CN112629837B - 一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于旋转阻尼器阻尼系数测试技术领域，涉及一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置及测量方法，装置包括阻尼器、架体、阻尼器固定支架、底座、连接器、传感器固定支架、配重块、红外传感计时装置、细绳，在利用本发明方法及装置进行测试时，配重块缓慢自由下落，通过细绳带动连接器旋转，连接器通过连接销连接阻尼器摇臂，带动阻尼器旋转，阻尼器内部产生阻力，测量阻尼器旋转一周的时间T，根据公式

计算出对应的阻尼系数C，测试方法简单，易于操作。

Description

一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置及测量方法

技术领域

本发明属于旋转阻尼器阻尼系数测试技术领域，涉及一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置及测量方法。

背景技术

阻尼器是一种主要用于提供运动阻力，耗减运动能量的装置，按工作原理主要分为液压阻尼器、涡电流阻尼器、脉冲阻尼器、粘滞阻尼器等，按工作方式分为线性阻尼器、旋转阻尼器。直升机在飞行过程中由于桨叶的高速旋转运动，会产生剧烈的振动，振动通过机身传递到机体内各处，会影响到直升机部分操纵机构的正常工作，为了消除振动对操纵机构产生的影响，在操纵机构中增加旋转阻尼器吸收了作用在操纵机构上的振动。此外，直升机在空中会以各种各样的飞行姿态进行飞行，操纵机构上产生的惯性力以及重力的分力也会对飞行产生影响，旋转阻尼器提供的阻力能够抵消这部分外力，旋转阻尼器对提升直升机操控性起了至关重要的作用。

决定旋转阻尼器振动控制效果的重要参数是阻尼器的旋转阻尼系数C，旋转阻尼系数C只与阻尼器的内部构造有关，与外部因素无关，这是阻尼系数测试的一个难点。通常测试阻尼系数的主要方法有理论计算、数值模拟和试验测试三种方法，其中误差最小的测试方法是试验测试，目前，试验测试主要有两种试验方法，一种采用的是万能试验机，万能试验机不能直接使用，要先将旋转运动转化为线性运动，试验方法复杂，且常用万能试验机的吨位较大，旋转阻尼器阻尼系数较小，测试结果精度不高；另外一种方法是通过电机连接减速器带动阻尼器匀速旋转，通过测试扭矩与转速，计算出阻尼系数，试验方法复杂，需要用到多种专业的测试仪器，通用性较差。因此，需要研制一种简单实用的试验装置及方法精准的测量阻尼系数。

发明内容

本发明的目的是：

针对现有测试技术中存在的不足以及工作原理繁琐等问题，本发明的目的在于提供一种旋转阻尼器阻尼系数的测试装置及测量方法。

本发明的技术方案是：

一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置，包括阻尼器、架体(1)、阻尼器固定支架(2)、底座(3)、连接器(5)、传感器固定支架(7)、配重块(10)、红外传感计时装置(13)、细绳(16)，所述的阻尼器固定支架(2)、底座(3)均设置在架体(1)上，所述的阻尼器安装在阻尼器固定支架(2)上，所述的连接器(5)为圆盘结构，连接器(5)一侧通过轴(4)连接在底座(3)上，所述连接器(5)另一侧通过连接销(6)与阻尼器连接，连接器(5)的旋转轴线与阻尼器的旋转轴线重合，连接器(5)能够绕轴(4)自由旋转，连接器(5)上开有栓绳孔，将细绳(16)沿连接器(5)盘面缠绕一圈以上，同时细绳(16)一端固定在栓绳孔上，另一端与配重块(10)固定，实现配重块(10)与连接器(5)连接，所述的连接器(5)上开设小孔，所述的传感器固定支架(7)以及红外传感计时装置(13)均有两个，所述的传感器固定支架(7)对称设置在架体(1)表面两端，所述的红外传感计时装置(13)分别设置在两个传感器固定支架(7)上，所述两个红外传感计时装置(13)发出的红外射线能穿过连接器(5)上的小孔，所述的架体(1)上开设有配重块通过孔。

进一步，所述的连接销(6)的轴心到连接器(5)的旋转轴心有一距离R。

进一步，还包括两个阻尼器定位插销(15)、两个阻尼器压紧螺钉(9)，所述的阻尼器通过两个阻尼器定位插销(15)定位，并通过两个阻尼器压紧螺钉(9)压紧在阻尼器固定支架(2)上。

进一步，还包括深沟球轴承(14)，所述的深沟球轴承(14)设置在轴(4)与连接器(5)之间，减小连接器(5)旋转时的摩擦阻力。

进一步，所述的轴(4)的端部设置有螺母(8)，防止连接器(5)从轴(4)上脱落。

进一步，所述的配重块(10)为砝码。

进一步，所述的阻尼器固定支架(2)、底座(3)、传感器固定支架(7)均通过内六角螺钉(11)、圆柱销(12)固定在架体(1)上。

进一步，所述的配重块通过孔孔径大于配重块(10)最大外径，避免配重块(10)与架体(1)发生干涉。

旋转阻尼器阻尼系数测试装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤1：调节连接器(5)的初始位置，接通红外传感计时装置(13)电源，两个红外传感计时装置(13)的红外射线通过连接器(5)上的小孔，同时将红外传感计时装置(13)时间清零，配重块(10)从配重块通过孔缓慢自由下落，带动连接器(5)旋转，连接器(5)通过连接销(6)带动阻尼器旋转，此时红外传感计时装置(13)的红外射线被连接器(5)阻断，红外传感计时装置(13)开始计时，连接器(5)旋转一周后，再次回到初始位置，红外传感计时装置(13)的红外射线重新接通，计时结束，红外传感计时装置(13)上显示阻尼器旋转一周时间T；

步骤2：将配重块(10)的重力F及阻尼器旋转一周时间T代入公式

中，计算出相应的阻尼系数C。

本发明的优点是：

1.在利用本发明方法及装置进行测试时，配重块缓慢自由下落，通过细绳带动连接器旋转，连接器通过连接销连接阻尼器摇臂，带动阻尼器旋转，阻尼器内部产生阻力，测量阻尼器旋转一周的时间T，根据公式

计算出对应的阻尼系数C，测试方法简单，易于操作。

2.本发明主要包括底座、配重块、计时装置、固定于支架顶部的传感器固定支架、阻尼器固定支架、力矩施加装置，与现有试验技术中应用的设备相比较，本发明的装置结构简单、易于安装。

3.本发明装置在测试不同型号规格的旋转阻尼器时，只需要调整配重块重量、旋转半径，即可进行测试，通用性强、成本低，更易于推广。

附图说明

图1为本发明实施例中测试旋转阻尼器阻尼系数的装置结构示意图；

图2为连接器与轴、深沟球轴承以及螺母装配示意图；

其中，1-架体；2-阻尼器固定支架；3-底座；4-轴；5-连接器；6-连接销；7-传感器固定支架；8-螺母；9-阻尼器压紧螺钉；10-配重块；11-内六角螺钉；12-圆柱销；13-红外传感计时装置；14-深沟球轴承；15-阻尼器定位插销；16-细绳。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：

如图1所示，本发明提供一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置，包括架体1、配重块10、红外传感计时装置13、固定于架体1顶部的传感器固定支架7、阻尼器固定支架2、力矩施加装置；配重块10的重力能够带动阻尼器自由旋转一周，传感器固定支架7上安装有用于检测阻尼器旋转时间的红外传感计时装置13；阻尼器固定支2用于安装被测试的阻尼器，使用两个阻尼器定位插销15定位，两个阻尼器压紧螺钉9压紧；连接器5通过连接销6与阻尼器连接，力矩施加装置主要包括底座3、轴4、深沟球轴承14、连接器5，深沟球轴承14安装在轴4与连接器5之间，轴4的另一端与底座3过盈配合，连接器5能够绕轴4自由旋转，连接器5上开有栓绳孔，使用细绳16将配重块10与连接器5连接，连接器5上开有直径2mm的小孔，用于穿过红外射线，红外射线通断一次，记录阻尼器旋转一周时间T；所有固定于底座上的支架，均通过两个圆柱销12定位，两个内六角螺钉11压紧。

本发明提供一种旋转阻尼器阻尼系数测试方法，根据直线运动阻尼力计算公式：F＝C·v式中F-阻尼力，单位：N

C-阻尼系数

v-速度，单位：m/s

如果能将此公式运用到旋转阻尼器阻尼系数的计算上，就能利用易测得的参数F、v，计算出旋转阻尼器阻尼系数C，为实现此计算方法，要将旋转阻尼器旋转一周形成的圆周近似的看作是由无数小直线段组成的，每一段的阻尼系数

得出阻尼器旋转一周的阻尼系数

式中T-阻尼器旋转一周时间，单位：S

R-阻尼器旋转半径，单位：m

测试方法的关键是如何保持阻尼力方向始终延旋转圆周的切线方向，一旦阻尼力的方向发生变化，就会导致阻尼系数的测试结果出现偏差，为保持阻尼力的方向始终延旋转圆的切线方向，需要使用一个连接器5通过连接销6与阻尼器连接，连接器5的轴线与阻尼器的旋转轴线重合，连接销6轴心到连接器5中心的距离为R，在连接器5上固定并缠绕一圈细绳16，细绳16另一端连接配重块10，配重块10下坠带动连接器5旋转，连接器5会给阻尼器提供一个始终延旋转圆切线方向的力F，力F为配重块10的重力，旋转半径R已知，只需要测量阻尼器旋转一周的时间T，通过公式

即可计算出阻尼系数C。

本发明具体方法为：

(1)调节连接器5的初始位置，接通红外传感计时装置13电源，两个红外传感计时装置13的红外射线通过连接器5上的小孔，同时将红外传感计时装置13时间清零，配重块10从配重块通过孔缓慢自由下落，带动连接器5旋转，连接器5通过连接销6带动阻尼器旋转，此时红外传感计时装置13的红外射线被连接器5阻断，红外传感计时装置13开始计时，连接器5旋转一周后，再次回到初始位置，红外传感计时装置13的红外射线重新接通，计时结束，红外传感计时装置13上显示阻尼器旋转一周时间T；

(2)将配重块10的重力F及阻尼器旋转一周时间T代入公式

中，计算出相应的阻尼系数C。

本发明在利用本发明方法及装置进行测试时，配重块10缓慢自由下落，通过细绳16带动连接器5旋转，连接器5通过连接销6连接阻尼器摇臂，带动阻尼器旋转，阻尼器内部产生阻力，测量阻尼器旋转一周的时间T，根据公式

计算出对应的阻尼系数C，测试方法简单，易于操作，本发明与现有试验技术中应用的设备相比较，本发明的装置结构简单、易于安装，同时，本发明装置在测试不同型号规格的旋转阻尼器时，只需要调整配重块重量、旋转半径，即可进行测试，通用性强、成本低，更易于推广。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置，包括阻尼器，其特征在于：还包括架体（1）、阻尼器固定支架（2）、底座（3）、连接器（5）、传感器固定支架（7）、配重块（10）、红外传感计时装置（13）、细绳（16），所述的阻尼器固定支架（2）、底座（3）均设置在架体（1）上，所述的阻尼器安装在阻尼器固定支架（2）上，所述的连接器（5）为圆盘结构，连接器（5）一侧通过轴（4）连接在底座（3）上，所述连接器（5）另一侧通过连接销（6）与阻尼器连接，连接器（5）的旋转轴线与阻尼器的旋转轴线重合，连接器（5）能够绕轴（4）自由旋转，连接器（5）上开有栓绳孔，将细绳（16）沿连接器（5）盘面缠绕一圈以上，同时细绳（16）一端固定在栓绳孔上，另一端与配重块（10）固定，实现配重块（10）与连接器（5）连接，所述的连接器（5）上开设小孔，所述的传感器固定支架（7）以及红外传感计时装置（13）均有两个，所述的传感器固定支架（7）对称设置在架体（1）表面两端，所述的红外传感计时装置（13）分别设置在两个传感器固定支架（7）上，所述两个红外传感计时装置（13）发出的红外射线能穿过连接器（5）上的小孔，所述的架体（1）上开设有配重块通过孔；

所述旋转阻尼器阻尼系数测试装置的测量过程包括：

步骤1：调节连接器（5）的初始位置，接通红外传感计时装置（13）电源，两个红外传感计时装置（13）的红外射线通过连接器（5）上的小孔，同时将红外传感计时装置（13）时间清零，连接器（5）通过连接销（6）与阻尼器连接，连接器（5）的轴线与阻尼器的旋转轴线重合，连接销（6）轴心到连接器（5）中心的距离为R，在连接器（5）上固定并缠绕一圈细绳（16），细绳（16）另一端连接配重块（10），配重块（10）从配重块通过孔缓慢自由下落，带动连接器（5）旋转，连接器（5）通过连接销（6）带动阻尼器旋转，连接器（5）会给阻尼器提供一个始终延旋转圆切线方向的力F，力F是配重块（10）的重力；此时红外传感计时装置（13）的红外射线被连接器（5）阻断，红外传感计时装置（13）开始计时，连接器（5）旋转一周后，再次回到初始位置，红外传感计时装置（13）的红外射线重新接通，计时结束，红外传感计时装置（13）上显示阻尼器旋转一周时间T；

步骤2：将旋转阻尼器旋转一周形成的圆周近似的看作是由无数小直线段组成，每一段的阻尼系数C=

=/>

，得出阻尼器旋转一周的阻尼系数C，/>

；将配重块（10）的重力F及阻尼器旋转一周时间T代入公式C=/>

中，计算出相应的阻尼系数C。

2.根据权利要求1所述的一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置，其特征在于：还包括两个阻尼器定位插销（15）、两个阻尼器压紧螺钉（9），所述的阻尼器通过两个阻尼器定位插销（15）定位，并通过两个阻尼器压紧螺钉（9）压紧在阻尼器固定支架（2）上。

3.根据权利要求1所述的一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置，其特征在于：还包括深沟球轴承（14），所述的深沟球轴承（14）设置在轴（4）与连接器（5）之间，减小连接器（5）旋转时的摩擦阻力。

4.根据权利要求1所述的一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置，其特征在于：所述的轴（4）的端部设置有螺母（8），防止连接器（5）从轴（4）上脱落。

5.根据权利要求1所述的一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置，其特征在于：所述的配重块（10）为砝码。

6.根据权利要求1所述的一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置，其特征在于：所述的阻尼器固定支架（2）、底座（3）、传感器固定支架（7）均通过内六角螺钉（11）、圆柱销（12）固定在架体（1）上。

7.根据权利要求1所述的一种旋转阻尼器阻尼系数测试装置，其特征在于：所述的配重块通过孔孔径大于配重块（10）最大外径，避免配重块（10）与架体（1）发生干涉。

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