CN109141904B - 一种六分力试车台 - Google Patents
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Abstract
一种六分力试车台，包括动架，定架和测力组件和原位校准装置。动架包括转接架，中心架，加强板和桁架；定架包括水平基础部，承力部和安装部；水平基础部包括水平底座，水平基板，第一支撑座和第二支撑座；承力部包括承力墙，承力架，承力座安装座和承力座；测力组件和原位校准装置均为多个；动架通过多个测力组件和多个原位校准装置与定架连接。本发明的六分力试车台实现了六分力矢量力的测量，结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及推力测量技术领域，尤其是一种六分力试车台。
背景技术
发动机试验与测试技术是固体推进技术的重要组成部分，推力矢量偏心则是发动机试验与测试中需要测量的一个重要参数。要研究发动机推力矢量偏心，需要做大量反复的试验，这些试验若都放到飞行试验中是不可能的。主要原因是飞行试验成本高、周期长、信息收获量小、具有冒险性、需要耗费大量的人力。这就需要进行发动机地面试车试验，发动机地面试验是指在地面上根据特定的条件及环境要求，对系统进行静态试验，获取描述系统的各项性能指标信息，以便解决发动机推力偏心测试过程中的关键问题，然而现有技术中，对于发动机矢量力的实验设备，尤其是发动机六分力矢量力的实验设备尚无成熟性技术。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种六分力试车台。
本发明的技术解决方案是：一种六分力试车台，包括动架，定架，测力组件和原位校准装置；动架包括转接架，中心架，加强板和桁架；沿试验件的轴向方向，转接架，桁架和中心架依次固定连接，加强板安装在试验件上；转接架包括依次固定连接的前板，承力管和后板，后板与桁架连接，前板上固定有中心套；中心架包括上盖，下体和调整轮；上盖和下体和固定连接，调整轮有4个，4个调整轮相对于试验件的轴向方向，在同一平面内对称设置；加强板包括平板和调节支架，调节支架固定在平板上上；调节支架包括试验件连接板，升降调节装置和调节支架固定座；升降调节装置两端分别连接试验件连接板和调节支架固定座，试验件连接板与试验件连接，调节支架固定座与平板固定连接；定架包括水平基础部，承力部和安装部；水平基础部包括水平底座，水平基板，第一支撑座和第二支撑座；水平基板固定在水平底座上，第一支撑座和第二支撑座固定在水平底座上，第一支撑座为2个，相对于水平基板的长度方向对称设置，第二支撑座为2个，相对于水平基板的长度方向对称设置；沿水平底座的长度方向，水平底座上设置有2条平行的T型槽，2条T型槽之间的距离大于水平基板的宽度，每条T型槽内设置有多个压板和多个调整垫铁；承力部包括承力墙，承力架，承力座安装座和承力座；承力墙与水平底座一端固定连接，承力座安装座一端与水平基板固定连接，另一端与承力座固定连接，承力架一端与承力墙固定连接，另一端与承力座固定连接；安装部包括第一龙门架和第二龙门架，第一龙门架与第一支撑座固定连接，第二龙门架与第二支撑座固定连接；第一龙门架的每个立柱上设置有第一龙门安装架，第二龙门架的每个立柱上设置有第二龙门安装架；沿水平底座的长度方向，承力墙，承力架，承力座，第一龙门架和第二龙门架依次排列；测力组件和原位校准装置均为多个；动架通过多个测力组件和多个原位校准装置与定架连接。
进一步的，转接架上的中心套通过一个测力组件与承力座连接；后板顶部通过一个原位校准装置与第一龙门架的横梁连接，后板一侧面通过一个测力组件与第一龙门架的一个立柱连接，另一侧面通过一个原位校准装置与第一龙门架的另一个立柱连接；后板的底部通过一个测力组件与水平基板连接，中心架的一侧面通过一个测力组件与第二龙门架的一个立柱连接，另一侧面通过一个原位校准装置与第二龙门架的另一个立柱连接，中心架的底部通过2个测力组件和1个原位校准装置与水平基板连接，连接中心架底部与水平基板的2个测力组件位于连接中心架底部与水平基板的原位校准装置的两侧。
进一步的，前板通过拉杆与承力座连接。
进一步的，后板底部通过2个限位支撑架与水平基板连接，2个限位支撑架位于连接后板的底部和水平基板的测力组件的两侧。
进一步的，测力组件包括依次连接的、第一连接板、第一万向柔性件、双向测力传感器、第二万向柔性件和第二连接板。
进一步的，原位校准装置包括依次连接的液压加载装置、力传感器和校准液压缸。
进一步的，试验件为燃气涡轮发动机或燃气涡轮发动机模拟试验件。
进一步的，试验件为燃气涡轮发动机模拟试验件时，燃气涡轮发动机模拟试验件包括试验件模拟输入筒，试验件模拟输入筒为4个，分别安装在2个第一龙门安装架和第二龙门安装架上。
进一步的，第一龙门架，第二龙门架和承力座安装座上设置有过流孔。
进一步的，第一龙门架高于第二龙门架。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1、本发明的六分力试车台，实现了六分力矢量力的测量，结构简单。
2、本发明的六分力试车台，其动架通过转接架后板与试验件刚性连接，中心架支承固定试验件尾部，调整轮调整试验件安装位置使其与动架同轴以精确定位，测量装置通过中心套与原位校准装置相连，实现了试验件、测力装置和原位校准装置三者的同轴性，结构简单，测量装置和试验件的安装简单易行。
3、本发明的六分力试车台，其动架总体刚度较大，为了保证试验架动态性能，在设计上合理分布受力元件，采用结构等强度原则，去掉材料的不受力部分等优化设计，减轻动架质量。
4、本发明的六分力试车台，其动架的加强板上设置调节支架，实现连接板在一定范围内可调节高度，以保证连接板与试验件可靠接触，起到支撑作用。
5、本发明的六分力试车台，其动架的桁架结构由五根水平支撑管及多组斜支撑管组成，用以连接转接架及中心架，同时承受因水平及侧向力引起的变形，保证动架的刚度。
6、本发明的六分力试车台，其定架设置水平底座，提高整个定架的承力能力，将水平基板通过压板固定安装座水平底座上，提高了水平基板的承力能力，同时，通过调整垫铁调整水平基板的水平度，提高了整个定架的精度。
7、本发明的六分力试车台，其定架通过在第一龙门架，第二龙门架和承力座安装座上设置过流孔，并采用对称结构，减小可周围流场对测力组件的影响。
8、本发明的六分力试车台，其定架通过在第一龙门架，第二龙门架上设置第一龙门安装架和第二龙门安装架，巧妙的实现了试验件模拟装置的安装。
附图说明
图1为本发明的六分力试车台的结构示意图。
图2为本发明的六分力试车台的定架的结构示意图。
图3为本发明的六分力试车台的动架的结构示意图。
图4为本发明的六分力试车台的动架的转接架的结构示意图。
图5为本发明的六分力试车台的动架的中心架的结构示意图。
图6为本发明的六分力试车台的动架的加强板的结构示意图。
图7为本发明的六分力试车台的测力组件的结构示意图。
图8为本发明的六分力试车台的限位支撑架的结构示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“抵接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种六分力试车台，其用于试验件10的矢量力的测量，其包括动架100，定架200，测力组件300和原位校准装置400。
所述动架100，其为支承试验件10并传递其产生的轴向推力、水平侧向推力与垂直侧向力的装置，长度约为3200mm，周向尺寸约为900mm×900mm，重量约500kg；具体包括转接架110，中心架120，加强板130和桁架140；沿试验件10的轴向方向，所述转接架110，桁架140和中心架120依次固定连接，所述加强板130安装在试验件10上。所述转接架110是连接试验件10与测量装置的部件，其包括依次固定连接的前板112，承力管113和后板114，所述后板114与所述桁架140连接。所述前板112上固定有中心套111，测量装置通过中心套111与原位校准装置相连，用销钉的方式保证各部件的同轴度；其中，承力管113为4个，相对于试验件的轴向方向，在同一平面内对称设置，以采用结构等强度原则合理分布受力。所述中心架120是用来支承固定试验件尾部的部件，其包括上盖121，下体123和调整轮122；所述上盖121和下体123固定连接，调整轮122有4个，4个调整轮122相对于试验件10的轴向方向，在同一平面内对称设置，2个调整轮122穿过上盖121，2个调整轮122穿过下体123，通过设置调整轮，实现试验件10的安装位置与动架同轴以精确定位。所述加强板130是用来承受试验件自身产生的数十吨内力的部件，其包括平板131和调节支架132，所述调节支架132固定在所述平板131上，所述加强板130为2个，上下对称与试验件10连接，所述调节支架132包括试验件连接板1321，升降调节装置1323和调节支架固定座1322；所述升降调节装置1323两端分别连接试验件连接板1321和调节支架固定座1322，所述升降调节装置1323可以为液压缸、气缸、蜗轮蜗杆等形式，所述试验件连接板1321与试验件10连接，所述调节支架固定座1322与平板131固定连接，通过设置升降调节装置1323，实现了试验件连接板1321在一定范围内可调节高度，以保证连接板1321与试验件10可靠接触，起到支撑作用。所述桁架140由五根水平支撑管及多组斜支撑管组成，用以连接转接架110及中心架120，同时承受因水平及侧向力引起的变形，保证动架的刚度。
所述定架200，其是整个六分力试车台架的基准平台，工作时承受通过测力组件传来的主推力和侧向力，校准时承受校准油缸组件产生的标准力，其具体包括水平基础部，承力部和安装部；所述水平基础部包括水平底座211，水平基板212，第一支撑座213和第二支撑座214；所述水平基板212固定在所述水平底座211上，所述第一支撑座213和第二支撑座214固定在所述水平底座211上，所述第一支撑座213为2个，相对于所述水平基板212长度方向对称设置，所述第二支撑座214为2个，相对于所述水平基板212长度方向对称设置；沿所述水平底座211长度方向，所述水平底座211上设置有2个平行设置的T型槽215，2个T型槽215之间的距离大于水平基板212的宽度，所述T型槽215内设置有多个压板216和调整垫铁217，所述水平基板212通过多个压板216固定在所述水平底座211上并通过多个调整垫铁217调整水平度。所述承力部包括承力墙221，承力架222，承力座安装座223和承力座224；所述承力墙221与所述水平底座211一端固定连接，所述承力座安装座223一端与水平基板212固定连接，另一端与承力座224固定连接，所述承力架222一端与承力墙221固定连接，另一端与承力座224固定连接；承力座224直接承受试验件产生的轴向推力，并通过承力架222将此推力传递给承力墙221。所述安装部包括第一龙门架231和第二龙门架232，其是承受和支承水平侧向力校准装置和垂直侧向力校准装置的部件，所述第一龙门架231与所述第一支撑座213固定连接，所述第二龙门架232与所述第二支撑座214固定连接；所述第一龙门架231高于第二龙门架232。沿所述水平底座211长度方向，所述承力墙221，承力架222，承力座224，第一龙门架231和第二龙门架232依次排列。
所述测力组件300和原位校准装置400均为多个；所述动架100通过多个测力组件300和多个原位校准装置400与所述定架200连接；其中，所述转接架110上的中心套111通过一个测力组件300与所述承力座224连接；所述后板114顶部通过一个原位校准装置400与所述第一龙门架231的横梁连接，所述后板114一侧面通过一个测力组件300与所述第一龙门架231的一个立柱连接，另一侧面通过一个原位校准装置400与所述第一龙门架231的另一个立柱连接；所述后板114的底部通过一个测力组件300与所述水平基板212连接，所述中心架120的一侧面通过一个测力组件300与所述第二龙门架232的一个立柱连接，另一侧面通过一个原位校准装置400与所述第二龙门架232的另一个立柱连接，所述中心架120的底部通过2个测力组件300和1个原位校准装置400与所述水平基板212连接，连接中心架120底部与水平基板212的2个测力组件300位于连接中心架120底部与水平基板212的原位校准装置400的两侧；所述前板112通过拉杆225与所述承力座224连接；所述后板114底部通过2个限位支撑架370与所述水平基板212连接，所述2个限位支撑架370位于连接所述后板114的底部和水平基板212的测力组件300的两侧。
优选的，所述第一龙门架231，第二龙门架232和承力座安装座223上设置有过流孔233，以减小周围流场对测力组件的影响。
优选的，所述第一龙门架231的每个立柱上设置有第一龙门安装架234，所述第二龙门架232的每个立柱上设置有第二龙门安装架235，以实现试验件模拟装置的安装，进一步优选的，所述试验件10为燃气涡轮发动机或燃气涡轮发动机模拟试验件，所述试验件10为燃气涡轮发动机模拟试验件时，所述燃气涡轮发动机模拟试验件包括试验件模拟输入筒11，所述试验件模拟输入筒11为4个，分别安装在2个第一龙门安装架234和第二龙门安装架235上，所述试验件模拟输入筒11为进气模拟筒，其模拟发动机的进气。
优选的，平板131上设置有支架连接孔，用于与试验件10进行连接并保证试验件10的同轴度。
优选的，所述调节支架132为2个，沿试验件10的轴向方向设置，以进一步提高试验件10的同轴度。
优选的，所述测力组件300包括依次连接的360、第一连接板340、第一万向柔性件320、双向测力传感器310、第二万向柔性件330和第二连接板350。
优选的，所述原位校准装置400包括依次连接的液压加载装置410、力传感器420和校准液压缸430，液压加载装置是对校准液压缸430进行控制的装置，由步进电机、减速机、柱塞总成等部件组成；校准油缸是原位校准系统的力源，由其对标准传感器施力。通过设置原位校准装置400实现试验台试验件的原位校准，提高整个试验台的精度，避免多次试验后，相关实验器件发生位移而导致的精度误差。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种六分力试车台，其特征在于，包括动架，定架，测力组件和原位校准装置；
动架包括转接架，中心架，加强板和桁架；沿试验件的轴向方向，转接架，桁架和中心架依次固定连接，加强板安装在试验件上；转接架包括依次固定连接的前板，承力管和后板，后板与桁架连接，前板上固定有中心套；中心架包括上盖，下体和调整轮；上盖和下体固定连接，调整轮有4个，4个调整轮相对于试验件的轴向方向，在同一平面内对称设置；加强板包括平板和调节支架，调节支架固定在平板上；调节支架包括试验件连接板，升降调节装置和调节支架固定座；升降调节装置两端分别连接试验件连接板和调节支架固定座，试验件连接板与试验件连接，调节支架固定座与平板固定连接，桁架由五根水平支撑管及多组斜支撑管组成；水平支撑管和斜支撑管与转接架和中心架连接；
定架包括水平基础部，承力部和安装部；水平基础部包括水平底座，水平基板，第一支撑座和第二支撑座；水平基板固定在水平底座上，第一支撑座和第二支撑座固定在水平底座上，第一支撑座为2个，相对于水平基板的长度方向对称设置，第二支撑座为2个，相对于水平基板的长度方向对称设置；沿水平底座的长度方向，水平底座上设置有2条平行的T型槽，2条T型槽之间的距离大于水平基板的宽度，每条T型槽内设置有多个压板和多个调整垫铁；承力部包括承力墙，承力架，承力座安装座和承力座；承力墙与水平底座一端固定连接，承力座安装座一端与水平基板固定连接，另一端与承力座固定连接，承力架一端与承力墙固定连接，另一端与承力座固定连接；安装部包括第一龙门架和第二龙门架，第一龙门架与第一支撑座固定连接，第二龙门架与第二支撑座固定连接；第一龙门架的每个立柱上设置有第一龙门安装架，第二龙门架的每个立柱上设置有第二龙门安装架；沿水平底座的长度方向，承力墙，承力架，承力座，第一龙门架和第二龙门架依次排列；
测力组件和原位校准装置均为多个；
动架通过多个测力组件和多个原位校准装置与定架连接。
2.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：转接架上的中心套通过一个测力组件与承力座连接；后板顶部通过一个原位校准装置与第一龙门架的横梁连接，后板一侧面通过一个测力组件与第一龙门架的一个立柱连接，另一侧面通过一个原位校准装置与第一龙门架的另一个立柱连接；后板的底部通过一个测力组件与水平基板连接，中心架的一侧面通过一个测力组件与第二龙门架的一个立柱连接，另一侧面通过一个原位校准装置与第二龙门架的另一个立柱连接，中心架的底部通过2个测力组件和1个原位校准装置与水平基板连接，连接中心架底部与水平基板的2个测力组件位于连接中心架底部与水平基板的原位校准装置的两侧。
3.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：前板通过拉杆与承力座连接。
4.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：后板底部通过2个限位支撑架与水平基板连接，2个限位支撑架位于连接后板的底部和水平基板的测力组件的两侧。
5.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：测力组件包括依次连接的第一连接板、第一万向柔性件、双向测力传感器、第二万向柔性件和第二连接板。
6.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：原位校准装置包括依次连接的液压加载装置、力传感器和校准液压缸。
7.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：试验件为燃气涡轮发动机或燃气涡轮发动机模拟试验件。
8.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：试验件为燃气涡轮发动机模拟试验件时，燃气涡轮发动机模拟试验件包括试验件模拟输入筒，试验件模拟输入筒为4个，分别安装在2个第一龙门安装架和第二龙门安装架上。
9.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：第一龙门架，第二龙门架和承力座安装座上设置有过流孔。
10.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：第一龙门架高于第二龙门架。
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