CN112283205A - 电动静液作动器杠杆加载试验台和加载试验方法 - Google Patents

电动静液作动器杠杆加载试验台和加载试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动静液作动器杠杆加载试验台。包括安装在安装平台上的滑块滑轨机构、拉压力传感器、T型机架和受试电动静液作动器，滑块嵌装于直线滑轨上并沿直线滑轨在水平方向上滑动，滑块和加载缸连接块固定连接，加载缸连接块和加载缸固定连接，加载缸缸体铰接于安装平台上，T型机架铰接于安装平台上，直线滑轨与T型机架一端固定连接，T型机架的另一端与连接件上端铰接，受试电动静液作动器和连接件连接，受试电动静液作动器铰接于安装平台上。本发明利用该试验台可以实现对于电动静液作动器的恒力加载与正弦交变力的加载，通过四大象限加载模拟电动静液作动器的实际工况，更好地完成加载测试。

Description

电动静液作动器杠杆加载试验台和加载试验方法
技术领域
本发明属于电动静液作动器试验台领域，尤其涉及一种新型电动静液作动器杠杆加载试验台。
背景技术
液压系统具有功率质量比大、惯性小、稳态性好和动态响应快、运动平稳等优点，使其在飞机上得到了广泛应用。随着电子电力和控制技术的发展，新材料的不断开发，现代科技逐渐影响着传统的液压技术：一是现代飞机的高性能作战需求使得飞机操纵系统也在发生变革；二是由于液压系统本身所固有的一些问题使得它在飞机上的应用又受到了一定的限制。为了克服液压系统的弱点和满足未来飞机的设计需求，发展新型液压系统已成为必然趋势。
电动静液作动器是一种新型的电液传动系统，集机、电、液于一体，相对于传统的液压系统，去掉了复杂的管路和机械结构，改善了设备的可维护性，具有重量轻、噪音低、体积小等优点。由于其集成度较高，导致其性能测试较为复杂，因此需要一种加载试验台能够对于其进行性能测试。
目前对于电动静液作动器的加载方案有：利用重物进行加载、利用弹簧进行加载等方式。利用重物进行加载的优点在于可以实现较大负载力的加载，但是需要手动更换质量块，且无法实现连续变化的负载力，具有较大的局限性。而利用弹簧进行加载可以较为方便地实现交变正弦力的加载，但难以实现恒力加载。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种电动静液作动器杠杆加载试验台，以实现更全面的加载试验。
本发明采用的技术方案如下：
一、一种电动静液作动器杠杆加载试验台
本发明包括安装平台，还包括安装在安装平台上的滑块滑轨机构、拉压力传感器、T型机架和受试电动静液作动器，滑块滑轨机构包括直线滑轨和滑块，滑块嵌装于直线滑轨上并沿直线滑轨在水平方向上滑动，滑块和加载缸连接块固定连接，加载缸连接块下端和加载缸的缸杆固定连接，加载缸缸体铰接于安装平台上。
T型机架的中间端朝下并铰接于安装平台上，直线滑轨与T型机架两分支端的其中一端固定连接，T型机架两分支端的另一端与连接件上端铰接，受试电动静液作动器上端经拉压力传感器和连接件下端连接，受试电动静液作动器下端铰接于安装平台上。
所述的受试电动静液作动器的上端设有第一伸出杆，第一伸出杆上端攻有螺纹，第一伸出杆通过螺纹与拉压力传感器底端相连，第一轴承座组固定安装于安装平台上，受试电动静液作动器的下端通过第四销轴与第一轴承座组铰链连接。
所述的直线滑轨通过第一螺栓组与T型机架两分支端的其中一端固定连接，第二轴承座组通过第一连接板组与安装平台连接，T型机架的中间端朝下通过第二销轴与第二轴承座组铰接相连，第二销轴安装在第二轴承座组上，第一角度编码器的输入轴通过第一联轴器与第二销轴相连。
所述的连接件上端开有圆通孔，第一销轴置于圆通孔中，T型机架两分支端的另一端通过第一销轴与连接件上端铰接相连，连接件下端通过连接螺栓与拉压力传感器上端相连。
所述的加载缸上端设有第二伸出杆，第二伸出杆上端攻有螺纹，第二伸出杆通过螺纹与加载缸连接块相连，加载缸连接块通过第二螺栓组与滑块固定安装在一起；第三轴承座组通过第二连接板组与安装平台连接，加载缸下端通过第三销轴与第三轴承座组铰接相连，第三销轴安装在第三轴承座组上，第二角度编码器的输入轴通过第二联轴器与第三销轴相连。
所述的加载缸通过向加载缸连接块施加压力或者拉力，加载缸连接块与滑块连接在一起，将加载缸施加的力传递到直线滑轨上，直线滑轨与T型机架相连，再将施加的力传递到T型机架上，根据杠杆原理，T型机架将施加的力再通过连接件与拉压力传感器传递至受试电动静液作动器上，完成对于受试电动静液作动器的加载。
所述的加载缸对受试电动静液作动器施加的力由拉压力传感器测得。
二、应用于电动静液作动器杠杆加载试验台的加载试验方法
所述的加载缸利用第二伸出杆向上伸出或向下缩回实现对受试电动静液作动器施加负载力或者反向负载力(拉力或者压力)，根据受试电动静液作动器的第一伸出杆运动方向与所受负载力的方向的变化，实现四大象限加载：
第一象限加载：受试电动静液作动器的第一伸出杆向上伸出，加载缸的第二伸出杆向受试电动静液作动器的第一伸出杆施加压力，此时受试电动静液作动器的第一伸出杆的运动方向与所受负载力方向相反，拉压力传感器测得的数值为压力；
第二象限加载：受试电动静液作动器的第一伸出杆向上伸出，此时加载缸的第二伸出杆向受试电动静液作动器的第一伸出杆施加拉力，此时受试电动静液作动器的第一伸出杆的运动方向与所受负载力方向相同，拉压力传感器测得的数值为拉力；
第三象限加载：受试电动静液作动器的第一伸出杆向下缩回，此时加载缸的第二伸出杆向受试电动静液作动器的第一伸出杆施加拉力，此时受试电动静液作动器的第一伸出杆的运动方向与所受负载力方向相反，拉压力传感器测得的数值为拉力；
第四象限加载：受试电动静液作动器的第一伸出杆向下缩回，加载缸的第二伸出杆向上伸出，此时加载缸的第二伸出杆向受试电动静液作动器的第一伸出杆施加压力，此时受试电动静液作动器的第一伸出杆的运动方向与所受负载力方向相同，拉压力传感器测得的数值为压力；拉压力传感器测得的压力或者拉力；
拉压力传感器测得作用在电动静液作动器上的压力与拉力，第一角度编码器和第二角度编码器测得旋转副的角度位移，通过几何关系处理获得受试电动静液作动器的第一伸出杆的运动曲线，结合受试电动静液作动器的受力情况与运动情况，实现进行进一步性能测试与分析。
基于该试验台，能对受试电动静液作动器完成阶跃特性测试，正弦位移测试，抗负载波动测试等多项测试。
本发明的有益效果：
利用该试验台可以实现对于电动静液作动器的恒力加载与正弦交变力的加载，通过四大象限加载模拟电动静液作动器的实际工况，更好地完成加载测试。
附图说明
图1是本发明整体装配示意图。
图2是本发明受试电动静液作动器与T型机架的安装图。
图3是本发明加载缸与滑轨部分的安装图。
图中，1、直线滑轨，2、加载缸连接块，2a、第二螺栓组，3、滑块，4、第一螺栓组，5、T型机架；6、第一销轴，7、连接件，8、拉压力传感器，9、受试电动静液作动器、9a、第一伸出杆，9b、第一耳环，10、第一轴承座组，10a、第一轴承座，10b、第二轴承座，11、安装平台，12、第一角度编码器，13、第一联轴器，14、第二轴承座组，14a、第三轴承座，14b、第四轴承座，15、第一连接板组，15a、第一连接板，15b、第二连接板，16、第二销轴；17、第二角度编码器；18、第二联轴器；19、第三轴承座组，19a、第五轴承座，19b、第六轴承座，20、第三销轴；21、第二连接板组，21a、第三连接板、21b第四连接板，22、加载缸，22a、第二伸出杆，22b、第二耳环，23、连接螺栓；24、第四销轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施过程对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明包括安装平台11，还包括安装在安装平台11上的滑块滑轨机构、拉压力传感器8、T型机架5和受试电动静液作动器9，滑块滑轨机构包括直线滑轨1和滑块3，滑块3嵌装于直线滑轨1上并沿直线滑轨1在水平方向上滑动，滑块3和加载缸连接块2固定连接，加载缸连接块2下端和加载缸22的缸杆固定连接，加载缸22缸体铰接于安装平台11上。
T型机架5的中间端朝下并铰接于安装平台11上，直线滑轨1与T型机架5两分支端的其中一端固定连接，T型机架5两分支端的另一端与连接件7上端铰接，受试电动静液作动器9上端经拉压力传感器8和连接件7下端连接，受试电动静液作动器9下端铰接于安装平台11上。
如图2所示，受试电动静液作动器9的上端设有第一伸出杆9a，第一伸出杆9a上端攻有螺纹，第一伸出杆9a通过螺纹与拉压力传感器8底端相连，第一轴承座组10包括第一轴承座10a和第二轴承座10b，第一轴承座10a和第二轴承座10b均固定安装于安装平台11上，受试电动静液作动器9的下端设有第一耳环9b，第四销轴24置于第一耳环9b的孔中，第四销轴24的两端从第一耳环9b的孔中穿出，从第一耳环9b的孔中穿出的第四销轴24的两端分别铰接于第一轴承座10a和第二轴承座10b上，使得受试电动静液作动器9下端通过第四销轴24与第一轴承座组10铰接连接。
如图1和图2所示，直线滑轨1通过第一螺栓组4与T型机架5两分支端的其中一端固定连接，第一连接板组15包括第一连接板15a和第二连接板15b，第一连接板15a和第二连接板15b分别固定安装于安装平台11上，第二轴承座组14包括第三轴承座14a和第四轴承座14b，第一轴承座14a和第一轴承座14b分别通过第一连接板15a和第二连接板15b与安装平台11连接在一起，T型机架5中间端底部开有通孔，第二销轴16置于通孔中，第二销轴16的两端均从通孔中穿出，从通孔中穿出的第二销轴16的两端分别安装在第三轴承座14a和第四轴承座14b上，使得T型机架5的中间端朝下通过第二销轴16与第二轴承座组14铰接相连，第一角度编码器12的输入轴通过第一联轴器13与第二销轴16相连。
如图2所示，连接件7上端开有圆通孔，第一销轴6置于圆通孔中，T型机架5两分支端的另一端通过第一销轴6与连接件7上端铰接相连，连接件7下端通过连接螺栓23与拉压力传感器8上端相连。
如图3所示，加载缸22上端设有第二伸出杆22a，第二伸出杆22a上端攻有螺纹，第二伸出杆22a通过螺纹与加载缸连接块2相连，加载缸连接块2通过第二螺栓组2a与滑块3固定安装在一起；第二连接板组21包括第三连接板21a和第四连接板21b，第三连接板21a和第四连接板21b分别固定安装于安装平台11上，第三轴承座组19包括第五轴承座19a和第六轴承座19b，第五轴承座19a和第六轴承座19b分别通过第三连接板21a和第四连接板21b与安装平台11连接在一起，加载缸22的下端设有第二耳环22b，第三销轴20置于第二耳环22b的通孔中，第三销轴20的两端从第二耳环22b的通孔中穿出，从第二耳环22b的通孔中穿出的第三销轴20的两端分别安装在第五轴承座19a和第六轴承座19b上，使得加载缸22下端通过第三销轴20与第三轴承座组19铰接相连，第三销轴20安装在第三轴承座组19上；第二角度编码器17的输入轴通过第二联轴器18与第三销轴20相连。
具体实施中，加载缸22通过向加载缸连接块2施加压力或者拉力，加载缸连接块2与滑块3连接在一起，将加载缸22施加的力传递到直线滑轨1上，直线滑轨1与T型机架5相连，再将施加的力传递到T型机架5上，根据杠杆原理，T型机架5将施加的力再通过连接件7与拉压力传感器8传递至受试电动静液作动器9上，完成对于受试电动静液作动器的加载。
具体实施的加载缸22对受试电动静液作动器9施加的力由拉压力传感器8测得。
电动静液作动器杠杆加载试验台的加载试验方法如下：
加载缸22利用第二伸出杆22a向上伸出或向下缩回实现对受试电动静液作动器9施加拉力或者压力，根据受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a运动方向与所受负载力的方向的变化，实现四大象限加载：
第一象限加载：受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a向上伸出，加载缸22的第二伸出杆22a向受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a施加压力，此时受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a的运动方向与所受负载力方向相反，拉压力传感器8测得的数值为压力；
第二象限加载：受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a向上伸出，此时加载缸22的第二伸出杆22a向受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a施加拉力，此时受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a的运动方向与所受负载力方向相同，拉压力传感器8测得的数值为拉力；
第三象限加载：受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a向下缩回，此时加载缸22的第二伸出杆22a向受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a施加拉力，此时受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a的运动方向与所受负载力方向相反，拉压力传感器8测得的数值为拉力；
第四象限加载：受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a向下缩回，加载缸22的第二伸出杆22a向上伸出，此时加载缸22的第二伸出杆22a向受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a施加压力，此时受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a的运动方向与所受负载力方向相同，拉压力传感器8测得的数值为压力；
拉压力传感器8测得作用在电动静液作动器9上的压力与拉力，第一角度编码器12和第二角度编码器17测得旋转副的角度位移，通过几何关系处理获得受试电动静液作动器9的第一伸出杆9a的运动曲线，结合受试电动静液作动器9的受力情况与运动情况，实现进行进一步性能测试与分析。

Claims (8)

1.一种电动静液作动器杠杆加载试验台，包括安装平台(11)，其特征在于：还包括安装在安装平台(11)上的滑块滑轨机构、拉压力传感器(8)、T型机架(5)和受试电动静液作动器(9)，滑块滑轨机构包括直线滑轨(1)和滑块(3)，滑块(3)嵌装于直线滑轨(1)上并沿直线滑轨(1)在水平方向上滑动，滑块(3)和加载缸连接块(2)固定连接，加载缸连接块(2)下端和加载缸(22)的缸杆固定连接，加载缸(22)缸体铰接于安装平台(11)上；T型机架(5)的中间端朝下并铰接于安装平台(11)上，直线滑轨(1)与T型机架(5)两分支端的其中一端固定连接，T型机架(5)两分支端的另一端与连接件(7)上端铰接，受试电动静液作动器(9)上端经拉压力传感器(8)和连接件(7)下端连接，受试电动静液作动器(9)下端铰接于安装平台(11)上。
2.根据权利要求1所述的电动静液作动器杠杆加载试验台，其特征在于：
所述的受试电动静液作动器(9)的上端设有第一伸出杆(9a)，第一伸出杆(9a)上端攻有螺纹，第一伸出杆(9a)通过螺纹与拉压力传感器(8)底端相连，第一轴承座组(10)固定安装于安装平台(11)上，受试电动静液作动器(9)的下端通过第四销轴(24)与第一轴承座组(10)铰链连接。
3.根据权利要求1所述的电动静液作动器杠杆加载试验台，其特征在于：
所述的直线滑轨(1)通过第一螺栓组(4)与T型机架(5)两分支端的其中一端固定连接，第二轴承座组(14)通过第一连接板组(15)与安装平台(11)连接，T型机架(5)的中间端朝下通过第二销轴(16)与第二轴承座组(14)铰接相连，第二销轴(16)安装在第二轴承座组(14)上，第一角度编码器(12)的输入轴通过第一联轴器(13)与第二销轴(16)相连。
4.根据权利要求1所述的电动静液作动器杠杆加载试验台，其特征在于：
所述的连接件(7)上端开有圆通孔，第一销轴(6)置于圆通孔中，T型机架(5)两分支端的另一端通过第一销轴(6)与连接件(7)上端铰接相连，连接件(7)下端通过连接螺栓(23)与拉压力传感器(8)上端相连。
5.根据权利要求1所述的电动静液作动器杠杆加载试验台，其特征在于：
所述的加载缸(22)上端设有第二伸出杆(22a)，第二伸出杆(22a)上端攻有螺纹，第二伸出杆(22a)通过螺纹与加载缸连接块(2)相连，加载缸连接块(2)通过第二螺栓组(2a)与滑块(3)固定安装在一起；第三轴承座组(19)通过第二连接板组(21)与安装平台(11)连接，加载缸(22)下端通过第三销轴(20)与第三轴承座组(19)铰接相连，第三销轴(20)安装在第三轴承座组(19)上，第二角度编码器(17)的输入轴通过第二联轴器(18)与第三销轴(20)相连。
6.根据权利要求1所述的电动静液作动器杠杆加载试验台，其特征在于：
所述的加载缸(22)通过向加载缸连接块(2)施加压力或者拉力，加载缸连接块(2)与滑块(3)连接在一起，将加载缸(22)施加的力传递到直线滑轨(1)上，直线滑轨(1)与T型机架(5)相连，再将施加的力传递到T型机架(5)上，根据杠杆原理，T型机架(5)将施加的力再通过连接件(7)与拉压力传感器(8)传递至受试电动静液作动器(9)上，完成对于受试电动静液作动器的加载。
7.根据权利要求1所述的电动静液作动器杠杆加载试验台，其特征在于：
所述的加载缸(22)对受试电动静液作动器(9)施加的力由拉压力传感器(8)测得。
8.应用于权利要求1所述的电动静液作动器杠杆加载试验台的加载试验方法，其特征在于：
所述的加载缸(22)利用第二伸出杆(22a)向上伸出或向下缩回实现对受试电动静液作动器(9)施加拉力或者压力，根据受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)运动方向与所受负载力的方向的变化，实现四大象限加载：
第一象限加载：受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)向上伸出，加载缸(22)的第二伸出杆(22a)向受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)施加压力，此时受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)的运动方向与所受负载力方向相反，拉压力传感器(8)测得的数值为压力；
第二象限加载：受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)向上伸出，此时加载缸(22)的第二伸出杆(22a)向受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)施加拉力，此时受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)的运动方向与所受负载力方向相同，拉压力传感器(8)测得的数值为拉力；
第三象限加载：受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)向下缩回，此时加载缸(22)的第二伸出杆(22a)向受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)施加拉力，此时受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)的运动方向与所受负载力方向相反，拉压力传感器(8)测得的数值为拉力；
第四象限加载：受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)向下缩回，加载缸(22)的第二伸出杆(22a)向上伸出，此时加载缸(22)的第二伸出杆(22a)向受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)施加压力，此时受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)的运动方向与所受负载力方向相同，拉压力传感器(8)测得的数值为压力；
拉压力传感器(8)测得作用在电动静液作动器(9)上的压力与拉力，第一角度编码器(12)和第二角度编码器(17)测得旋转副的角度位移，通过几何关系处理获得受试电动静液作动器(9)的第一伸出杆(9a)的运动曲线，结合受试电动静液作动器(9)的受力情况与运动情况，实现进行进一步性能测试与分析。
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