CN117268739A - 一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，涉及直升机零部件疲劳测试技术领域，包括两个相互垂直设置的测试平台板，每个所述的测试平台板上均配设有测试组，所述测试组包括快连组件和负载组件，尾减速器机匣的输入轴侧连接有快连组件，尾减速器机匣的输出轴侧通过快连组件安装有负载组件。本发明设置的快连组件，可以实现对尾减速器机匣转轴的快速连接和分离，从而减少尾减速器机匣转轴对接所消耗的时间；可以模拟真实的负载情况，采用叶轮与液体阻力来代替螺旋桨与空气之间的阻力，可以使得负载的大小与转轴的转速大小相对应；可设置多种阻力进行模拟，因此可以模拟尾减速器机匣在不同海拔高度所承受负载的疲劳试验。
Description
技术领域
本发明涉及直升机零部件疲劳测试技术领域，具体为一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置。
背景技术
直升飞机通常采用齿轮传动的主减速器（也称尾减速器机匣），其动力输入端为发动机，动力输出端与旋翼、尾桨附件传动轴相连，是直升飞机的主要动力元件之一，也是驱动装置中最复杂、最大和最重的部件，所以在尾减速器机匣使用前，需要对其进行疲劳测试，以便检测出尾减速器机匣的设计缺陷和寿命。
目前现有技术中，公开号为CN106441841A的中国发明专利，提供了一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，该发明专利所公开的技术方案无法快速的对尾减速器机匣进行安装和拆卸，并且其所施加的负载是静负载，并不能模拟尾减速器机匣真实的工作过程。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，包括两个相互垂直设置的测试平台板，每个所述的测试平台板上均配设有测试组，所述测试组包括快连组件和负载组件，尾减速器机匣的输入轴侧连接有快连组件，尾减速器机匣的输出轴侧通过快连组件安装有负载组件，所述负载组件包括冷却阻力室，冷却阻力室内通过叶轮支架转动安装有主动叶轮和被动叶轮，所述冷却阻力室上还固定安装有行星变速箱，行星变速箱的输出轴与主动叶轮固定连接，所述被动叶轮的中部通过花键滑动安装有被动花键轴，所述冷却阻力室上还固定安装有冷凝室，冷凝室的外表面固定安装有散热片；所述快连组件包括六棱柱销轴，六棱柱销轴的外表面通过花键滑动安装有六棱柱筒轴，六棱柱筒轴上固定安装有汇流室，所述六棱柱筒轴上还滑动安装有转动环，转动环上转动安装有移动环，所述六棱柱筒轴上还固定安装有活塞室，活塞室内滑动安装有主动活塞环，主动活塞环上固定安装有第二连接杆，第二连接杆上固定安装有风轮，风轮与转动环通过第一连接杆固定连接，所述活塞室内还滑动安装有被动活塞环，被动活塞环上固定安装有插入销。
优选地，所述主动叶轮上固定安装有主动凸齿，所述被动花键轴上固定安装有与主动凸齿相啮合的被动凸齿。
优选地，所述冷凝室的轴线垂直于水平面，所述冷凝室的内部与冷却阻力室的内部连通，并且冷却阻力室的内部设置有氟化液。
优选地，所述负载组件还包括电动机支架，电动机支架通过滑杆滑动安装在测试平台板上，所述电动机支架上固定安装有负载电动机，负载电动机的输出轴与被动花键轴固定连接，所述被动花键轴与冷却阻力室活动连接。
优选地，所述电动机支架上还螺纹安装有丝杆，丝杆转动安装在测试平台板上，并且丝杆的一端设置有内六角凹槽。
优选地，所述六棱柱销轴与行星变速箱的输入轴固定连接，第二连接杆与活塞室滑动配合，所述汇流室与六棱柱筒轴之间通过支架固定连接，该支架与第一连接杆滑动配合。
优选地，所述插入销与尾减速器机匣转轴上的法兰孔插接配合，所述六棱柱筒轴上配设有用于限制移动环移动距离的限位环。
优选地，所述六棱柱销轴、活塞室转动安装在测试平台板上，所述移动环上还活动安装有推拉杆，推拉杆活动安装在快连触发柱上，快连触发柱滑动安装在测试平台板上。
本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明设置的快连组件，可以实现对尾减速器机匣转轴的快速连接和分离，从而减少尾减速器机匣转轴对接所消耗的时间；（2）本发明设置的负载组件，可以模拟真实的负载情况，采用叶轮与液体阻力来代替螺旋桨与空气之间的阻力，可以使得负载的大小与转轴的转速大小相对应；（3）本发明可设置多种阻力进行模拟，因此可以模拟尾减速器机匣在不同海拔高度所承受负载的疲劳试验。
附图说明
图1为本发明测试组安装位置图。
图2为本发明测试组结构示意图。
图3为本发明图2中A处结构示意图。
图4为本发明负载组件结构示意图。
图5为本发明主动凸齿处结构示意图。
图6为本发明快连组件结构剖视图。
图7为本发明第一连接杆处结构示意图。
图8为本发明汇流室处结构示意图。
图中：101-冷却阻力室；102-负载电动机；103-电动机支架；104-滑杆；105-丝杆；106-行星变速箱；107-散热片；108-冷凝室；109-主动叶轮；1091-主动凸齿；110-被动叶轮；111-被动花键轴；1111-被动凸齿；112-叶轮支架；201-六棱柱销轴；202-六棱柱筒轴；2021-限位环；203-移动环；204-转动环；205-汇流室；206-风轮；207-主动活塞环；208-活塞室；209-被动活塞环；210-插入销；211-第一连接杆；212-第二连接杆；3-测试平台板；4-推拉杆；5-快连触发柱；6-尾减速器机匣。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，包括两个相互垂直设置的测试平台板3，每个测试平台板3上均配设有测试组，测试组包括快连组件和负载组件，尾减速器机匣6的输入轴侧连接有快连组件，尾减速器机匣6的输出轴侧通过快连组件安装有负载组件，负载组件包括冷却阻力室101，冷却阻力室101内通过叶轮支架112转动安装有主动叶轮109和被动叶轮110，冷却阻力室101上还固定安装有行星变速箱106，行星变速箱106的输出轴与主动叶轮109固定连接，被动叶轮110的中部通过花键滑动安装有被动花键轴111，冷却阻力室101上还固定安装有冷凝室108，冷凝室108的外表面固定安装有散热片107。主动叶轮109上固定安装有主动凸齿1091，被动花键轴111上固定安装有与主动凸齿1091相啮合的被动凸齿1111。冷凝室108的轴线垂直于水平面，冷凝室108的内部与冷却阻力室101的内部连通，并且冷却阻力室101的内部设置有氟化液。负载组件还包括电动机支架103，电动机支架103通过滑杆104滑动安装在测试平台板3上，电动机支架103上固定安装有负载电动机102，负载电动机102的输出轴与被动花键轴111固定连接，被动花键轴111与冷却阻力室101活动连接。电动机支架103上还螺纹安装有丝杆105，丝杆105转动安装在测试平台板3上，并且丝杆105的一端设置有内六角凹槽。
快连组件包括六棱柱销轴201，六棱柱销轴201的外表面通过花键滑动安装有六棱柱筒轴202，六棱柱筒轴202上固定安装有汇流室205，六棱柱筒轴202上还滑动安装有转动环204，转动环204上转动安装有移动环203，六棱柱筒轴202上还固定安装有活塞室208，活塞室208内滑动安装有主动活塞环207，主动活塞环207上固定安装有第二连接杆212，第二连接杆212上固定安装有风轮206，风轮206与转动环204通过第一连接杆211固定连接，活塞室208内还滑动安装有被动活塞环209，被动活塞环209上固定安装有插入销210。六棱柱销轴201与行星变速箱106的输入轴固定连接，第二连接杆212与活塞室208滑动配合，汇流室205与六棱柱筒轴202之间通过支架固定连接，该支架与第一连接杆211滑动配合。插入销210与尾减速器机匣6转轴上的法兰孔插接配合，六棱柱筒轴202上配设有用于限制移动环203移动距离的限位环2021。六棱柱销轴201、活塞室208转动安装在测试平台板3上，移动环203上还活动安装有推拉杆4，推拉杆4活动安装在快连触发柱5上，快连触发柱5滑动安装在测试平台板3上。
本发明公开的一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置的工作原理如下：首先将尾减速器机匣6通过特定的夹具固定在推拉杆4上（由于不同的尾减速器机匣6形状是不同的，设计挂耳的位置也是不同的，不同的尾减速器机匣6需要不同的夹具进行固定），然后推动快连触发柱5，快连触发柱5会通过推拉杆4带动移动环203移动，移动环203移动会带动转动环204移动，转动环204移动会带动风轮206移动，风轮206移动会带动第二连接杆212移动第二连接杆212移动会带动主动活塞环207移动，主动活塞环207移动会挤压活塞室208内的液压油（第二连接杆212与活塞室208之间或者第二连接杆212内部设置有泄压通道，保证主动活塞环207可以在活塞室208内移动，相同的，插入销210也是一样的），主动活塞环207移动会通过液压油带动被动活塞环209移动，被动活塞环209移动到活塞室208的一端后，无法继续移动，此时整个快连组件则会整体移动，使得插入销210与尾减速器机匣6转轴的法兰孔对齐并插入（六棱柱销轴201内还设置有透气通道），在六棱柱销轴201转动的时候（将尾减速器机匣6输入轴侧的六棱柱销轴201与发动机的输出轴相连接），会带动六棱柱筒轴202转动，六棱柱筒轴202转动会带动快连组件整体转动，从而带动尾减速器机匣6的转轴转动，与此同时，风轮206也会转动，风轮206转动会施加给第二连接杆212一个靠近被动活塞环209的力，从而通过主动活塞环207和液压油对被动活塞环209实现挤压，保证插入销210与法兰孔不会分离。当拆卸的时候，拉动快连触发柱5，然后通过推拉杆4带动移动环203移动，当移动环203移动至与限位环2021接触的时候，则会带动整个快连组件整体移动，从而将插入销210与法兰孔分离。
尾减速器机匣6的输出轴侧会通过快连组件带动行星变速箱106的输入轴转动，行星变速箱106的输出轴会带动主动叶轮109转动，主动叶轮109转动会带动冷却阻力室101内的氟化液流动，而流动的氟化液会带动被动叶轮110转动，被动叶轮110转动会带动被动花键轴111转动，被动花键轴111转动会带动负载电动机102的输出轴转动，此时启动负载电动机102，负载电动机102的输出轴会施加给被动花键轴111一个反向扭矩，从而阻止被动花键轴111的转动，并且被动花键轴111还会带动被动叶轮110转动，此时主动叶轮109与被动叶轮110推动氟化液相撞，从而使得主动叶轮109的转动阻力增大，由于采用流体来模拟阻力，使得尾减速器机匣6的输出轴侧所受到的负载情况更加接近实际情况，若不启动负载电动机102，或者调节负载电动机102输出轴的扭矩，即可调整尾减速器机匣6输出轴的负载强度，除此之外，使用者通过六角扳手，旋转丝杆105，丝杆105带动电动机支架103和负载电动机102移动，使得被动花键轴111靠近主动叶轮109，让被动凸齿1111与主动凸齿1091啮合，此时主动叶轮109转动的时候就会直接带动被动叶轮110转动，同时负载电动机102不同电本身也是负载，再加上主动叶轮109和被动叶轮110同时转动，此时主动叶轮109与被动叶轮110带动氟化液的流动方向是不同的，因此二者则会相互干扰，从而使得主动叶轮109和被动叶轮110之间的阻力增大，也可以起到提供负载的作用，由于主动叶轮109与被动叶轮110在转动的过程中，需要与阻止转动的介质发生相对摩擦，因此会产生热量，此热量会传递到冷却阻力室101内的氟化液中，然后氟化液吸热蒸发，蒸发后的氟化液流入冷凝室108中，通过散热片107遇冷冷凝，重新回落到冷却阻力室101中，从而实现对主动叶轮109和被动叶轮110降温的作用。
Claims (8)
1.一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，包括两个相互垂直设置的测试平台板（3），其特征在于：每个所述的测试平台板（3）上均配设有测试组，所述测试组包括快连组件和负载组件，尾减速器机匣（6）的输入轴侧连接有快连组件，尾减速器机匣（6）的输出轴侧通过快连组件安装有负载组件，所述负载组件包括冷却阻力室（101），冷却阻力室（101）内通过叶轮支架（112）转动安装有主动叶轮（109）和被动叶轮（110），所述冷却阻力室（101）上还固定安装有行星变速箱（106），行星变速箱（106）的输出轴与主动叶轮（109）固定连接，所述被动叶轮（110）的中部通过花键滑动安装有被动花键轴（111），所述冷却阻力室（101）上还固定安装有冷凝室（108），冷凝室（108）的外表面固定安装有散热片（107）；
所述快连组件包括六棱柱销轴（201），六棱柱销轴（201）的外表面通过花键滑动安装有六棱柱筒轴（202），六棱柱筒轴（202）上固定安装有汇流室（205），所述六棱柱筒轴（202）上还滑动安装有转动环（204），转动环（204）上转动安装有移动环（203），所述六棱柱筒轴（202）上还固定安装有活塞室（208），活塞室（208）内滑动安装有主动活塞环（207），主动活塞环（207）上固定安装有第二连接杆（212），第二连接杆（212）上固定安装有风轮（206），风轮（206）与转动环（204）通过第一连接杆（211）固定连接，所述活塞室（208）内还滑动安装有被动活塞环（209），被动活塞环（209）上固定安装有插入销（210）。
2.根据权利要求1所述的一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，其特征在于：所述主动叶轮（109）上固定安装有主动凸齿（1091），所述被动花键轴（111）上固定安装有与主动凸齿（1091）相啮合的被动凸齿（1111）。
3.根据权利要求2所述的一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，其特征在于：所述冷凝室（108）的轴线垂直于水平面，所述冷凝室（108）的内部与冷却阻力室（101）的内部连通，并且冷却阻力室（101）的内部设置有氟化液。
4.根据权利要求3所述的一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，其特征在于：所述负载组件还包括电动机支架（103），电动机支架（103）通过滑杆（104）滑动安装在测试平台板（3）上，所述电动机支架（103）上固定安装有负载电动机（102），负载电动机（102）的输出轴与被动花键轴（111）固定连接，所述被动花键轴（111）与冷却阻力室（101）活动连接。
5.根据权利要求4所述的一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，其特征在于：所述电动机支架（103）上还螺纹安装有丝杆（105），丝杆（105）转动安装在测试平台板（3）上，并且丝杆（105）的一端设置有内六角凹槽。
6.根据权利要求5所述的一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，其特征在于：所述六棱柱销轴（201）与行星变速箱（106）的输入轴固定连接，第二连接杆（212）与活塞室（208）滑动配合，所述汇流室（205）与六棱柱筒轴（202）之间通过支架固定连接，该支架与第一连接杆（211）滑动配合。
7.根据权利要求6所述的一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，其特征在于：所述插入销（210）与尾减速器机匣（6）转轴上的法兰孔插接配合，所述六棱柱筒轴（202）上配设有用于限制移动环（203）移动距离的限位环（2021）。
8.根据权利要求7所述的一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，其特征在于：所述六棱柱销轴（201）、活塞室（208）转动安装在测试平台板（3）上，所述移动环（203）上还活动安装有推拉杆（4），推拉杆（4）活动安装在快连触发柱（5）上，快连触发柱（5）滑动安装在测试平台板（3）上。
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