CN115183983B - 一种舵面铰链力矩天平验证加载装置 - Google Patents

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    • G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing
    • G01M9/062—Wind tunnel balances; Holding devices combined with measuring arrangements

Abstract

一种舵面铰链力矩天平验证加载装置，属于航空航天气动力实验测量设备领域，本发明为了解决铰链力矩天平的加载力的方向则不经过加载孔，在加载孔的边缘产生附加力矩，影响加载准度的问题。包括球面接触器、钢丝、托盘连杆、砝码托盘、钢丝卡紧器和锥面螺母；钢丝的上端依次穿过力矩天平的任一加载孔、球面接触器、钢丝卡紧器和锥面螺母，锥面螺母通过与钢丝卡紧器配合夹合在钢丝外周，球面接触器与舵面相切抵靠，钢丝的下端通过托盘连杆与砝码托盘连接，利用球面接触定心准确的功能，来确保球面接触器的轴心孔、加载孔、锥面螺母和钢丝的轴心共线且保持竖直，使加载力竖直作用在加载孔上，不会产生附加力矩，进而消除附加力矩的影响产生的误判。

Description

一种舵面铰链力矩天平验证加载装置
技术领域
本发明属于航空航天气动力试验测量设备领域，尤其涉及一种舵面铰链力矩天平验证加载装置。
背景技术
飞行器的研制离不开风洞试验，按试验的不同可以分为全机测力试验、部件测力试验及铰链力矩试验等。铰链力矩试验关乎到舵面效率、舵机的选取，因此是飞行器研制过程中不可缺少的重要试验之一。
舵面铰链力矩天平是风洞试验应变天平的一种，用于测量飞行器舵面的气动载荷。在试验中，为了确保天平的状态良好、满足试验要求，需要在舵面上打一些位置准确的加载孔，采用带顶尖的挂钩对天平的舵面进行载荷加载，以校验力矩天平的状态。此种方法，由于加载装置为挂钩，重心不在挂钩的顶尖处，加载力的方向则不经过加载孔中心，故而会在加载孔的边缘产生附加的力矩，进而影响加载的准度，给测量误差带来误判，影响试验的质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种舵面铰链力矩天平验证加载装置，以解决铰链力矩天平的加载力的方向不经过加载孔，会在加载孔的边缘产生附加的力矩，影响加载准度的问题。本发明所采用的技术方案如下：
一种舵面铰链力矩天平验证加载装置，包括球面接触器、钢丝、托盘连杆、砝码托盘、钢丝卡紧器和锥面螺母；
舵面铰链力矩天平包括相连接的测量舵和天平元件，测量舵的舵面上设有若干加载孔；
球面接触器为设有轴心孔的球体；
钢丝卡紧器呈圆柱形，钢丝卡紧器沿轴线由上至下加工有连通的挤压螺孔和挤压锥孔，挤压锥孔为下端收敛的锥孔；
锥面螺母包括上下相连的螺纹管段和锥管段，锥管段为下端收敛的锥管，螺纹管段的外周设有螺纹，锥管段上圆周设置有若干弹性槽，弹性槽将锥管段分割为若干弹性瓣；
钢丝的下端与托盘连杆相连，钢丝的上端依次穿过舵面铰链力矩天平的任一加载孔、球面接触器、钢丝卡紧器和锥面螺母，挤压螺孔和螺纹管段相配合，锥管段的锥度小于挤压锥孔的锥度，锥管段的底部延伸至挤压锥孔外，若干所述弹性瓣分别与挤压锥孔的下端抵靠压紧，若干所述弹性瓣相夹合，将钢丝固定，球面接触器的外球面分别与加载孔的上端面和锥管段的下端面相切抵靠，托盘连杆的下端设有螺纹，托盘连杆的下端贯穿砝码托盘，并通过限位螺母紧固在砝码托盘上。
进一步的，托盘连杆的顶部设有通孔，钢丝的下端穿过通孔与托盘连杆相连。
进一步的，砝码托盘为圆板，托盘连杆穿过砝码托盘的轴心。
进一步的，锥面螺母为弹簧钢螺母。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
挤压螺孔和螺纹管段相配合，锥管段的锥度小于挤压锥孔的锥度，锥管段的底部延伸至挤压锥孔外，当挤压螺孔和螺纹管段越拧越紧后，若干所述弹性瓣分别与挤压锥孔的下端抵靠压紧，若干弹性瓣的下端产生弹性变形收拢，进而可夹合在钢丝外周，且对钢丝的施力方向是沿钢丝径向施加的，球面接触器的外球面分别与加载孔的上端面和锥管段的下端面相切抵靠，利用球面接触定心准确的功能，来确保球面接触器的轴心孔、加载孔、锥面螺母和钢丝的轴心共线且保持竖直，使加载力竖直作用在加载孔上，不会产生附加力矩，进而消除附加力矩的影响产生的误判，采用球面接触及垂线加载方式，实现了舵面铰链力矩天平的高精度加载验证。
附图说明
图1是本发明的轴测图；
图2是本发明的主视图；
图3是力矩天平的结构示意图；
图4是钢丝卡紧器和锥面螺母的配合示意图；
图5是锥面螺母的轴测图；
图6是锥面螺母的俯视图；
图7是锥面螺母另一视角的轴测图；
图8是钢丝卡紧器的轴测图。
图中：1-锥面螺母、11-螺纹管段、12-锥管段、13-弹性槽、2-钢丝卡紧器、21-挤压螺孔、22-挤压锥孔、3-舵面铰链力矩天平、31-测量舵、32-天平元件、33-加载孔、4-球面接触器、5-钢丝、6-托盘连杆、7-砝码托盘、8-限位螺母。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺栓连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认可在现有连接方式中找到至少一种连接方式实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择螺栓连接。
以下将结合附图，对本发明作进一步详细说明，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施例。
实施例：如图1-8所示，一种舵面铰链力矩天平验证加载装置，包括球面接触器4、钢丝5、托盘连杆6、砝码托盘7、钢丝卡紧器2和锥面螺母1；
舵面铰链力矩天平3包括相连接的测量舵31和天平元件32，测量舵31的舵面上设有若干加载孔33；
球面接触器4为设有轴心孔的球体；
钢丝卡紧器2呈圆柱形，钢丝卡紧器2沿轴线由上至下加工有连通的挤压螺孔21和挤压锥孔22，挤压锥孔22为下端收敛的锥孔；
锥面螺母1包括上下相连的螺纹管段11和锥管段12，锥管段12为下端收敛的锥管，螺纹管段11的外周设有螺纹，锥管段12上圆周设置有若干弹性槽13，弹性槽13将锥管段12分割为若干弹性瓣；
钢丝5的下端与托盘连杆6相连，钢丝5的上端依次穿过舵面铰链力矩天平3的任一加载孔33、球面接触器4、钢丝卡紧器2和锥面螺母1，挤压螺孔21和螺纹管段11相配合，锥管段12的锥度小于挤压锥孔22的锥度，锥管段12的底部延伸至挤压锥孔22外，若干所述弹性瓣分别与挤压锥孔22的下端抵靠压紧，若干所述弹性瓣相夹合，将钢丝5固定，球面接触器4的外球面分别与加载孔33的上端面和锥管段12的下端面相切抵靠，托盘连杆6的下端设有螺纹，托盘连杆6的下端贯穿砝码托盘7，并通过限位螺母8紧固在砝码托盘7上。
托盘连杆6的顶部设有通孔，钢丝5的下端穿过通孔与托盘连杆6相连。
砝码托盘7为圆板，托盘连杆6穿过砝码托盘7的轴心。
锥面螺母1为弹簧钢螺母。
挤压螺孔21和螺纹管段11相配合，锥管段12的锥度小于挤压锥孔22的锥度，锥管段12的底部延伸至挤压锥孔22外，当挤压螺孔21和螺纹管11段越拧越紧后，若干所述弹性瓣分别与挤压锥孔22的下端抵靠压紧，若干弹性瓣的下端产生弹性变形收拢，进而可夹合在钢丝5外周，将钢丝5的顶端固定，且对钢丝5的施力方向是沿钢丝5径向施加的，球面接触器4的外球面分别与加载孔33的上端面和锥管段12的下端面相切抵靠，利用球面接触定心准确的功能，来确保球面接触器4的轴心孔、加载孔33、锥面螺母1和钢丝5的轴心共线且保持竖直，使加载力竖直作用在加载孔33上，不会产生附加力矩，进而消除附加力矩的影响产生的误判。
使用时，将钢丝5与托盘连杆6及砝码托盘7依次连接成整体，钢丝5的下端通过自身缠绕进行连接，将带中心孔的球面接触器4放置在铰链力矩天平的舵面加载孔33上，使两孔的中心保持重合。
将钢丝5上端穿过加载孔33、球面接触器4的中心孔，再依次穿过锥面螺母1与钢丝卡紧器2，将锥面螺母1与钢丝卡紧器2相对拧紧，达到卡紧钢丝5的效果，保证加载时托盘砝码等不滑落。
在砝码托盘上加砝码，计算天平的载荷，评判天平的准度是否满足试验要求。
以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (4)

1.一种舵面铰链力矩天平验证加载装置，其特征在于：包括球面接触器（4）、钢丝（5）、托盘连杆（6）、砝码托盘（7）、钢丝卡紧器（2）和锥面螺母（1）；
舵面铰链力矩天平（3）包括相连接的测量舵（31）和天平元件（32），测量舵（31）的舵面上设有若干加载孔（33）；
球面接触器（4）为设有轴心孔的球体；
钢丝卡紧器（2）呈圆柱形，钢丝卡紧器（2）沿轴线由上至下加工有连通的挤压螺孔（21）和挤压锥孔（22），挤压锥孔（22）为下端收敛的锥孔；
锥面螺母（1）包括上下相连的螺纹管段（11）和锥管段（12），锥管段（12）为下端收敛的锥管，螺纹管段（11）的外周设有螺纹，锥管段（12）上圆周设置有若干弹性槽（13），弹性槽（13）将锥管段（12）分割为若干弹性瓣；
钢丝（5）的下端与托盘连杆（6）相连，钢丝（5）的上端依次穿过舵面铰链力矩天平（3）的任一加载孔（33）、球面接触器（4）、钢丝卡紧器（2）和锥面螺母（1），挤压螺孔（21）和螺纹管段（11）相配合，锥管段（12）的锥度小于挤压锥孔（22）的锥度，锥管段（12）的底部延伸至挤压锥孔（22）外，若干所述弹性瓣分别与挤压锥孔（22）的下端抵靠压紧，若干所述弹性瓣相夹合，将钢丝（5）固定，球面接触器（4）的外球面分别与加载孔（33）的上端面和锥管段（12）的下端面相切抵靠，托盘连杆（6）的下端设有螺纹，托盘连杆（6）的下端贯穿砝码托盘（7），并通过限位螺母（8）紧固在砝码托盘（7）上。
2.根据权利要求1所述的一种舵面铰链力矩天平验证加载装置，其特征在于：托盘连杆（6）的顶部设有通孔，钢丝（5）的下端穿过通孔与托盘连杆（6）相连。
3.根据权利要求1所述的一种舵面铰链力矩天平验证加载装置，其特征在于：砝码托盘（7）为圆板，托盘连杆（6）穿过砝码托盘（7）的轴心。
4.根据权利要求1所述的一种舵面铰链力矩天平验证加载装置，其特征在于：锥面螺母（1）为弹簧钢螺母。
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