CN109781423A - 一种可多方位调节发动机位置的试车架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可多方位调节发动机位置的试车架，解决现有风洞试验系统的发动机调节支架使得试验成本较高、设计周期和加工周期较长、不能实现连续调节等问题，该试车架包括发动机安装架、前后调节装置、高低调节装置和俯仰调节装置；俯仰调节装置用于实现发动机安装架的俯仰调节；高低调节装置用于调节发动机安装架的上下位移；前后调节装置用于调节发动机安装架的前后位移，发动机安装架设置在俯仰调节装置上；俯仰调节装置、高低调节装置、前后调节装置由上至下依次设置；俯仰调节装置包括第一定架、第一动架、第一锁定装置、第一导向装置、第一丝杠、第一驱动装置、螺母和安装架。

Description

一种可多方位调节发动机位置的试车架

技术领域

本发明涉及风洞试验装置，具体涉及一种可多方位调节发动机位置的试车架。

背景技术

在试验件风洞试验中，将试验件放置在风洞试验段内，通过调节试验件与喷管出口的相对位置，满足“风洞来流与试验件喷流充分对冲”和“试验件附近激波转折位置(或发动机喷流激波)位于纹影窗内”两个条件。试验件重约3吨，试验过程中需要承受较大的冲击力，因此需要在不同的发动机安装位置(前后、高低、俯仰)进行风洞试验，根据试验结果确定最佳的发动机安装位置。

现有发动机试验系统采用固定支架安装发动机，对于同一个固定支架，发动机的安装位置是固定的，若要变动发动机的位置或姿态必须更换固定支架。对于不需频繁调整发动机位置的试验使用固定支架是可行的，偶尔变化一两个位置通过设计和加工不同的固定支架也可以实现。但对于频繁调整不同位置和姿态的发动机，需要设计和加工数量庞大的固定支架。前后位置调节需要有不同前后位置接口的固定支架，高低位置调节需要有不同高度的固定支架，俯仰角度的调节需要有不同俯仰角度的固定支架,若上述三个方位都要调节，则需要更多组合种类和数量的固定支架，使得试验成本将大大提高，设计周期和加工周期也会很长。同时，试验过程中每调整一次发动机位置或姿态都要更换不同的试车架，工作量十分庞大,使得试验周期大大延长。

此外，由于不明确发动机的最佳具体安装位置，需要通过不断调节发动机的位置来找到最佳方案；因此，通过固定支架来调整发动机位置或姿态将严重影响试验进度，并且更换不同的固定支架只能实现断续调节，不能实现连续调节，有可能会错过很重要的位置。

发明内容

本发明的目的是解决现有风洞试验系统的发动机调节支架使得试验成本较高、设计周期和加工周期较长、不能实现连续调节等问题，提供一种可多方位调节发动机位置的试车架。

本发明的技术方案是：

一种可多方位调节发动机位置的试车架，包括发动机安装架、前后调节装置、高低调节装置和俯仰调节装置；所述发动机安装架设置在俯仰调节装置上，包括主支撑架和辅助支撑架；所述俯仰调节装置、高低调节装置、前后调节装置由上至下依次设置；所述俯仰调节装置用于实现发动机安装架的俯仰调节；所述高低调节装置用于调节发动机安装架的上下位移；所述前后调节装置用于调节发动机安装架的前后位移；所述俯仰调节装置包括第一定架、第一动架、第一锁定装置、第一导向装置、第一丝杠、第一驱动装置、螺母和安装架；所述第一定架固定设置在高低调节装置上，其一端与第一动架的一端铰接，另一端与安装架铰接，所述第一动架的另一端与螺母铰接；所述第一驱动装置驱动第一丝杠转动，且固定设置在安装架上，所述第一丝杠设置在安装架上，与螺母螺纹配合；所述第一锁定装置包括弧形固定块、弧形锁定块和第一锁定螺栓，所述弧形固定块固定设置在第一定架上，且设置有通孔，所述弧形锁定块固定设置在第一动架上，且设置有弧形腰孔，所述第一锁定螺栓穿过通孔和弧形腰孔将弧形固定块、弧形锁定块连接。

进一步地，所述第一导向装置包括相配合的弧形导轨和弧形滑块；所述弧形导轨设置在第一定架上，所述弧形滑块设置在第一动架上。

进一步地，所述第一定架、第一动架的铰接销轴上还设置有角位移传感器，第一驱动装置采用带有锁止功能的电机。

进一步地，所述高低调节装置包括第二定架、第二动架、第二驱动装置、第二锁定装置、传动装置、多个螺旋推杆；所述第二定架固定设置在前后调节装置上，且位于第二动架的下方，所述第二驱动装置设置在第二动架上，且通过传动装置驱动多个螺旋推杆运动，所述螺旋推杆与第二动架螺纹连接；所述传动装置包括传动轴和直角传动齿轮箱；所述第二锁定装置包括第二固定块、第二锁定块和第二锁定螺栓，所述第二固定块固定设置在第二定架上，且设置有通孔，所述第二锁定块固定设置在第二动架上，且沿运动方向设置有腰形孔，所述第二锁定螺栓穿过通孔和腰孔将第二固定块、第二锁定块连接。

进一步地，所述前后调节装置还包括第二导向装置，所述第二导向装置包括相配合的第二导轨和第二滑块；所述第二导轨设置在第二定架上，所述第二滑块设置在第二动架上。

进一步地，所述第二定架上还设置有第一位移传感器，第二驱动装置33采用带有锁止功能的电机。

进一步地，所述前后调节装置包括第三定架、第三动架、第三滚珠丝杠、第三驱动装置和第三锁定装置；所述第三动架可滑动的设置在第三定架上，所述第三滚珠丝杠设置在第三定架上，且与第三动架螺纹连接；所述第三驱动装置驱动第三滚珠丝杠转动，且设置在第三定架上；所述第三锁定装置包括第三固定块、第三锁定块和第三锁定螺栓，所述第三固定块固定设置在第三定架上，且设置有通孔，所述第三锁定块固定设置在第三动架上，且沿运动方向设置有腰形孔，所述第三锁定螺栓穿过通孔和腰孔将第三固定块、第三锁定块连接。

进一步地，所述前后调节装置还包括第三导向装置，所述第三导向装置包括相配合的第三导轨和第三滑块；所述第三导轨设置在第三定架上，所述第三滑块设置在第三动架上。

进一步地，所述第三定架上还设置有第二位移传感器，第三驱动装置采用带有锁止功能的电机。

进一步地，所述第三滚珠丝杠设置在第三定架的中心，所述第三导向装置为两组，对称设置在第三滚珠丝杠的两边。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

1本发明通过俯仰调节装置、高低调节装置、前后调节装置由上至下依次设置，实现发动机安装架的俯仰调节、上下位移和前后位移调节，通过一套装置替代了以往的许多不同的调整位置的固定支架，也省去了相应的替换安装工作。节约了成本，提高了试验效率，减少了劳动强度。

2本发明采用电动无级调节，可在调节范围内的任意位置实现连续调节。俯仰调节通过电机带动丝杠螺母运动，从而带动第一动架沿转轴相对于第一定架转动；高低调节通过电机带动螺旋顶杆运动，从而带动第二动架升降；前后调节通过电机带动滚珠丝杠螺母运动，从而带动与螺母相连的第三动架前后移动。上述运动均为连续运动，调节范围内任意位置的调节成为可能。

3本发明实现位置调节与固定承力相结合，调节过程在试验前完成，每一层调节架都可以在任意位置实现锁止固定，锁定装置的活动部分(锁定块)沿运动方向设置错列排布的腰形孔，通过螺栓与固定部分(固定块)连接，通过锁定装置将移动部分固定以承受试验过程中的大载荷，实现位置调节与固定承力相结合，小出力调节，可在任意位置固定承受大载荷。

附图说明

图1为本发明可多方位调节发动机位置的试车架结构图；

图2为本发明俯仰调节装置结构图；

图3为本发明高低调节装置主视图；

图4为本发明高低调节装置俯视图；

图5为本发明前后调节装置主视图；

图6为本发明前后调节装置左视图；

图7为本发明弧形锁定块结构图；

图8为本发明主支撑架结构图；

图9为本发明辅助支撑架结构图；

附图标记：1-发动机安装架，2-俯仰调节装置，3-高低调节装置，4-前后调节装置，11-主支撑架，12-辅助支撑架，21-第一定架，22-第一动架，23-第一丝杠，24-第一驱动装置，25-螺母，26-安装架，27-弧形固定块，28-弧形锁定块，29-第一锁定螺栓，210-弧形导轨，211-弧形滑块，212-角位移传感器，121-挡块，122-支撑面，123-调节丝杠，31-第二定架，32-第二动架，33-第二驱动装置，34-螺旋推杆，35-第二固定块，36-第二锁定块，37-第二锁定螺栓，38-第二导轨，39-第二滑块，310-第一位移传感器，311-传动轴，312-直角传动齿轮箱，41-第三定架，42-第三动架，43-第三滚珠丝杠，44-第三驱动装置，45-第三固定块，46-第三锁定块，47-第三锁定螺栓，48-第三导轨，49-第三滑块，410-第二位移传感器，411-螺母。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

本发明提供一种发动机位置调节装置，在风洞试验段内调节发动机前后、高低、俯仰位置。装置分为四部分，一部分为发动机安装架1、另外三部分完成发动机前后、高低、俯仰调节，最底层为前后调节装置4，中间层为高低调节装置3，最上层为俯仰调节装置2。

如图1所示的一种可多方位调节发动机位置的试车架，包括发动机安装架1、前后调节装置4、高低调节装置3和俯仰调节装置2；俯仰调节装置2、高低调节装置3、前后调节装置4由上至下依次设置；俯仰调节装置2用于实现发动机安装架1的俯仰调节；高低调节装置3用于调节发动机安装架1的上下位置；前后调节装置4用于调节发动机安装架1的前后位置。

如图8、图9所示，发动机安装架1设置在俯仰调节装置2上，包括主支撑架11和辅助支撑架12；发动机主支撑分为发动机对接圆形支架和基础支架；发动机辅助支撑方式为腹支支撑，采用“Y型”结构。通过辅助支架两侧的挡块121限制径法向自由度，为了确保支架强度和安装位置精度，支架主体采用整体锻造后加工，面对发动机复杂的曲面，因此将支撑面分为4个局部支撑点，可以通过调节丝杠123，实现不同支撑部位充分与支撑面122贴合，确保支撑稳定可靠。

如图2、图7所示，俯仰调节装置2包括第一定架21、第一动架22、第一锁定装置、第一导向装置、第一丝杠23、第一驱动装置24、螺母25和安装架26；第一定架21固定设置在高低调节装置3上，其一端与第一动架22的一端铰接，另一端与安装架26铰接，第一动架22的另一端与螺母25铰接；第一驱动装置24驱动第一丝杠23转动，且固定设置在安装架26上，第一丝杠23设置在安装架26上，其与螺母25螺纹配合；第一锁定装置包括弧形固定块27、弧形锁定块28和第一锁定螺栓29，弧形固定块27固定设置在第一定架21上，且设置有通孔，弧形锁定块28固定设置在第一动架22上，且设置有弧形腰孔，第一锁定螺栓29穿过通孔和弧形腰孔将弧形固定块27、弧形锁定块28连接，利用错开的腰形孔可以实现连续任意位置的螺栓连接固定。

第一导向装置包括相配合的弧形导轨210、弧形滑块211；弧形导轨210设置在第一定架21上，弧形滑块211设置在第一动架22上，第一导向装置起到升降过程中的导向作用，确保运动准确。

第一定架21、第一动架22的铰接销轴上还设置有角位移传感器212，通过角位移传感器212测量攻角调节，第一驱动装置24采用带有锁止功能的电机，防止螺旋副逆转。

如图3、图4所示，高低调节装置3包括第二定架31、第二动架32、第二驱动装置33、第二锁定装置、传动装置、多个螺旋推杆34和第二导向装置。第二定架31固定设置在前后调节装置4上，且位于第二动架32的下方，第二驱动装置33设置在第二动架32上，且通过传动装置驱动多个螺旋推杆34运动，螺旋推杆34与第二动架32螺纹连接，实现第二动架32的上下移动；第二锁定装置包括第二固定块35、第二锁定块36和第二锁定螺栓37，第二固定块35固定设置在第二定架31上，且设置有通孔，第二锁定块36固定设置在第二动架32上，且设置有弧形孔，第二锁定螺栓37穿过通孔和腰孔将第二固定块35、第二锁定块36连接。

传动装置具体包括传动轴311和多个直角传动齿轮箱312，第二驱动装置33将动力通过传动轴311和多个直角传动齿轮箱312传输给螺旋推杆34，从而带动螺旋推杆34运动。

第二导向装置包括相配合的第二导轨38和第二滑块39；第二导轨38设置在第二定架31上，第二滑块39设置在第二动架32上。第二定架31上还设置有位移传感器，测量移动量；第二驱动装置33采用带有锁止功能的电机，防止螺旋副逆转。第二动架32通过螺旋推杆34在第三定架41上前后移动，当移动至设定位置时，通过第二锁定装置锁定，第二导向装置起到升降过程中的导向作用，确保运动准确。

如图5、图6所示，前后调节装置4安装在试验舱下罩内的固定架上，前后调节装置4包括第三定架41、第三动架42、第三滚珠丝杠43、第三驱动装置44、第三导向装置和第三锁定装置；第三动架42可滑动的设置在第三定架41上，第三滚珠丝杠43设置在第三定架41上，且与固定设置在第三动架42上的螺母411螺纹连接；第三驱动装置44驱动第三滚珠丝杠43转动，且设置在第三定架41上。具体的：第三滚珠丝杠43设置在第三定架41的中心，第三导向装置为两组，对称设置在第三滚珠丝杠43的两边。

第三锁定装置包括第三固定块45、第三锁定块46和第三锁定螺栓47，第三固定块45固定设置在第三定架41上，且设置有通孔，第三锁定块46固定设置在第三动架42上，且设置有弧形孔，第三锁定螺栓47穿过通孔和腰孔将第三固定块45、第三锁定块46连接。第三导向装置包括相配合的第三导轨48和第三滑块49；第三导轨48设置在第三定架41上，第三滑块49设置在第三动架42上。第三定架41上还设置有位移传感器，测量移动量；第三驱动装置44采用带有锁止功能的电机，防止螺旋副逆转。

第三动架42通过第三导向装置在第三定架41上前后移动，通过第三滚珠丝杠43实现移动，当移动至设定位置时，通过第三锁定装置锁定。

本发明通过俯仰调节装置实现发动机安装架的俯仰调节，通过高低调节装置实现调节发动机安装架的上下位置，通过前后调节装置实现调节发动机安装架的前后位置，同时，可实现发动机任一位置的锁定，实现位置调节与固定承力相结合，小出力调节，可在任意位置固定承受大载荷。调节过程在试验前完成，每一层调节架都可以在任意位置实现锁止固定，通过锁定装置将移动部分固定以承受试验过程中的大载荷，实现位置调节与固定承力相结合，小出力调节，可在任意位置固定承受大载荷。

Claims (10)

1.一种可多方位调节发动机位置的试车架，其特征在于：包括发动机安装架(1)、前后调节装置(4)、高低调节装置(3)和俯仰调节装置(2)；

所述发动机安装架(1)设置在俯仰调节装置(2)上，包括主支撑架(11)和辅助支撑架(12)；

所述俯仰调节装置(2)、高低调节装置(3)、前后调节装置(4)由上至下依次设置；所述俯仰调节装置(2)用于实现发动机安装架(1)的俯仰调节；所述高低调节装置(3)用于调节发动机安装架(1)的上下位移；所述前后调节装置(4)用于调节发动机安装架(1)的前后位移；

所述俯仰调节装置(2)包括第一定架(21)、第一动架(22)、第一锁定装置、第一导向装置、第一丝杠(23)、第一驱动装置(24)、螺母(25)和安装架(26)；

所述第一定架(21)固定设置在高低调节装置(3)上，其一端与第一动架(22)的一端铰接，另一端与安装架(26)铰接，所述第一动架(22)的另一端与螺母(25)铰接；所述第一驱动装置(24)驱动第一丝杠(23)转动，且固定设置在安装架(26)上，所述第一丝杠(23)设置在安装架(26)上，与螺母(25)螺纹配合；

所述第一锁定装置包括弧形固定块(27)、弧形锁定块(28)和第一锁定螺栓(29)，所述弧形固定块(27)固定设置在第一定架(21)上，且设置有通孔，所述弧形锁定块(28)固定设置在第一动架(22)上，且设置有弧形腰孔，所述第一锁定螺栓(29)穿过通孔和弧形腰孔将弧形固定块(27)、弧形锁定块(28)连接。

2.根据权利要求1所述的可多方位调节发动机位置的试车架，其特征在于：所述第一导向装置包括相配合的弧形导轨(210)和弧形滑块(211)；所述弧形导轨(210)设置在第一定架(21)上，所述弧形滑块(211)设置在第一动架(22)上。

3.根据权利要求2所述的可多方位调节发动机位置的试车架，其特征在于：所述第一定架(21)、第一动架(22)的铰接销轴上还设置有角位移传感器(212)，第一驱动装置(24)采用带有锁止功能的电机。

4.根据权利要求1或2或3所述的可多方位调节发动机位置的试车架，其特征在于：所述高低调节装置(3)包括第二定架(31)、第二动架(32)、第二驱动装置(33)、第二锁定装置、传动装置、多个螺旋推杆(34)；所述传动装置包括传动轴(311)和直角传动齿轮箱(312)；

所述第二定架(31)固定设置在前后调节装置(4)上，且位于第二动架(32)的下方，所述第二驱动装置(33)设置在第二动架(32)上，且通过传动装置驱动多个螺旋推杆(34)运动，所述螺旋推杆(34)与第二动架(32)螺纹连接；

所述第二锁定装置包括第二固定块(35)、第二锁定块(36)和第二锁定螺栓(37)，所述第二固定块(35)固定设置在第二定架(31)上，且设置有通孔，所述第二锁定块(36)固定设置在第二动架(32)上，且沿运动方向设置有腰形孔，所述第二锁定螺栓(37)穿过通孔和腰孔将第二固定块(35)、第二锁定块(36)连接。

5.根据权利要求4所述的可多方位调节发动机位置的试车架，其特征在于：所述前后调节装置(4)还包括第二导向装置，所述第二导向装置包括相配合的第二导轨(38)和第二滑块(39)；所述第二导轨(38)设置在第二定架(31)上，所述第二滑块(39)设置在第二动架(32)上。

6.根据权利要求5所述的可多方位调节发动机位置的试车架，其特征在于：所述第二定架(31)上还设置有第一位移传感器(310)，第二驱动装置(33)采用带有锁止功能的电机。

7.根据权利要求6所述的可多方位调节发动机位置的试车架，其特征在于：所述前后调节装置(4)包括第三定架(41)、第三动架(42)、第三滚珠丝杠(43)、第三驱动装置(44)和第三锁定装置；

所述第三动架(42)可滑动的设置在第三定架(41)上，所述第三滚珠丝杠(43)设置在第三定架(41)上，且与第三动架(42)螺纹连接；所述第三驱动装置(44)驱动第三滚珠丝杠(43)转动，且设置在第三定架(41)上；

所述第三锁定装置包括第三固定块(45)、第三锁定块(46)和第三锁定螺栓(47)，所述第三固定块(45)固定设置在第三定架(41)上，且设置有通孔，所述第三锁定块(46)固定设置在第三动架(42)上，且沿运动方向设置有腰形孔，所述第三锁定螺栓(47)穿过通孔和腰孔将第三固定块(45)、第三锁定块(46)连接。

8.根据权利要求7所述的可多方位调节发动机位置的试车架，其特征在于：所述前后调节装置(4)还包括第三导向装置，所述第三导向装置包括相配合的第三导轨(48)和第三滑块(49)；所述第三导轨(48)设置在第三定架(41)上，所述第三滑块(49)设置在第三动架(42)上。

9.根据权利要求8所述的可多方位调节发动机位置的试车架，其特征在于：所述第三定架(41)上还设置有第二位移传感器(410)，第三驱动装置(44)采用带有锁止功能的电机。

10.根据权利要求9所述的可多方位调节发动机位置的试车架，其特征在于：所述第三滚珠丝杠(43)设置在第三定架(41)的中心，所述第三导向装置为两组，对称设置在第三滚珠丝杠(43)的两边。