁定机构5驱动带动，通过导柱11可在垂直方向上下移动，当机轮和旋转机构2的台面20接触并具有一定的压缩量后，机械液压锁25锁紧活塞轴，旋转机构2按给定的频率和角度驱动台面20旋转。当旋转角度达到稳定状态后，记录所需要的试验数据。通过试验得出机轮在一定频率和转角下的刚度和阻尼，为验证机轮的性能和后续优化设计提供技术支撑。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种机轮扭转刚度阻尼试验台，其特征在于，包括试验台台架(1)、旋转机构(2)、静压缩驱动与锁定机构(5)、导柱(11)，试验台台架(1)包括底部的安装板(18)、顶板及设置在安装板与顶板之间的立柱，其中，旋转机构(2)转动连接在所述安装板(18)上，并具有台面(20)，静压缩驱动与锁定机构(5)垂直安装于试验台台架(1)的顶板上，并穿过所述顶板向所述旋转机构方向延伸有活动平台(3)，所述固定端用于连接在机轮的转轴上，旋转机构(2)的中心点与与静压缩驱动与锁定机构(5)的中心点在同一条线上，所述活动平台(3)的侧边滑动连接在导柱(11)上。
2.如权利要求1所述的机轮扭转刚度阻尼试验台，其特征在于，还包括冷却装置(13)，所述冷却装置设置在所述旋转机构上。
3.如权利要求1所述的机轮扭转刚度阻尼试验台，其特征在于，所述活动平台(3)的四角设置由导向套(26)，所述导向套(26)套接在所述导柱(11)上。
4.如权利要求3所述的机轮扭转刚度阻尼试验台，其特征在于，所述导向套(26)与所述导柱(11)之间通过自润滑轴承(29)进行连接。
5.如权利要求1所述的机轮扭转刚度阻尼试验台，其特征在于，所述静压缩驱动与锁定机构(5)还包括加载缸(7)、第一伺服阀(22)以及机械液压锁(25)，所述第一伺服阀(22)驱动所述加载缸(7)轴向伸缩，加载缸(7)穿过所述机械液压锁(25)及试验台台架(1)的顶板后连接所述活动平台(3)，所述机械液压锁(25)用于限定所述加载缸(7)轴向伸缩。
6.如权利要求5所述的机轮扭转刚度阻尼试验台，其特征在于，所述液压缸(7)的外壳通过法兰盘(6)连接所述机械液压锁(25)。
7.如权利要求5所述的机轮扭转刚度阻尼试验台，其特征在于，所述液压缸(7)的伸缩杆通过安装座(23)与活动平台(3)连接，其中，安装座(23)固定在所述活动平台(3)上，并向伸缩杆端部延伸有连接耳片，所述连接耳片通过连接插销(28)连接在伸缩杆端部上。
8.如权利要求1所述的机轮扭转刚度阻尼试验台，其特征在于，所述旋转机构(2)包括第二伺服阀(21)、限位机构(24)及台面(20)，所述台面(20)上安装有限位机构(24)，第二伺服阀(21)通过伺服摆动缸驱动所述台面(20)转动，并通过限位机构(24)限位，所述台面上加工有试验件安装用定位孔与安装螺钉孔。
9.如权利要求1所述的机轮扭转刚度阻尼试验台，其特征在于，还包括位移传感器(8)，所述位移传感器(8)通过固定座(9)固定在顶板上，位移传感器(8)穿过所述顶板，并与活动平台(3)的上台面相连，用于测量活动平台(3)沿着导柱(11)垂直上下的移动量。
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