CN209311247U - 一种滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置。本实用新型齿轮箱内自上而下依次设有相互啮合的上齿轮、惰轮、下齿轮、齿条；上齿轮、下齿轮的齿轮轴分别穿出齿轮箱连接转动盘，转动盘的前端面上均设有夹持装置，位于上方的夹持装置与滑翔伞拉绳试样的上部连接，滑翔伞拉绳试样的下端连接恒力弹簧，恒力弹簧通过连接装置连接试验用柔性拉绳，试验用柔性拉绳的下部与位于下方的夹持装置连接；齿条的左端依次铰接连接连杆、曲柄，曲柄的左端连接伺服电机的电机轴；齿条的前后两端分别设有V型凸台，V型凸台均连接有若干V型槽轮，V型槽轮对称设置在齿条的前后两侧。本实用新型中电机仅朝一个方向转动，可有效防止器件损坏，使试验装置运行可靠。

Description

一种滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置

技术领域

本发明涉及航空器产品检测设备技术领域，尤其是涉及一种滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置。

背景技术

滑翔伞在投入市场前都需要对滑翔伞拉绳试样进行弯曲疲劳试验，其通常做法为：用一对直径5mm杆夹持滑翔伞拉绳试样，滑翔伞拉绳试样自由端受2N恒力拉力，夹杆转动±180º/s为一次弯曲疲劳试验，连续5000次后滑翔伞拉绳试样断裂强度不应低于额定值的60%。现有技术中惯常使用的疲劳试验装置大都存在因频繁进行正反换向转动而造成电机或继电器发热损坏,这就造成疲劳试验装置的可靠性差，严重影响试验质量和效率。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置。

本发明采用的技术方案为：

一种滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，包括固定在地面上的齿轮箱，所述齿轮箱内自上而下依次设有相互啮合的上齿轮、惰轮、下齿轮、齿条；所述上齿轮、下齿轮的齿轮轴分别穿出齿轮箱的前端面连接两转动盘，所述转动盘的前端面上均设有夹持装置，位于上方的所述夹持装置与滑翔伞拉绳试样的上部可拆卸连接，所述滑翔伞拉绳试样的下端可拆卸连接恒力弹簧，所述恒力弹簧通过连接装置连接试验用柔性拉绳，所述试验用柔性拉绳的下部与位于下方的夹持装置可拆卸连接；所述齿条为水平设置，且其两端均穿出齿轮箱，所述齿条的左端铰接连接连杆，所述连杆的左端铰接连接曲柄，所述曲柄的左端固定连接伺服电机的电机轴，连接所述曲柄和连杆的连接轴的中心线与伺服电机电机轴的中心线之间的距离是下齿轮节圆周长的1/4；连接所述曲柄和连杆的连接轴的中心线与伺服电机电机轴的中心线之间的距离小于连杆长度的1/2；所述齿条的前后两端沿长度方向分别设有V型凸台，两所述V型凸台均由V型槽轮夹持，所述V型槽轮均位于齿轮箱外，且对称设置在齿条的前后两侧；所述V型槽轮均固定安装在立柱上，所述立柱固定在地面上。本发明在使用时，工作人员可利用夹持装置固定滑翔伞拉绳试样，而后控制伺服电机工作，由于连接曲柄和连杆的连接轴的中心线与伺服电机电机轴的中心线之间的距离是下齿轮4节圆周长的1/4，连接曲柄和连杆的连接轴的中心线与伺服电机电机轴的中心线之间的距离小于连杆长度的1/2，又因上齿轮、惰轮、下齿轮、齿条之间能正确啮合，惰轮使得上齿轮的转动方向与下齿轮的转动方向相同，还因下齿轮和上齿轮的齿数、模数也相同，故下齿轮和上齿轮的转速也相同，这就使得当曲柄11从右水平位置由上向下转至左水平位置时，下齿轮和上齿轮会同步转动+180º，所用时间为0.5s；当曲柄从左水平位置由下向上转至右水平位置时，下齿轮和上齿轮同步转动-180º，所用时间为0.5s；如此，伺服电机的电机轴转动5000圈，曲柄就会朝同方向转动5000圈，下齿轮和上齿轮就会连续5000次同步转动±180º/s。

优选地，本发明还包括PLC控制器，所述伺服电机以及两个夹持装置均与PLC控制器的输出端信号连接；所述伺服电机的电机轴上还设有编码器，所述编码器与PLC控制器的输入端信号连接，所述编码器用于检测伺服电机电机轴的转动圈数。该上述设置可有效提高本发明的自动化程度，降低操控难度。

优选地，所述夹持装置包括设置在转动盘上的燕尾槽导轨滑台，所述燕尾槽导轨滑台呈回字形，所述燕尾槽导轨滑台的左端固定设有力矩电机，所述力矩电机的输出轴水平向右穿过燕尾槽导轨滑台的左侧壁连接丝杠，所述丝杠上自左向右依次设有左旋丝、退刀槽、右旋丝，所述左旋丝、右旋丝分别连接有与其相适配的丝母，两所述丝母的前端面均固定连接有燕尾槽滑板，两所述燕尾槽滑板的后端面还分别与燕尾槽导轨滑台滑动连接；所述燕尾槽滑板的前端面还均固定连接有夹杆；所述丝杠的右端与燕尾槽导轨滑台的右侧壁连接；所述力矩电机与PLC控制器的输出端信号连接。

优选地，所述夹杆是由上水平杆、竖直杆、下水平杆组成的C型结构，所述上水平杆、竖直杆、下水平杆的直径均为5mm，所述夹杆为一体成型。

优选地，所述恒力弹簧为2N恒力弹簧。

优选地，对称设置在齿条前后两侧的两立柱之间还设有定位装置。

优选地，所述定位装置包括连接两立柱的双头螺栓，所述双头螺栓水平设置在两立柱之间，所述双头螺栓上设有定位管。该上述设置可有效保证V型槽轮能够在双头螺栓和定位管的限位作用下沿齿条前后两端的V型凸台稳定地进行左右移动。

优选地，所述连接装置包括固定设置在恒力弹簧内的内固定环以及与内固定环固定连接的连接环，所述试验用柔性拉绳与连接环可拆卸连接。

优选地，所述燕尾槽导轨滑台上还活动设有镶条，所述燕尾槽滑板上螺纹连接有调整螺栓，所述调整螺栓的下端与镶条相抵。该上述设置可有效调整燕尾槽导轨滑台与燕尾槽滑板之间的燕尾间隙。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明中电机仅朝一个方向转动，无需正反换向转动即可实现连续5000次夹杆转动±180º/s的要求，本发明有效防止器件损坏，使试验装置运行可靠，检测质量和效率得到保障。

附图说明

图1为本发明实施例一的主视图结构示意图；

图2为图1中A-A处剖面的俯视图结构示意图；

图3为图1中B-B处剖面的局部放大图；

图4为图1中C-C处剖面的左视图结构示意图；

图5为图4中I处的局部放大图。

图中：1、齿轮箱，2、上齿轮，3、惰轮，4、下齿轮，5、齿条，6、转动盘，7、滑翔伞拉绳试样，8、恒力弹簧，9、试验用柔性拉绳，10、连杆，11、曲柄，12、伺服电机，13、V型凸台，14、V型槽轮，15、立柱，16、PLC控制器，17、燕尾槽导轨滑台，18、力矩电机，19、丝杠，20、左旋丝，21、退刀槽，22、右旋丝，23、丝母，24、燕尾槽滑板，25、夹杆，26、上水平杆，27、竖直杆，28、下水平杆，29、双头螺栓，30、定位管，31、内固定环，32、连接环，33、镶条，34、调整螺栓。

具体实施方式

由图1-5所示，一种滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，包括固定在地面上的齿轮箱1，齿轮箱1内自上而下依次设有相互啮合的上齿轮2、惰轮3、下齿轮4、齿条5；其中，上齿轮2、惰轮3、下齿轮4、齿条5的模数和压力角均相同，上齿轮2、惰轮3、下齿轮4、齿条5之间能正确啮合；上齿轮2的齿轮轴穿出齿轮箱1的前端面连接一个转动盘6，下齿轮4的齿轮轴穿出齿轮箱1的前端面连接另一个转动盘6，两个转动盘6的前端面上均设有夹持装置，位于上方的夹持装置可拆卸连接滑翔伞拉绳试样7的上部，滑翔伞拉绳试样7的下端可拆卸连接恒力弹簧8，恒力弹簧8为2N恒力弹簧，恒力弹簧8通过连接装置连接试验用柔性拉绳9，试验用柔性拉绳9的下部可拆卸连接位于下方的夹持装置；齿条5为水平设置，且齿条5的两端均穿出齿轮箱1，其中，齿条5的左端铰接连接连杆10，连杆10的左端铰接连接曲柄11，曲柄11的左端固定连接伺服电机12的电机轴，连接曲柄11和连杆10的连接轴的中心线与伺服电机12电机轴的中心线之间的距离是下齿轮4节圆周长的1/4；连接所述曲柄和连杆的连接轴的中心线与伺服电机电机轴的中心线之间的距离小于连杆长度的1/2；齿条5的前后两端沿长度方向分别设有V型凸台13，每个V型凸台13均连接有两个V型槽轮14，V型槽轮14均位于齿轮箱1外，四个V型槽轮14对称设置在齿条5的前后两侧；四个V型槽轮14均固定安装在立柱15上，立柱15固定在地面上。

本发明还包括PLC控制器16，伺服电机12以及两个夹持装置均与PLC控制器16的输出端信号连接；伺服电机12的电机轴上还固定设有编码器，编码器与PLC控制器16的输入端信号连接，编码器用于检测伺服电机12电机轴的转动圈数，并将检测到的伺服电机12电机轴的转动圈数反馈给PLC控制器16。具体来说，PLC控制器16控制伺服电机12工作时，伺服电机12的电机轴转动，编码器随着电机轴旋转并向PLC控制器16发出脉冲信号，PLC控制器16根据接收到的脉冲信号对电机轴的转动圈数进行计数，当PLC控制器16检测到电机轴的转动圈数达到PLC控制器16对电机轴转动圈数的预设值时，PLC控制器16控制伺服电机12停止工作。

夹持装置包括设置在转动盘6上的燕尾槽导轨滑台17，燕尾槽导轨滑台17呈回字形，燕尾槽导轨滑台17的左端固定设有力矩电机18，力矩电机18的输出轴水平向右穿过燕尾槽导轨滑台17的左侧壁连接丝杠19，丝杠19上自左向右依次设有左旋丝20、退刀槽21、右旋丝22，左旋丝20、右旋丝22分别连接有与其相适配的丝母23，两个丝母23的旋向相反，两个丝母23的前端面均固定连接有燕尾槽滑板24，两个燕尾槽滑板24的后端面还分别与燕尾槽导轨滑台17滑动连接，燕尾槽滑板24的前端面均固定连接有夹杆25，夹杆25是由上水平杆26、竖直杆27、下水平杆28组成的C型结构，夹杆25是一体成型，上水平杆26、竖直杆27、下水平杆28的直径均为5mm；丝杠19的右端与燕尾槽导轨滑台17的右侧壁连接；力矩电机18与PLC控制器16的输出端信号连接。

对称设置在齿条5前后两侧的两立柱15之间还设有定位装置；定位装置包括连接两立柱15的双头螺栓29，双头螺栓29水平设置在两立柱15之间，双头螺栓29上设有定位管30。

连接装置包括固定设置在恒力弹簧8内的内固定环31以及与内固定环31固定连接的连接环32，试验用柔性拉绳9与连接环32可拆卸连接。

燕尾槽导轨滑台17上还活动设有镶条33，燕尾槽滑板24上螺纹连接有调整螺栓34，调整螺栓34的下端与镶条33相抵。

工作原理为：

将滑翔伞拉绳试样7的一端由上向下放置在上夹持装置的两夹杆25之间，按动PLC控制器16上的上夹持装置控制按钮，PLC控制器16控制力矩电机18工作，力矩电机18带动丝杠19转动，旋合在丝杠19上的两个旋向相反的丝母23相向移动，由于两丝母23固定连接有燕尾槽滑板24，燕尾槽滑板24上固定连接有夹杆25，因此，两根夹杆25也同步相向移动，当力矩电机18的力矩值达到PLC控制器16的预设值后，PLC控制器16控制力矩电机18不再工作，停止增加力矩值，此时，夹持滑翔伞拉绳试样7达到一定力值。而后，工作人员即可将滑翔伞拉绳试样7的另一端挂置在恒力弹簧8的一端并使恒力弹簧8在受力拉伸长度范围内；而后，工作人员即可按动PLC控制器16上的试验启动按钮，此时，PLC控制器16控制伺服电机12工作，伺服电机12的电机轴以1圈/s的转速转动，伺服电机12的电机轴带动曲柄11同步转动，如图1所示，当曲柄11由上向下转至左边水平位置时，即伺服电机12的电机轴用时0.5s转动了0.5圈，此过程中曲柄11拉动连杆10、连杆10拉动齿条14同步向左移动。由于连接曲柄11和连杆10的连接轴的中心线与伺服电机12电机轴的中心线之间的距离是下齿轮4节圆周长的1/4，连接曲柄和连杆的连接轴的中心线与伺服电机电机轴的中心线之间的距离小于连杆长度的1/2，又因上齿轮2、惰轮3、下齿轮4、齿条5之间能正确啮合，惰轮3使得上齿轮2的转动方向与下齿轮4的转动方向相同，还因下齿轮4和上齿轮2的齿数、模数也相同，因此，下齿轮4和上齿轮2的转速也相同。因此，当曲柄11从右水平位置由上向下转至左水平位置时，下齿轮4和上齿轮2会同步转动+180º，所用时间为0.5s。

当曲柄11从左水平位置由下向上转至右水平位置时，曲柄11推动连杆10、连杆10推动齿条5同步向右移动，齿条5啮合下齿轮4，使下齿轮4朝向向反方向转动，此时，下齿轮4和上齿轮2同步转动-180º，所用时间为0.5s。

如此，伺服电机12的电机轴转动5000圈，曲柄11就会朝同方向转动5000圈，下齿轮4和上齿轮2就会连续5000次同步转动±180º/s。当PLC控制器16检测到编码器反馈的伺服电机12电机轴转动圈数为5000圈时，PLC控制器16自动控制伺服电机12停止工作。而后，工作人员即可按动PLC控制器16上的力矩电机18反向工作控制按钮，力矩电机18的输出轴反向转动带动丝杠反向转动，两个夹杆25朝向相离方向移动，而后，工作人员即可将滑翔伞拉绳试样7从本发明上取下进行强度拉伸破坏试验。

Claims (9)

1.一种滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，其特征在于：包括固定在地面上的齿轮箱，所述齿轮箱内自上而下依次设有相互啮合的上齿轮、惰轮、下齿轮、齿条；所述上齿轮、下齿轮的齿轮轴分别穿出齿轮箱的前端面连接两转动盘，所述转动盘的前端面上均设有夹持装置，位于上方的所述夹持装置与滑翔伞拉绳试样的上部可拆卸连接，所述滑翔伞拉绳试样的下端可拆卸连接恒力弹簧，所述恒力弹簧通过连接装置连接试验用柔性拉绳，所述试验用柔性拉绳的下部与位于下方的夹持装置可拆卸连接；所述齿条为水平设置，且其两端均穿出齿轮箱，所述齿条的左端铰接连接连杆，所述连杆的左端铰接连接曲柄，所述曲柄的左端固定连接伺服电机的电机轴，连接所述曲柄和连杆的连接轴的中心线与伺服电机电机轴的中心线之间的距离是下齿轮节圆周长的1/4；连接所述曲柄和连杆的连接轴的中心线与伺服电机电机轴的中心线之间的距离小于连杆长度的1/2；所述齿条的前后两端沿长度方向分别设有V型凸台，两所述V型凸台均连接有若干V型槽轮，所述V型槽轮均位于齿轮箱外，且对称设置在齿条的前后两侧；所述V型槽轮均固定安装在立柱上，所述立柱固定在地面上。

2.根据权利要求1所述的滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，其特征在于：还包括PLC控制器，所述伺服电机以及两个夹持装置均与PLC控制器的输出端信号连接；所述伺服电机的电机轴上还设有编码器，所述编码器与PLC控制器的输入端信号连接。

3.根据权利要求2所述的滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，其特征在于：所述夹持装置包括设置在转动盘上的燕尾槽导轨滑台，所述燕尾槽导轨滑台呈回字形，所述燕尾槽导轨滑台的左端固定设有力矩电机，所述力矩电机的输出轴水平向右穿过燕尾槽导轨滑台的左侧壁连接丝杠，所述丝杠上自左向右依次设有左旋丝、退刀槽、右旋丝，所述左旋丝、右旋丝分别连接有与其相适配的丝母，两所述丝母的前端面均固定连接有燕尾槽滑板，两所述燕尾槽滑板的后端面还分别与燕尾槽导轨滑台滑动连接；所述燕尾槽滑板的前端面还均固定连接有夹杆；所述丝杠的右端与燕尾槽导轨滑台的右侧壁连接；所述力矩电机与PLC控制器的输出端信号连接。

4.根据权利要求3所述的滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，其特征在于：所述夹杆是由上水平杆、竖直杆、下水平杆组成的C型结构，所述上水平杆、竖直杆、下水平杆的直径均为5mm，所述夹杆为一体成型。

5.根据权利要求1所述的滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，其特征在于：所述恒力弹簧为2N恒力弹簧。

6.根据权利要求1所述的滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，其特征在于：对称设置在齿条前后两侧的两立柱之间还设有定位装置。

7.根据权利要求6所述的滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，其特征在于：所述定位装置包括连接两立柱的双头螺栓，所述双头螺栓水平设置在两立柱之间，所述双头螺栓上设有定位管。

8.根据权利要求1所述的滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，其特征在于：所述连接装置包括固定设置在恒力弹簧内的内固定环以及与内固定环固定连接的连接环，所述试验用柔性拉绳与连接环可拆卸连接。

9.根据权利要求3所述的滑翔伞拉绳试样弯曲疲劳试验装置，其特征在于：所述燕尾槽导轨滑台上还活动设有镶条，所述燕尾槽滑板上螺纹连接有调整螺栓，所述调整螺栓的下端与镶条相抵。