CN112414879B - 一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置及方法，激振头与连接工装连接；连接工装与试件一连接；试件一与多个试件二通过精密平口钳夹持连接；精密平口钳与平口钳连接工装连接；平口钳连接工装与水平滑台连接；配重位于水平滑台的中心位置，并与水平滑台连接。本发明相比一般定频振动摩擦磨损试验机，直接利用振动台激振头与水平滑台之间原安装刚性连接件的固有间距，设计夹持装置实现摩擦式锁定试件在正弦、随机等振动工况的模拟，具有结构简单、负载可调、振动模拟更真实的特点，可用于空间摩擦式锁定机构的地面可靠性验证试验。

Description

一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置及方法
技术领域
本发明涉及空间摩擦式锁定机构试验验证的技术领域，具体地，涉及一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置及方法。
背景技术
空间摩擦式锁定机构一般通过两配对摩擦面夹紧产生摩擦力进行锁定，在运载发射时配对面会产生相对运动趋势，不论是超出摩擦力极限或产生磨粒多余物，都会对航天器产生不利影响，故需对锁定机构进行试验验证和评价。
而现有专用摩擦试验机一般为单点定频式，无法模拟正弦、随机工况，且无法模拟负载，不能考核最大摩擦力。
专利文献CN206627423U(申请号：201720335241.0)公开了一种基于摩擦试验机的多自由度可调节夹具装置，包括顶座、底座和位于两者之间的夹具体；所述夹具体包括水平并列设置的上夹具体和下夹具体；所述上夹具体顶部卡合在顶座上，两者可拆卸连接；上夹具体上设有用于固定试样一端的相互垂直的第一通孔和若干第一紧固螺孔；所述下夹具体可拆卸连接在底座上；下夹具体上设有用于固定试样另一端的第二通孔和与第二通孔垂直的若干第二紧固螺孔；所述第二通孔和第一通孔均与水平面平行；所述第二紧固螺孔和第一紧固螺孔内均设有紧固螺钉。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置及方法。
根据本发明提供的一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置，包括：激振头1、试件一7、连接工装3、精密平口钳4、水平滑台2、平口钳连接工装5和试件二8；
所述激振头1与所述连接工装3连接；所述连接工装3与所述试件一7连接；所述试件一7与多个所述试件二8通过所述精密平口钳4夹持连接；所述精密平口钳4与所述平口钳连接工装5连接；所述平口钳连接工装5与所述水平滑台2连接。
优选地，所述激振头和所述水平滑台安装于隔振地基，并且所述激振头与所述水平滑台相对位置固定。
优选地，所述水平滑台2上根据预设要求设置不同的配重6，并将所述配重6安装在所述水平滑台2的中心位置。
优选地，通过改变所述配重6的质量，模拟不同的负载，测量在一定振动条件下摩擦式锁定能提供的最大摩擦力。
优选地，所述试件一7与多个所述试件二8通过所述精密平口钳4夹持连接包括试件一7与两个相同的试件二8通过精密平口钳4夹持。
优选地，所述连接工装3上设置所述试件1的安装孔；所述连接工装3通过螺钉与所述激振头1连接。
优选地，所述精密平口钳4为快速锁紧式平口钳，通过控制拧紧螺钉的拧紧力矩调整试件一7和多个试件二8之间的夹持正压力。
根据本发明提供的一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验方法，运用上述所述的航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置执行如下步骤：
步骤M1：在激振头和水平滑台上分别安装加速度传感器；
步骤M2：根据锁定机构实际承受的振动条件，输入激励振动条件，控制激振头开始振动；
步骤M3：试验结束，拆卸工装及试件，检测试验数据结果及测试件表面状态。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过现有振动台和平口钳及简易工装，实现摩擦式锁定机构的振动验证，具有系统简单、实现方便的特点。
2、本发明可通过设置振动台不同输入参数实现不同工况的模拟；通过改变精密平口钳拧紧螺钉的拧紧力矩实现试件间不同夹持正压力的模拟；通过改变配重的质量实现锁定机构不同负载的模拟。
3、本发明通过对试件结构尺寸的适应性修改，可适用于不同对偶材料和结构形式的试件的摩擦式锁定振动验证。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明振动时连接安装示意图。
图2为一般振动台使用示意图。
图3为本发明的结构示意图。
图中示出：
Figure BDA0002772849020000031
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
根据本发明提供的一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置，如图1、图3所示，包括：激振头1、试件一7、连接工装3、精密平口钳4、水平滑台2、平口钳连接工装5和试件二8；
振动台包括激振头1和水平滑台2；
所述激振头1与所述连接工装3连接；所述连接工装3与所述试件一7连接；所述试件一7与多个所述试件二8通过所述精密平口钳4夹持连接；所述精密平口钳4与所述平口钳连接工装5连接；所述平口钳连接工装5与所述水平滑台2连接；
所述试件一7与多个所述试件二8通过所述精密平口钳4夹持连接形成一种摩擦式连接锁定，试验时激振头1通过上述摩擦式连接锁定带动水平滑台2运动，可以考核摩擦式锁定在振动条件下能提供的最大摩擦力及试件一7和试件二8之间的微动摩擦磨损性能。
具体地，在精密平口钳4的夹持范围内，所述的试件一7与试件二8可根据实际情况制作成不同的尺寸和形状。
具体地，所述激振头和所述水平滑台安装于隔振地基，并且所述激振头与所述水平滑台相对位置固定。
具体地，所述水平滑台2上根据预设要求设置不同的配重6，并将所述配重6安装在所述水平滑台2的中心位置。
具体地，通过改变所述配重6的质量，模拟不同的负载并测量在一定振动条件下摩擦式锁定能提供的最大摩擦力。
具体地，所述试件一7与多个所述试件二8通过所述精密平口钳4夹持连接包括试件一7与两个相同的试件二8通过精密平口钳4夹持。
具体地，所述连接工装3上设置所述试件1的安装孔；所述连接工装3通过螺钉与所述激振头1连接。
具体地，所述精密平口钳4为快速锁紧式平口钳，通过控制拧紧螺钉的拧紧力矩调整试件一7和多个试件二8之间的夹持正压力。
根据本发明提供的一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验方法，运用上述所述的航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置执行如下步骤：
步骤M1：在激振头和水平滑台上分别安装加速度传感器；
步骤M2：根据锁定机构实际承受的振动条件，输入激励振动条件，控制激振头开始振动；
步骤M3：试验结束，拆卸工装及试件，检测试验数据结果及测试件表面状态。
实施例2
实施例2是实施例1的变化例
如图1所示，本发明实施例提供了一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验方法，包括振动台(含激振头1和水平滑台2)、激振头1与试件一7连接工装3、精密平口钳4、水平滑台2与平口钳4连接工装5及配重6，其中所述振动台的激振头1和水平滑台2安装于隔振地基，两者相对位置固定，所述的连接工装3上设置试件一7的安装孔，连接工装3通过螺钉与激振头1连接，所述的精密平口钳4为快速锁紧式平口钳，通过拧紧螺钉41进行锁紧，精密平口钳4通过连接工装5与水平滑台6连接，所述的试件一7与2个相同的试件二8通过精密平口钳4夹持，形成一种摩擦式连接锁定。
具体地，所述的精密平口钳工作面的垂直度、平行度较高，保证试验件之间的贴合程度。
如图2所示，所述的激振头1与水平滑台2之间在一般振动试验时为连接件9，被测物10置于水平滑台2上进行振动试验。本发明利用连接件9的固有空间，进行摩擦式连接锁定试验的设计。
如图1所示，振动试验时，所述的激振头1→连接工装3→试件一7→精密平口钳4→连接工装5→水平滑台2→配重6形成一个完整的传递链。通过改变所述配重6的质量，可模拟不同的负载并考核在一定振动条件下该摩擦式锁定能提供的最大摩擦力。
如图3所示，所述的试件一7和2个试件二8通过精密平口钳4进行夹持。试件一7为圆柱形，一端为螺纹与转接工装3连接，一端为光滑柱面与2个试件二8夹持。试件二8为带弧形口的方块，与试件一7相配。通过调节精密平口钳4的拧紧螺钉41的拧紧力矩可实现试件一7与试件二8的夹持正压力的调整。
具体地，在精密平口钳的夹持范围内，所述的试件一7与试件二8可根据实际情况制作成不同的尺寸和形状。
通过本发明，可以考核摩擦式锁定在振动条件下能提供的最大摩擦力及对偶试件之间的微动摩擦磨损性能。本发明相比一般定频振动摩擦磨损试验机，直接利用振动台激振头与水平滑台之间原安装刚性连接件的固有间距，设计夹持装置实现摩擦式锁定试件在正弦、随机等振动工况的模拟，具有结构简单、负载可调、振动模拟更真实的特点，可用于空间摩擦式锁定机构的地面可靠性验证试验。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (3)

1.一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置，其特征在于，包括：激振头(1)、试件一(7)、连接工装(3)、精密平口钳(4)、水平滑台(2)、平口钳连接工装(5)和试件二(8)；
所述激振头(1)与所述连接工装(3)连接；所述连接工装(3)与所述试件一(7)连接；所述试件一(7)与多个所述试件二(8)通过所述精密平口钳(4)夹持连接；所述精密平口钳(4)与所述平口钳连接工装(5)连接；所述平口钳连接工装(5)与所述水平滑台(2)连接；
所述激振头和所述水平滑台安装于隔振地基，并且所述激振头与所述水平滑台相对位置固定；
所述水平滑台(2)上根据预设要求设置不同的配重(6)，并将所述配重(6)安装在所述水平滑台(2)的中心位置；
通过改变所述配重(6)的质量，模拟不同的负载，测量在一定振动条件下摩擦式锁定能提供的最大摩擦力；
所述试件一(7)与多个所述试件二(8)通过所述精密平口钳(4)夹持连接包括试件一(7)与两个相同的试件二(8)通过精密平口钳(4)夹持；
所述精密平口钳(4)为快速锁紧式平口钳，通过控制拧紧螺钉(41)的拧紧力矩调整试件一(7)和多个试件二(8)之间的夹持正压力。
2.根据权利要求1所述的航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置，其特征在于，所述连接工装(3)上设置所述试件的安装孔；所述连接工装(3)通过螺钉与所述激振头(1)连接。
3.一种航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验方法，其特征在于，运用权利要求1-2所述的航天器锁定机构振动摩擦磨损性能试验装置执行如下步骤：
步骤M1：在激振头和水平滑台上分别安装加速度传感器；
步骤M2：根据锁定机构实际承受的振动条件，输入激励振动条件，控制激振头开始振动；
步骤M3：试验结束，拆卸工装及试件，检测试验数据结果及测试件表面状态。
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