CN113218650B - 一种起落架强度试验垂向载荷加载装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于结构强度试验领域，公开了一种起落架强度试验垂向载荷加载装置，包括：垂向接头、测力传感器、垂向加载梁、液压作动筒和载荷传递单元；垂向加载梁呈箱型；液压作动筒活塞杆位于垂向加载梁箱体内部，液压作动筒外筒端面与垂向加载梁右端面贴合并固定；垂向接头竖直设置，垂向接头上端连接加载假轮；垂向接头下端连接测力传感器；载荷传递单元位于垂向加载梁箱体内；载荷传递单元两端分别与液压作动筒活塞杆和测力传感器连接，载荷传递单元用于将源自液压作动筒活塞杆的载荷转换为竖直方向的载荷通过垂向接头传递至加载假轮。本发明中链条与测力传感器，即加载力线可随加载假轮的移动而在水平面内运动，实现垂向随动加载。
Description
技术领域
本发明属于结构强度试验领域，特别涉及一种起落架强度试验垂向载荷加载装置。
背景技术
在进行飞机起落架强度试验时，通常将起落架倒装在支持夹具上，在轮轴上安装假轮实现起落架航向、侧向和垂向的加载。对起落架的垂向加载，现有试验技术通常采用在假轮下方安装液压作动筒的方式，直接加载，作动筒根部固定。假如垂向空间不足导致无法直接安装作动筒，通常采用撬杠的形式加载。
然而由于以下两方面原因，轮轴位置经常在试验过程中发生改变：一是起落架轮轴本身受载后产生变形，二是对疲劳试验而言，起落架缓冲器的压缩行程通常是不断变化的，这引起轮轴位置的变化。轮轴位置的改变引起垂向作动筒加载力线的倾斜，因此，现有的垂向加载方法通常会产生较大误差。
发明内容
由于起落架的垂向加载空间有限，即使对于固定作动筒的加载方式通常都很难实现，经常要采用撬杠的形式，将作动筒移至远端。若要实现随动加载，必须在垂向加载装置上设置运动机构，要在有限的垂向空间达到此目标无疑更为困难。
现有的随动装置通常采用二维导轨组成直角坐标系，但由于垂向空间受限，直角坐标系下的二维导轨很难解决起落架的垂向随动加载问题。因此，本发明采用轴、滚轮和导轨组成极坐标系，以实现起落架强度试验的垂向随动加载。本发明适用于起落架倒装的情况。
一种起落架强度试验垂向载荷加载装置，包括：垂向接头1、测力传感器2、垂向加载梁4、液压作动筒14和载荷传递单元；
所述垂向加载梁4呈箱型；所述液压作动筒14活塞杆位于所述垂向加载梁4箱体内部，所述液压作动筒14外筒端面与垂向加载梁4右端面贴合并固定；
所述垂向接头1竖直设置，垂向接头上端连接加载假轮；垂向接头1下端连接测力传感器；
所述载荷传递单元位于垂向加载梁4箱体内；载荷传递单元两端分别与液压作动筒活塞杆和测力传感器连接，所述载荷传递单元用于将源自液压作动筒活塞杆的载荷转换为竖直方向的载荷通过垂向接头传递至加载假轮。
进一步，所述载荷传递单元包括：链轮12和链条11；
所述链轮两端通过滚动轴承安装在垂向加载梁4箱体内部左侧；所述链条右端与液压作动筒14的活塞杆连接，链条通过链轮导向后呈竖直状态，链条左端与测力传感器连接。
进一步，所述加载装置还包括：导轨-滑块单元5；所述垂向加载梁4可通过导轨-滑块单元相对于地面沿垂向加载梁长度方向滑动；
所述导轨-滑块单元包括：导轨及左滑块、右滑块；所述导轨通过螺栓固定在垂向加载梁4底部；所述左滑块和右滑块固定；所述左滑块和右滑块可在滑轨上滑动。
进一步，所述加载装置还包括：滑块转接板6和底梁7；
所述左滑块和右滑块分别通过滑块转接板6固定在底梁上端面；
所述垂向加载梁4可以通过导轨-滑块单元5沿底梁轴向方向运动。
进一步，所述加载装置还包括：滚轮8、转轴9和转轴固定座10；
所述滚轮8固定在底梁下端面；
所述转轴9固定在底梁下端面；
所述转轴9下端通过转轴固定座10固定在地面上；
所述底梁7可通过滚轮以转轴为中心在水平面内自由转动。
进一步，所述滚轮8包括：滚轮双耳座、轴销802和滚轮本体803；
所述滚轮双耳座801通过螺栓与底梁7连接；
所述滚轮本体803通过轴销802与滚轮双耳座801连接且可绕轴销自由转动。
进一步，所述转轴9包括：轴套901、轴902、连接单耳903、两组滚动轴承；
所述轴套901上端与底梁7连接；轴套内设有阶梯孔；轴902上端设置在阶梯孔内，轴902下端通过连接单耳与转轴固定座连接；
所述轴套901和轴902通过设置在阶梯孔内的两组滚动轴承连接。
进一步，所述转轴还包括：推力轴承；
所述推力轴承设置在阶梯孔内且位于两组滚动轴承中间以承载轴向载荷。
进一步，所述底梁7与左滑块连接处设置纵向通孔；所述轴套901上端穿过所述纵向通孔同时与左滑块和底梁7固定连接。
本发明通过以上设计，垂向加载装置通过导轨-滑块、垂向转轴和滚轮组成了极坐标系，使垂向加载梁可在垂直于垂向载荷的水平面内自由移动，具备了随动加载的条件。当起落架轮轴因加载或缓冲器行程变化产生位移后，垂向加载链条产生倾斜，因而产生了水平方向的分力，此分力可带动垂向加载梁的移动，直至水平方向分力很小，几乎为零，最终使垂向加载链条保持几乎垂直，保证加载的准确性。
此方法的理论误差在于最终残留的水平方向分力大小，这与导轨-滑块装置及转轴、滚轮中滚动轴承的摩擦系数有关，一般来说摩擦系数小于0.003，因此，理论误差不超过垂向载荷的0.3%。
与现有技术相比，实现了起落架垂向载荷的随动加载，在国内尚属首次，提高了加载精度，试验结果更为可靠。
附图说明
图1——起落架强度试验垂向载荷随动加载装置正视图；
图2——垂向加载梁剖视图；
图3——垂向加载梁主体结构示意图；
图4——梁加强筋结构示意图；
图5——导轨-滑块单元结构示意图；
图6——滑块转接板结构示意图；
图7——底梁结构示意图；
图8——滚轮结构示意图；
图9——转轴示意图；
图10——转轴剖视图；
1-垂向接头，2-测力传感器，3-链条接头，4-垂向加载梁，5-导轨-滑块单元，6-滑块转接板，7-底梁，8-滚轮，9-转轴，10-转轴连接座，11-链条，12-链轮，13-螺钉，14-液压作动筒，401-垂向加载梁主体，402-梁加强筋，403-梁盖板，501-导轨，502-滑块，801-滚轮双耳座，802-轴销，803-轴承，901-轴套，902-轴，903-连接单耳，904-圆锥滚子轴承，905-推力滚子轴承，906-圆柱滚子轴承。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
本发明实施例正视图如图1所示，主体部分为垂向加载梁4和底梁7，图2为垂向加载梁4剖视图。
垂向加载梁4为箱形截面，两腹板、上下翼缘之间具有足够的空间，主要由加载梁主体401、梁加强筋402、梁盖板403由螺栓连接而成。
加载梁主体401如图3所示，由钢板焊接而成横截面为U型的大开口梁，梁下翼缘和腹板以螺栓连接如图4所示的梁加强筋402以提高局部的强度和刚度。将液压作动筒14、链条11、链轮组件12等部件装入加载梁主体401后，将梁盖板403通过两排螺栓固定在加载梁主体401上。
液压作动筒14外筒端面与垂向加载梁4的右端贴合，通过4个螺钉固定，作动筒活塞杆在梁内部，外筒在梁外部。
链轮内安装有两个滚动轴承，以保证链轮-链条机构运转顺畅。如图2所示，链条一端与液压作动筒14的活塞杆连接，通过链轮导向后另一端通过链条接头3与测力传感器2连接，测力传感器2通过垂向接头1与起落架的加载假轮连接，从而实现垂向载荷的加载。
垂向加载梁4安装在底梁7上部，两者通过如图5所示的导轨-滑块单元5连接。在垂向加载梁4的下翼缘中线设置有一排螺栓孔，用于与导轨501连接，导轨上有两个滑块502。右端的滑块通过滑块转接板6直接与底梁7固定在一起，左段滑块通过轴套901与底梁7固定。这样两个滑块距离固定，使垂向加载梁4可以通过导轨-滑块装置5沿底梁轴向方向运动。
所述滑块转接板6如图6所示，是一个有两种螺栓孔的长方体钢板，用于转接滑块和底梁7。所述轴套901上也设有两种螺栓孔，用于转接滑块和底梁7。
在底梁7下部与右端滑块对应位置安装滚轮8，底梁7内与左端滑块正对的位置安装转轴9，通过滚轮8和转轴9可使底梁7绕转轴9在水平面内自转。
滚轮8主要由滚轮双耳座801、轴销802、滚动轴承803组成，如图8所示。
转轴9主要由轴套901、轴902、连接单耳903、圆锥滚子轴承904、推力滚子轴承905、圆柱滚子轴承906组成。轴套901与左端滑块和底梁7固定在一起，轴与轴套之间安装两个滚动轴承、一个推力轴承，以实现轴套绕轴的转动。轴套内孔设计成几种直径不同的阶梯孔以安装3个轴承，滚动轴承安装于上下两端，推力轴承安装于中间，以保证轴套901可绕轴902顺畅转动，并可同时承受径向和轴向载荷。轴901外径同样设计成几种不同的外径，以与轴承内圈配合。轴902下部通过外螺纹与连接单耳903连接。
连接单耳903通过转轴连接座与支持夹具固定在一起，滚轮8与支持夹具接触。
通过以上设计，链条11与测力传感器2（即加载力线）可随加载假轮的移动而在水平面内运动，实现垂向随动加载。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种起落架强度试验垂向载荷加载装置，其特征在于：所述加载装置包括：垂向接头（1）、测力传感器（2）、垂向加载梁（4）、导轨-滑块单元（5）、滑块转接板（6）、底梁（7）、滚轮（8）、转轴（9）、转轴固定座（10）、液压作动筒（14）和载荷传递单元；
所述垂向加载梁（4）呈箱型；所述液压作动筒（14）活塞杆位于所述垂向加载梁（4）箱体内部，所述液压作动筒（14）外筒端面与垂向加载梁（4）右端面贴合并固定；
所述垂向接头（1）竖直设置，垂向接头上端连接加载假轮；垂向接头（1）下端连接测力传感器；
所述载荷传递单元位于垂向加载梁（4）箱体内；载荷传递单元两端分别与液压作动筒活塞杆和测力传感器连接，所述载荷传递单元用于将源自液压作动筒活塞杆的载荷转换为竖直方向的载荷通过垂向接头传递至加载假轮；
所述垂向加载梁（4）可通过导轨-滑块单元相对于地面沿垂向加载梁长度方向滑动；所述导轨-滑块单元包括：导轨及左滑块、右滑块；所述导轨通过螺栓固定在垂向加载梁（4）底部；所述左滑块和右滑块可在滑轨上滑动；
所述左滑块和右滑块分别通过滑块转接板（6）固定在底梁上端面；所述垂向加载梁（4）可以通过导轨-滑块单元（5）沿底梁轴向方向运动；
所述滚轮（8）固定在底梁下端面；所述转轴（9）固定在底梁下端面；所述转轴（9）下端通过转轴固定座（10）固定在地面上；所述底梁（7）可通过滚轮以转轴（9）为中心在水平面内自由转动。
2.根据权利要求1所述的一种起落架强度试验垂向载荷加载装置，其特征在于：所述载荷传递单元包括：链轮（12）和链条（11）；
所述链轮两端通过滚动轴承安装在垂向加载梁（4）箱体内部左侧；所述链条右端与液压作动筒（14）的活塞杆连接，链条通过链轮导向后呈竖直状态，链条左端与测力传感器连接。
3.根据权利要求1所述的一种起落架强度试验垂向载荷加载装置，其特征在于：所述滚轮（8）包括：滚轮双耳座、轴销（802）和滚轮本体（803）；
所述滚轮双耳座（801）通过螺栓与底梁（7）连接；
所述滚轮本体（803）通过轴销（802）与滚轮双耳座（801）连接且可绕轴销自由转动。
4.根据权利要求1所述的一种起落架强度试验垂向载荷加载装置，其特征在于：所述转轴（9）包括：轴套（901）、轴（902）、连接单耳（903）、两组滚动轴承；
所述轴套（901）上端与底梁（7）连接；轴套内设有阶梯孔；轴（902）上端伸入阶梯孔内且通过设于阶梯孔内的两组滚动轴承连接轴套，轴（902）下端通过连接单耳与转轴固定座连接。
5.根据权利要求4所述的一种起落架强度试验垂向载荷加载装置，其特征在于：所述转轴还包括：推力轴承；
所述推力轴承设置在阶梯孔内且位于两组滚动轴承中间以承载轴向载荷。
6.根据权利要求4所述的一种起落架强度试验垂向载荷加载装置，其特征在于：所述底梁（7）与左滑块连接处设置纵向通孔；所述轴套（901）上端穿过所述纵向通孔同时与左滑块和底梁（7）固定连接。
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