CN221006650U - 一种原位校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种原位校准装置，涉及发动机测试设备技术领域，包括发动机试车架、电机电源、电机驱动、调速电机、第四测力组件或工控机，所述电机电源连接至电机驱动，所述电机驱动连接至调速电机，所述调速电机的输出端设置有机械式加载装置，所述机械式加载装置连接至第四测力组件，所述第四测力组件连接至发动机试车架处，所述工控机分别与第四测力组件和电机驱动电性连接，本方案采用已知的标准力对测力组件上测力传感器进行校准，标准力对测力传感器的作用效果与质量对工作传感器的作用效果等效。对工作传感器进行模拟实际工况的静态标定和校核，得到工作传感器的输入‑输出特性方程。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机测试设备技术领域，具体为一种原位校准装置。
背景技术
航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，作为飞机的心脏，不仅是飞机飞行的动力，也是促进航空事业发展的重要推动力，人类航空史上的每一次重要变革都与航空发动机的技术进步密不可分，在航空发动机的研发过程中需要对发动机的质量质心进行测量，但是在测量过程中由于质量质心测量仪存在一定的互扰影响，从而导致设备的测量精准度降低，因此需要提供一个原位校准装置，在质量质心测量仪使用前对其进行校准。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种原位校准装置，包括
发动机试车架，
电机电源：给调速电机提供电能；
电机驱动：控制调速电机的驱动功率；
调速电机：产生驱动力；
第四测力组件：采集一直的标准力；
工控机：接收第四测力组件的测试数据，同时将数据信息输送给电机驱动；
所述电机电源连接至电机驱动，所述电机驱动连接至调速电机，所述调速电机的输出端设置有机械式加载装置，所述机械式加载装置连接至第四测力组件，所述第四测力组件连接至发动机试车架处，所述工控机分别与第四测力组件和电机驱动电性连接。
进一步的，所述调速电机由电机、减速器和校准支座组成，所述电机的输出端连接至减速机，所述减速机和电机均设置在校准支座上，所述机械式加载装置转动安装在校准支座上，所述减速机与机械式加载装置传动连接。
进一步的，所述第四测力组件和工控机之间设置数显表。
进一步的，所述工控机上连接显示器。
进一步的，所述第四测力组件由测力传感器和万向柔性件组成，所述万向柔性件设置两个，两个万向柔性件分别设置在测力传感器的两侧，两个万向柔性件分别与发动机试车架相互对接。
进一步的，所述测力传感器的量程为1.25KN～1250KN。
进一步的，所述测力传感器的量程为1.25kN、2.5kN、5kN、12.5kN、25kN、50kN、125kN、250kN、500kN或者1250KN。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：
本方案用于测量前，采用已知的标准力对第四测力组件上的测力传感器进行校准，标准力对第四测力组件的作用效果与质量对第一测力组件、第二测力组件、第三测力组件的作用效果等效，对第一测力组件、第二测力组件和第三测力组件进行模拟实际工况的静态标定和校核，得到工作传感器的输入-输出特性方程。
附图说明
图1为第一测力组件、第二测力组件和第三测力组件布设在动架上的结构示意图；
图2为原位校准装置的结构框图；
图3为调速电机的结构示意图；
图4为第一测力组件的结构示意图。
附图标记：第一测力组件1，第二测力组件2，第三测力组件3，万向柔性件5，测力传感器6，电机7，减速器8，校准支座9。
具体实施方式
结合附图1-4所示，一种质量质心测量仪，包括发动机、动架、定架、第一测力组件1、第二测力组件2、第三测力组件3和原位校准装置，所述动架设置在定架内，所述第一测力组件1、第二测力组件2和第三测力组件3设置在动架和定架之间，所述第一测力组件1、第二测力组件2和第三测力组件3均设置三个，三个第一测力组件1相互平行且处于同一圆周上，三个第二测力组件2相互平行且处于同一圆周上，三个第三测力组件3相互平行且处于同一圆周上。
所述发动机与水平线呈45°夹角设置在动架上，所述第一测力组件1呈水平设置，所述第二测力组件2呈竖直设置，所述第三测力组件3垂直于第一测力组件1，所述原位校准装置连接动架。
所述测力传感器6的量程为1.25KN～1250KN，所述测力传感器6的量程为1.25kN、2.5kN、5kN、12.5kN、25kN、50kN、125kN、250kN、500kN或者1250KN。
测量仪量程小时≤5t，采用精密电机驱动的机械原位校准装置；量程大时，采用液压原位校准装置
原位校准装置，包括
发动机试车架：通过动架和定架构成的试车架，将发动机安装在动架上；
电机电源：给调速电机提供电能；
电机驱动：控制调速电机的驱动功率；
调速电机：产生驱动力；
第四测力组件：采集标准力；
工控机：接收第四测力组件的测试数据，同时将数据信息输送给电机驱动；
所述电机电源连接至电机驱动，所述电机驱动连接至调速电机，所述调速电机的输出端设置有机械式加载装置，所述机械式加载装置连接至第四测力组件，所述第四测力组件连接至发动机试车架处，所述工控机分别与第四测力组件和电机驱动电性连接，第四测力组件和工控机之间设置数显表，工控机上连接显示器。
所述调速电机由电机7、减速器8和校准支座9组成，所述电机7的输出端连接至减速机，所述减速机和电机7均设置在校准支座9上，所述机械式加载装置转动安装在校准支座9上，所述减速机与机械式加载装置传动连接。
所述第一测力组件1、第二测力组件2、第三测力组件3和第四测力组件的机构相同，第一测力组件1包括测力传感器6和万向柔性件5组成，所述万向柔性件5设置两个，两个万向柔性件5分别设置在测力传感器6的两侧，一个万向柔性件5连接至动架，另一个万向柔性件5连接至定架。
原位校准装置用于测量前，采用已知的标准力对第四测力组件上的测力传感器进行校准，标准力对第四测力组件的作用效果与质量对第一测力组件1、第二测力组件2、第三测力组件3的作用效果等效，对第一测力组件1、第二测力组件2和第三测力组件3进行模拟实际工况的静态标定和校核，得到工作传感器的输入-输出特性方程。
原位校准装置主要技术参数为：
●每级加载时间约30s；
●力源精度优于0.05％FS；
●力源波动优于0.05％FS；
●工作方式：手动、自动两种。
原位校准装置的优点是：1标准力值可连续变化，在推力范围内完成对任意点的校准；2校准过程自动化，工作效率高，降低操作人员劳动强度，并使其远离试验现场的不安全区域；3发动机热试车后可立即进行原位校准。
测量仪主要由测量架包括动架、定架、测力组件等、原位校准系统和测量系统组成。动架呈“90°V形”，其承力端面与两侧面垂直，动架轴线与重力方向夹角为45°；测力组件安装在动、定架间；动架坐标系o-xyz的z轴与动架轴线平行，oxy平面是主推力工作传感器与动架的连接面，原点是三个主推力工作传感器所在圆的圆心；测量对象重心位置坐标为G(xw,yw,zw)；
根据刚体受力平衡条件可得质量W、质心参数xw、yw、zw计算公式：
式中Ly1z、Lyz、Lx1z、Lxz为测量架结构尺寸。
测力传感器采用德国HBM公司的U10M测力传感器用于拉压向力测量，广泛地用于多种静态和动态测量应用，其具有极高的精度。主要技术参数为：
●量程：±1.25kN～±1.25MN；
●准确度等级：0.02；
●输出信号：灵敏度1mV/V；
●工作温度范围:-40℃～+85℃；
●工作传感器满量程变形量：0.02mm；
●过载：150％；
●连接螺纹：M16×2；
●质量：0.5kg。
质心测量误差
由xw、yw、zw计算公式经全微分可推出：
结构设计时将重力指向三个工作传感器所在安装圆的圆心，一般有
带入上述数值可得：
|xw|≤0.03％|Ry，|yw|≤0.03％|Rx，
万向绕性件由两组主弹簧片和4个支撑弹簧片组成，两组主弹簧片互为交叉、垂直布置，分别提供绕一个方向的偏转，其合成运动是万向运动。万向绕性件的优点是：1效率高，可同时获得高承载能力和低转动刚度；2接近于无摩擦、无间歇、转心不变的理想“球铰”；3结构紧凑、体积小、动态性能好、稳定性好，安全可靠。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种原位校准装置，包括发动机试车架，其特征在于，包括
电机电源：给调速电机提供电能；
电机驱动：控制调速电机的驱动功率；
调速电机：产生驱动力；
第四测力组件：采集一直的标准力；
工控机：接收第四测力组件的测试数据，同时将数据信息输送给电机驱动；
所述电机电源连接至电机驱动，所述电机驱动连接至调速电机，所述调速电机的输出端设置有机械式加载装置，所述机械式加载装置连接至第四测力组件，所述第四测力组件连接至发动机试车架处，所述工控机分别与第四测力组件和电机驱动电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种原位校准装置，其特征在于，所述调速电机由电机(7)、减速器(8)和校准支座(9)组成，所述电机(7)的输出端连接至减速机，所述减速机和电机(7)均设置在校准支座(9)上，所述机械式加载装置转动安装在校准支座(9)上，所述减速机与机械式加载装置传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种原位校准装置，其特征在于，所述第四测力组件和工控机之间设置数显表。
4.根据权利要求1所述的一种原位校准装置，其特征在于，所述工控机上连接显示器。
5.根据权利要求1所述的一种原位校准装置，其特征在于，所述第四测力组件由测力传感器(6)和万向柔性件(5)组成，所述万向柔性件(5)设置两个，两个万向柔性件(5)分别设置在测力传感器(6)的两侧，两个万向柔性件(5)分别与发动机试车架相互对接。
6.根据权利要求5所述的一种原位校准装置，其特征在于，所述测力传感器(6)的量程为1.25KN～1250KN。
7.根据权利要求6所述的一种原位校准装置，其特征在于，所述测力传感器(6)的量程为1.25kN、2.5kN、5kN、12.5kN、25kN、50kN、125kN、250kN、500kN或者1250KN。
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