CN112078827A - 一种多功能螺旋桨测量仪及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能螺旋桨测量仪及测量方法，所述测量仪包括底座，在底座的尾部水平设置有电动转盘，在电动转盘上设置有转接桨盘；在底座的座身上水平固定设置有X轴导轨，在X轴导轨上设置有X轴滑台，在X轴滑台上设置有桨叶测量装置，所述桨叶测量装置包括半径测量设备、角度测试台和弦长测量尺。本发明可方便对具有多片桨叶的螺旋桨进行测量，具有操作简单、定位准确、测试效率高的优点。

Description

一种多功能螺旋桨测量仪及测量方法

技术领域

本发明具体涉及一种多功能螺旋桨测量仪及测量方法，属于航空飞行器中的螺旋桨参数测量技术领域。

背景技术

航空螺旋桨是一种将发动机输出动力转化成为推力或拉力的一种动力装置。它由多个桨叶和中央的桨毂组成，桨叶好像一扭转的细长机翼安装在桨毂上，发动机轴与桨毂相连接并带动桨叶在空气中旋转，从而将发动机转动功率转化为推进力或升力的装置。桨叶从桨根至桨尖存在一个渐变的扭角，桨叶的扭角是指桨叶翼身的弦线与旋转平面之间的夹角。该扭角也称为浆叶角，是影响桨叶气动布局及飞行品质的关键参数。由于扭角的存在，螺旋桨旋转一周前进的距离称为螺距或桨距。桨叶角随半径变化而变化，其变化规律是影响桨工作性能最主要的因素。习惯上以70％直径处桨叶角值为该桨桨叶角的名称值。为了检测桨叶产品的螺距是否符合设计，就需要检测出桨叶的不同剖面处的扭角。现有技术中，对单体桨叶扭角的测量通常采用剖面卡板方法，该方法受人为因素影响较大，安装时间较长，夹具定位不准确，测量重复性较差，工作效率低。对于航空飞行器上的螺旋桨总成检测来说，需要测量螺旋桨桨叶直径、螺距和弦长等多个数据，现有检测设备无法满足其要求，因此需要开发一种多功能螺旋桨测量仪及相应的测量方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种多功能螺旋桨测量仪及测量方法。

本发明的技术方案为：一种多功能螺旋桨测量仪，包括底座，在底座的尾部水平设置有电动转盘，在电动转盘上设置有转接桨盘；在底座的座身上水平固定设置有X轴导轨，在X轴导轨上设置有X轴滑台，在X轴滑台上设置有桨叶测量装置，所述桨叶测量装置包括半径测量设备、角度测试台和弦长测量尺。

所述半径测量设备为光栅尺读数头，所述光栅尺读数头与X轴滑台固定连接，在所述底座座身上还设置有光栅尺，光栅尺与X轴导轨平行，所述光栅尺读数头与光栅尺配套滑动连接；在所述X轴滑台上还设置有X轴锁。

进一步的，在所述X轴滑台上还设置有Z轴升降台，在Z轴升降台上表面固定设置有所述角度测试台。

进一步的，在所述角度测试台上设置有Y轴滑台，在Y轴滑台上安装有所述弦长测量尺。

进一步的，在所述底座上还设置有控制显示屏，所述角度测试台、弦长测量尺和光栅尺读数头与控制显示屏电性连接。

一种螺旋桨测量方法，采用所述的多功能螺旋桨测量仪，测量步骤如下：

S 1、先将电动转盘回0°，接着将待侧螺旋桨通过转接桨盘固定在电动转盘上，使其一片桨叶与平台X轴导轨方向平行；

S 2、移动X轴滑台到桨叶桨尖处，此时 X轴滑台通过光栅尺输出桨叶半径；

S 3、移动X轴滑台至桨叶半径的30%处，锁紧 X轴锁；

S 4、同时调节Z轴升降台、Y轴滑台、角度测量台、弦长测距尺的测量范围，使弦长测距尺刚好与30%半径处的桨叶截面前缘和后缘对齐，此时弦长测距尺输出弦长数据到显示器，同时角度测量台输出此截面处的扭角α，并利用公式H=2πr*tanα计算螺距，其中H是螺距，π是圆周率，r为截面到桨叶旋转中心的距离α为扭角；

S5、分别移动 X轴滑台到桨叶半径的40%、50%、60%、70%、80%、90%的位置，在每个位置时分别重复步骤4操作，同时在显示器里面分别输出了此片桨叶在各位置上的螺距和弦长数据；

S 6、步骤5完成后，使用电动转盘使螺旋桨旋转理论等分角度，重复步骤2测试此片桨叶半径，并对比上一片桨叶半径，计算半径误差值；

S 7、重复步骤3~5操作，分别测出在此片桨叶半径的30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%位置的螺距和弦长数据；

S 8、重复步骤6~7，测出第三片桨叶半径、螺距和弦长等数据，同时判断相邻桨叶之间的夹角是否相等。

有益效果：本发明的转接桨盘用来固定连接待侧的螺旋桨的桨毂，电动转盘驱动桨毂桨叶旋转，使待侧桨叶与导轨平行，利用X轴滑台上的弦长测量尺对桨叶进行支撑，光栅尺可测量桨叶半径，并将X轴滑台定位到待侧桨叶剖面位置，同时调节Z轴升降台、Y轴滑台、角度测量台、弦长测量尺的测量范围，使弦长测量尺刚好与桨叶截面的前缘和后缘对齐，输出弦长数据和角度数据给控制显示屏，计算得出此处桨叶的螺距。本发明可方便对具有多片桨叶的螺旋桨进行测量，具有操作简单、定位准确、测试效率高的优点。

附图说明

图1为本发明的组成结构示意图。

图2为本发明的另一方向示意图。

图中标记：1底座，2导轨，3 X轴滑台，4螺旋桨总成，5电动转盘，6转接桨盘，7控制显示屏，21光栅尺，31 X轴锁，32 Z轴升降台，33角度测试台，34 Y轴滑台，35弦长测量尺。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做更详细的说明。

如图1-2所示，一种多功能螺旋桨测量仪，包括底座1，在底座的尾部水平设置有电动转盘5，电动转盘通过电机驱动，电动转盘的旋转平面为水平面360度旋转，在电动转盘的周向设置有角度刻度，在电动转盘上表面水平固定连接有转接桨盘6，转接桨盘6用来固定待侧的螺旋桨总成4的桨毂；在底座的座身上水平固定设置有两条互相平行的X轴导轨2，在底座座身上还设置有光栅尺21，光栅尺与导轨平行，在导轨上设置有X轴滑台3，X轴滑台可通过滚珠丝杠驱动沿着导轨做直线运动，光栅尺的读数头与X轴滑台固定连接，可以实时给出X轴滑台的位置，在X轴滑台3上还设置有X轴锁31，用以将X轴滑台锁定，锁定后不可移动。在X轴滑台3上设置有桨叶测量装置，所述桨叶测量装置包括角度测试台33和弦长测量尺35，其安装方式为：在所述X轴滑台3上设置有Z轴升降台32，在Z轴升降台32上表面固定设置有角度测试台33，在角度测试台33上设置有Y轴导轨，在Y轴导轨上设置有Y轴滑台34，在Y轴滑台34上安装有弦长测量尺35，弦长测量尺用以卡住支撑和测量待侧桨叶，弦长测量尺35通过Y轴滑台34可沿着Y轴导轨做直线运动。

在所述底座1上还设置有控制显示屏7，所述角度测试台33、弦长测量尺35和光栅尺21读数头、以及电动转盘、滚珠丝杠等均与控制显示屏电性连接。

下面以测量ua-1730三叶螺旋桨桨叶的直径、螺距和弦长为例，来说明本发明的使用方法及测试过程。

S1、先将电动转盘回0°，接着将ua-1730螺旋桨通过转接桨盘固定在电动转盘上，使其一片桨叶与平台X轴导轨方向平行；

S 2、移动X轴滑台到桨叶桨尖处，此时 X轴滑台通过光栅尺输出ua-1730桨叶半径865mm，通过软件处理得出螺旋桨直径并在显示器上显示为1730mm；

S 3、移动X轴滑台至桨叶半径的30%处，即光栅尺读数为259.5mm时，锁紧 X轴锁；

S 4、同时调节Z轴升降台、Y轴滑台、角度测量台、弦长测距尺的测量范围，使弦长测距尺刚好与30%半径处的桨叶截面前缘和后缘对齐，此时弦长测距尺输出弦长数据到显示器102.55mm，同时角度测量台输出此截面处的扭角α角度数据36.70°，通过软件处理数据在显示器上得出此桨片桨叶30%半径处的螺距为47.85英寸；其中螺距的计算公式为H=2πr*tanα，其中H是螺距，单位inch；π是圆周率；r为截面到桨叶旋转中心的距离，单位inch；α为扭角，单位是度（°）；

S5、分别移动 X轴滑台 到桨叶半径的40%、50%、60%、70%、80%、90%的位置，在每个位置时分别重复步骤4操作，同时在显示器里面分别输出了此片桨叶在各位置上的螺距和弦长数据；

S 6、步骤5完成后，使用电动转盘使ua-1730旋转理论等分角度120°，重复步骤2测试此片桨叶半径，并对比上一片桨叶半径，计算半径误差值；

S 7、重复步骤3~5操作，分别测出在此片桨叶半径的30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%位置的螺距和弦长数据；

S 8、重复步骤6~7，测出第三片桨叶半径、螺距和弦长等数据，同时判断三片桨叶之间的夹角是否相等，判断方法是：使用电动转盘使ua-1730螺旋桨旋转120°，观察现在的桨叶桨尖儿指示位置与上一个桨叶桨尖的指示位置是否重合，从而判断桨叶夹角是否为120°，同理继续旋转120°可以判断第三片桨叶与第二片桨叶的夹角是否为120°。

因此，本发明具有X、Y、Z、角度等多个可调自由度，通过这些可调自由度的相互配合，可方便对具有多片桨叶的螺旋桨进行测量，具有操作简单、定位准确、测试效率高的优点。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种多功能螺旋桨测量仪，包括底座，其特征在于：在所述底座的尾部水平设置有电动转盘，在电动转盘上设置有转接桨盘；在底座的座身上水平固定设置有X轴导轨，在X轴导轨上设置有X轴滑台，在X轴滑台上设置有桨叶测量装置，所述桨叶测量装置包括半径测量设备、角度测试台和弦长测量尺。

2.根据权利要求1所述的一种多功能螺旋桨测量仪，其特征在于：所述半径测量设备为光栅尺读数头，所述光栅尺读数头与X轴滑台固定连接，在所述底座座身上还设置有光栅尺，光栅尺与X轴导轨平行，所述光栅尺读数头与光栅尺配套滑动连接；在所述X轴滑台上还设置有X轴锁。

3.根据权利要求1所述的一种多功能螺旋桨测量仪，其特征在于：在所述X轴滑台上还设置有Z轴升降台，在Z轴升降台上表面固定设置有所述角度测试台。

4.根据权利要求1所述的一种多功能螺旋桨测量仪，其特征在于：在所述角度测试台上设置有Y轴滑台，在Y轴滑台上安装有所述弦长测量尺。

5.根据权利要求1所述的一种多功能螺旋桨测量仪，其特征在于：在所述底座上还设置有控制显示屏，所述半径测量设备、角度测试台和弦长测量尺与控制显示屏电性连接。

6.一种螺旋桨测量方法，采用权利要求1-5所述的多功能螺旋桨测量仪，测量步骤如下：

S 1、先将电动转盘回0°，接着将待侧螺旋桨通过转接桨盘固定在电动转盘上，使其一片桨叶与平台X轴导轨方向平行；

S 2、移动X轴滑台到桨叶桨尖处，此时 X轴滑台通过光栅尺输出桨叶半径；

S 3、移动X轴滑台至桨叶半径的30%处，锁紧 X轴锁；

S 4、同时调节Z轴升降台、Y轴滑台、角度测量台、弦长测距尺的测量范围，使弦长测距尺刚好与30%半径处的桨叶截面前缘和后缘对齐，此时弦长测距尺输出弦长数据到显示器，同时角度测量台输出此截面处的扭角α，并利用公式H=2πr*tanα计算螺距，其中H是螺距，π是圆周率，r为截面到桨叶旋转中心的距离α为扭角；

S5、分别移动 X轴滑台到桨叶半径的40%、50%、60%、70%、80%、90%的位置，在每个位置时分别重复步骤4操作，同时在显示器里面分别输出了此片桨叶在各位置上的螺距和弦长数据；

S 6、步骤5完成后，使用电动转盘使螺旋桨旋转理论等分角度，重复步骤2测试此片桨叶半径，并对比上一片桨叶半径，计算半径误差值；

S 7、重复步骤3~5操作，分别测出在此片桨叶半径的30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%位置的螺距和弦长数据；

S 8、重复步骤6~7，测出第三片桨叶半径、螺距和弦长等数据，同时判断相邻桨叶之间的夹角是否相等。

Images