一種用於發動機試驗臺的自校準推力測量裝置製造方法
2023-09-22 21:37:20 1
一種用於發動機試驗臺的自校準推力測量裝置製造方法
【專利摘要】一種用於發動機試驗臺的自校準推力測量裝置，涉及力學測量裝置，它包括動架、液壓缸、力傳動裝置、自校準傳感器、測量傳感器、導向系統、定架。定架與地面固定連接；動架位於定架上方；液壓缸的壓力輸出端與力傳動裝置連接，力傳動裝置連接自校準傳感器，自校準傳感器和測量傳感器均固定於動架上；液壓缸產生推力後，通過力傳動裝置作用在自校準傳感器上，自校準傳感器把推力作用於動架上，動架產生移動並將作用力傳至測量傳感器上；導向系統伴隨動架移動發生彈性變形；當液壓缸停止工作以後，導向系統帶動動架恢復到原位。本發明可計算系統剛度對測量數值產生的誤差，同時保證多次試驗的重複性，大幅提高試驗精度。
【專利說明】一種用於發動機試驗臺的自校準推力測量裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種力學測量裝置。
【背景技術】
[0002]在航空航天領域，現有的發動機試驗臺由於其本身的系統剛度誤差，影響了推力測量的精度；另外，現有的發動機試驗臺在幾次試驗後，試驗臺偏離距離較大，難以保證多次試驗的重複性。
【發明內容】
[0003]本發明的技術解決問題是:克服現有技術的不足，提供了一種用於發動機試驗臺的自校準推力測量裝置，計算系統剛度對測量數值產生的誤差，修正發動機推力的實驗數據，同時保證多次試驗的重複性，提高試驗精度。
[0004]本發明的技術解決方案是:一種用於發動機試驗臺的自校準推力測量裝置，包括動架、液壓缸、力傳動裝置、自校準傳感器、測量傳感器、導向系統、定架、支撐塊；所述定架與地面固定連接；動架位於定架上方；支撐塊位於定架上表面的兩端，用於支撐動架；液壓缸固定於定架上，液壓缸的壓力輸出端與力傳動裝置連接，力傳動裝置連接自校準傳感器，自校準傳感器和測量傳感器均固定於動架上；所述導向系統的兩端分別與定架和動架固定連接；液壓缸產生推力後，通過力傳動裝置作用在自校準傳感器上，自校準傳感器產生測量結果並把推力作用於動架上，動架產生移動並將作用力傳至測量傳感器上；導向系統伴隨動架移動發生彈性變形；當液壓缸停止工作以後，導向系統帶動動架恢復到原位。
[0005]所述導向系統包括若干個上拉力結構和若干個下拉力結構；所述若干個上拉力結構對稱分布於定架和動架之間，每個上拉力結構包括一個彈簧片和兩個Z型連接件；一個Z型連接件底部固定於定架上，頂部與彈簧片的上端固定連接；另一個Z型連接件的頂部固定連接動架，底部與彈簧片的下端固定連接；所述若干個下拉力結構對稱分布於定架和動架之間，每一個下拉力結構包括一個彈簧片和兩個T型連接件；兩個T型連接件分別與動架和定架固定連接，一個彈簧片的上端和下端分別與兩個T型連接件固定連接。
[0006]所述彈簧片包括兩個連接段、兩個回彈段和一個承力段；所述兩個連接段分別位於彈簧片的上端和下端；所述兩個回彈段分別與兩個連接段相連；兩個回彈段之間是承力段；回彈段與承力段的橫截面均為正方形，回彈段與承力段的橫截面邊長之比為1:4。
[0007]所述彈簧片的材料為16Mn。
[0008]本發明與現有技術相比有益效果為:
[0009](I)本發明先將液壓缸產生的推力傳送到自校準傳感器，再通過動架將同樣大小的力傳送至測量傳感器，實現了對實驗臺系統剛度誤差的測量，可在後續的推力測量實驗中修正實驗結果，提高實驗精度；
[0010](2)本發明設計了採用彈簧片和不同形狀連接件組成的導向系統，利用彈簧片的彈性變形，使系統在多次試驗後仍能回到初始位置，保證系統多次實驗的重複性。【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1本發明的示意圖；
[0012]圖2本發明中上拉力結構的示意圖；
[0013]圖3本發明中下拉力結構的示意圖；
[0014]圖4本發明中上拉力結構中彈簧片的受力示意圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本發明包括動架1、液壓缸2、力傳動裝置3、自校準傳感器4、測量傳感器7、導向系統、定架10、支撐塊11。定架10與地面固定連接；動架I位於定架10上方；支撐塊11位於定架10上表面的兩端，用於支撐動架I ;液壓缸2固定於液壓基座上，液壓基座固定於定架10上，液壓缸2的壓力輸出端與力傳動裝置3連接，力傳動裝置3連接自校準傳感器4，自校準傳感器4固定於自校準基座5上，測量傳感器7固定於測量基座6上均固定於動架I上，自校準基座5與測量基座6均固定於動架I上。
[0016]導向系統包括若干個上拉力結構9和若干個下拉力結構8。
[0017]若干個上拉力結構9對稱分布於定架10和動架I之間。如圖2所示，每個上拉力結構9包括一個彈簧片和兩個Z型連接件；Z型連接件的形狀類似於一個鏡像的Z型，故成為Z型連接件；兩個Z型連接件的位置一高一低，一個Z型連接件底部固定於定架10上，頂部與彈簧片的上端固定連接；另一個Z型連接件的頂部固定連接動架1，底部與彈簧片的下端固定連接。
[0018]若干個下拉力結構8對稱分布於定架10和動架I之間。如圖3所示，每一個下拉力結構8包括一個彈簧片和兩個T型連接件；兩個T型連接件分別與動架I和定架10固定連接，一個彈簧片的上端和下端分別與兩個T型連接件固定連接。當動架I向右移動時，與動架I連接的T型連接件帶動彈簧片的上端向右變形，如圖4所示，此時彈簧片產生向左的反作用力。
[0019]如圖4所示，彈簧片在設計上採用了局部加強的方式，既保證了彈簧片的強度，又能控制彈簧片的變形，使其按照設計要求產生往復運動，對動架I形成導向作用。彈簧片包括兩個連接段12、兩個回彈段13和一個承力段14 ;所述兩個連接段12分別位於彈簧片的上端和下端；所述兩個回彈段13分別與兩個連接段12相連；兩個回彈段13之間是承力段14 ;回彈段13與承力段14的橫截面均為正方形，回彈段13與承力段14的橫截面邊長之比為1:4。橫截面積較小的回彈段13保證了彈簧片較大的變形量，可以產生較大的回彈力；橫截面積較大的承力段14保證了彈簧片的結構強度，同時，彈簧片的材料為16Mn，該種材料同時具有良好的韌性和剛度。
[0020]在首次實驗之前，先測量發動機試驗臺的系統剛度誤差，結合圖1一4說明具體過程:
[0021]一、液壓缸2產生向右的推力後，通過力傳動裝置3作用在自校準傳感器4上；
[0022]二、自校準傳感器4產生測量結果並把推力作用於動架I上；
[0023]三、動架I向右移動並將作用力傳至測量傳感器7上，測量傳感器7也產生測量結果；[0024]四、計算自校準傳感器4和測量傳感器7的測量結果的差值，即為發動機試驗系統剛度對測量數值產生的誤差；可以在後續的發動機推力測量實驗中修正實驗數據，提高實驗精度。
[0025]在多次試驗後，發動機產生的位移偏差不斷累積，無法保證多次試驗的重複性。本發明引入了導向系統有效解決了上述問題，具體工作過程如下:當動架I向右移動時，上拉力結構9中與動架I連接的T型連接件帶動彈簧片的上端向右移動，如圖4所示，基於作用於反作用的力學原理，彈簧片由上至下產生向左的拉力；同時在導向系統的下拉力結構8中，由於一個Z型連接件的頂部與動架I連接，所以其受到向右的推力，並將此推力傳至與之相連的彈簧片的下端，同理，彈簧片由下至上產生向左的拉力。由於若干上拉力系統和下拉力系統在定架10與動架I之間對稱分布，所以就在動架I與定架10之間產生了均勻的向左的拉力，當液壓缸2停止工作以後，在該拉力作用下，導向系統帶動動架I恢復到原位。
[0026]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。
【權利要求】
1.一種用於發動機試驗臺的自校準推力測量裝置，其特徵在於:包括動架(I)、液壓缸(2)、力傳動裝置(3)、自校準傳感器(4)、測量傳感器(7)、導向系統、定架(10)、支撐塊(11);所述定架(10)與地面固定連接；動架(I)位於定架(10)上方；支撐塊(11)位於定架(10)上表面的兩端，用於支撐動架(I);液壓缸(2)固定於定架(10)上，液壓缸(2)的壓力輸出端與力傳動裝置(3)連接，力傳動裝置(3)連接自校準傳感器(4)，自校準傳感器(4)和測量傳感器(7)均固定於動架(I)上；所述導向系統的兩端分別與定架(10)和動架(I)固定連接；液壓缸(2)產生推力後，通過力傳動裝置(3)作用在自校準傳感器(4)上，自校準傳感器(4)產生測量結果並把推力作用於動架(I)上，動架(I)產生移動並將作用力傳至測量傳感器(7)上；導向系統伴隨動架(I)移動發生彈性變形；當液壓缸(2)停止工作以後，導向系統帶動動架(I)恢復到原位。
2.根據權利要求1所述的一種用於發動機試驗臺的自校準推力測量裝置，其特徵在於:所述導向系統包括若干個上拉力結構(9)和若干個下拉力結構(8);所述若干個上拉力結構(9)對稱分布於定架(10)和動架(I)之間，每個上拉力結構(9)包括一個彈簧片和兩個Z型連接件；一個Z型連接件底部固定於定架(10)上，頂部與彈簧片的上端固定連接；另一個Z型連接件的頂部固定連接動架(I )，底部與彈簧片的下端固定連接；所述若干個下拉力結構(8)對稱分布於定架(10)和動架(I)之間，每一個下拉力結構(8)包括一個彈簧片和兩個T型連接件；兩個T型連接件分別與動架(I)和定架(10)固定連接，一個彈簧片的上端和下端分別與兩個T型連接件固定連接。
3.根據權利要求2所述的一種用於發動機試驗臺的自校準推力測量裝置，其特徵在於:所述彈簧片包括兩個連接段12、兩個回彈段13和一個承力段14 ;所述兩個連接段12分別位於彈簧片的上端和下端；所述兩個回彈段13分別與兩個連接段12相連；兩個回彈段13之間是承力段14 ;回彈段13與承力段14的橫截面均為正方形，回彈段13與承力段14的橫截面邊長之比為1:4。
4.根據權利要求2所述的一種用於發動機試驗臺的自校準推力測量裝置，其特徵在於:所述彈簧片的材料為16Mn。
【文檔編號】G01L5/00GK103616112SQ201310692433
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】孫濤, 蔣博, 黃景博, 陳良澤, 卜俊輝 申請人:北京航天益森風洞工程技術有限公司