一種用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置的製作方法

2024-04-02 14:54:05 2

本發明涉及高超聲速激波風洞技術領域，特別涉及一種用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置。

背景技術：

激波風洞是一種特殊的高超聲速風洞，激波風洞是通過激波的壓縮來提高風洞來流總溫，激波風洞結構很簡單，造價也比較低廉，隨著現代測試技術的發展，能夠承擔大部分的高超聲速氣動力和氣動熱測量試驗，在新型號的氣動外形研製過程中起著越來越重要的作用。一方面，激波風洞要求在風洞試驗結束後，炮管可沿軸線移動0.5米左右用於更換破損的膜片；另一方面，需要更換噴管時，要求炮管可沿軸線移動5米左右。同時，激波風洞運行過程中，炮管會有一個瞬間的衝擊，位移量在70mm左右。

由於激波風洞尺寸較大，為滿足激波風洞炮管平穩運動的要求通常採用液壓驅動。而為滿足激波風洞炮管運動的要求，如果採用傳統的固定支撐液壓缸驅動，由於行程較大造成液壓缸尺寸較大，定購的費用較大，而且大尺寸的液壓缸安裝相對困難，在激波風洞中應用十分不便。同時由於激波風洞運行過程中，炮管的瞬間衝擊，對於傳統的油缸固定方式，液壓系統故障率高，油缸易損壞。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供了一種用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，該裝置可以根據激波風洞移動距離要求，採用分段推拉的方式使激波風洞的炮管延軸向平穩移動，便於更換激波風洞膜片和噴管，從而避免了固定液壓缸支座的液壓驅動方式造成的液壓缸尺寸過大的問題，可以有效減小設備的安裝難度，使得激波風洞的結構更緊湊。

本發明的上述目的通過以下方案實現：

一種用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，用於推拉激波風洞炮管在設定軌道上移動，所述激波風洞炮管支撐在炮管支架上，其特徵在於：包括液壓摺疊支撐、電磁鐵、可移動支座、液壓缸，其中：多個液壓摺疊支撐沿設定軌道均勻布設且固定在地面上；電磁鐵固定在可移動支座上；液壓缸的缸筒與可移動支座固定連接，且所述液壓缸的缸杆與炮管支架固定連接；當可移動支座移動到相應一個液壓摺疊支撐所在位置時，所述位置的液壓摺疊支撐處於支撐狀態，電磁鐵與液壓摺疊支撐之間吸附連接，可移動支座被固定，液壓缸的缸杆收縮，拖拉炮管支架沿設定軌道移動；當所述缸杆收縮到最短時，電磁鐵去磁，所述液壓摺疊支撐轉變為摺疊狀態，可移動支座沿軌道移動至下一個液壓摺疊支撐所在位置，且在移動過程中帶動液壓缸的缸筒移動，而缸杆逐漸拉伸。

上述的用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，電磁鐵為電控永磁電磁鐵。

上述的用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，還包括液壓缸後鉸耳；所述液壓缸後鉸耳固定在炮管支架上，且通過銷軸與固定液壓缸的缸杆固連；其中，液壓缸後鉸耳和銷軸的連接孔為長條孔，且銷軸位於所述長條孔的中間位置。

上述的用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，還包括液壓缸前鉸耳；所述液壓缸前鉸耳固定在可移動支座上，且通過銷軸與固定液壓缸的缸筒固連。

上述的用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，液壓摺疊支撐包括第一支杆、第二支杆、立板、底板和摺疊液壓缸，以及第一鉸耳、第二鉸耳、第三鉸耳和第四鉸耳，其中：第一鉸耳和第二鉸耳分別固定在底板上側面的兩端，第三鉸耳固定在立板的上端，第四鉸耳固定在底板下側面；第一支杆的一端通過銷軸與第一鉸耳連接，另一端與第二支杆的一端通過轉軸連接；第二支杆的另一端通過銷軸與第三鉸耳連接，立板的下端通過銷軸與第二鉸耳連接；摺疊液壓缸的缸筒通過銷軸與第四鉸耳連接，摺疊液壓缸的缸杆與第一支杆和第二支杆連接處的轉軸相連；當所述缸杆收縮時，拉動第一支杆和第二支杆的連接端相下移動，且立板繞銷軸向底板摺疊轉動，當缸杆收縮到最短時，液壓摺疊支撐處於摺疊狀態；當所述缸杆伸展時，推動第一支杆和第二支杆的連接端相上移動，且立板繞銷軸轉動打開，當缸杆伸展到最長時，摺疊液壓缸的液壓系統閉鎖，液壓摺疊支撐處於支撐狀態，即第一支杆和第二支杆位於同一直線上，對立板形成支撐。

上述的用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，當液壓摺疊支撐處於支撐狀態時，電磁鐵吸附在立板上。

上述的用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，可移動支座包括支座主體、背板和輪子，其中：背板固定在支座主體上，電磁鐵固定所述背板上；輪子安裝在支座主體下端，用於支撐支座主體且帶動支座主體滑動。

上述的用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，可移動支座的滑行軌道與炮管支架的滑行軌道相同。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

(1)、本發明根據設定的炮管移動距離，布設了多個固定在地面的液壓摺疊支撐，並將液壓缸與可移動支座連接，其中：當液壓摺疊支撐處於支撐狀態時，可以對移動支座進行位置固定，此時通過液壓缸的收縮將炮管移動一定距離；然後液壓摺疊支撐摺疊，移動支座帶動液壓缸向前移動，液壓缸的槓桿伸長；當移動支座移動到下一個液壓摺疊支撐所在位置後，再與該液壓摺疊支撐連接，並通過液壓缸的收縮將炮管移動一定距離；通過以上的分段推拉方式實現激波風洞炮管在軸向平穩移動，即滿足了激波風洞的移動要求，又可以有效減小液壓缸尺寸，降低了設備安裝難度，使激波風洞結構更緊湊；

(2)、本發明中液壓缸通過條形孔鉸耳支座與激波風洞炮管支架連接，液壓缸銷軸位於條形孔中間位置，可以確保激波風洞的移動衝擊不會影響液壓缸，從而降低了液壓系統的故障率，提高了液壓缸的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明的用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置結構圖；

圖2為本發明中液壓摺疊支撐的結構圖；

圖3為本發明中可移動支座的結構圖；

圖4a為實施例中的第一個狀態示意圖；

圖4b為實施例中的第二個狀態示意圖；

圖4c為實施例中的第三個狀態示意圖；

圖4d為實施例中的第四個狀態示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實例對本發明作進一步詳細的描述：

本發明的用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，可以通過分段推拉的方式實現炮管支架7在設定軌道上平穩移動，從而帶動激波風洞炮管沿軸線移動。其中，炮管支架7用于于支撐雷射風洞的炮管並帶動炮管移動。本發明的分段推拉方式即便於更換激波風洞膜片和噴管，也避免了固定液壓缸支座的液壓驅動方式造成的液壓缸尺寸過大的問題。

如圖1所示，本發明的用於激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，包括液壓摺疊支撐1、電磁鐵2、可移動支座3、液壓缸5。

其中：多個液壓摺疊支撐1沿設定軌道均勻布設且固定在地面上，具體布設個數和間距根據炮管的最大移動距離確定，確保這些液壓摺疊支撐1可以滿足炮管移動距離的需求。電磁鐵2固定在可移動支座3上；液壓缸5的缸筒與可移動支座3固定連接，且該液壓缸5的缸杆與炮管支架7固定連接；當可移動支座3移動到相應一個液壓摺疊支撐1所在位置時，該位置上的液壓摺疊支撐1處於支撐狀態，電磁鐵2與液壓摺疊支撐1之間吸附連接，由於該電磁體固定在可移動支座3上，且液壓摺疊支撐1固定在地面上，因此可以確保可移動支座3的位置被固定，此時液壓缸5的缸杆收縮，拖拉炮管支架7沿設定軌道移動；當該缸杆收縮到最短時，電磁鐵2去磁，從而該電磁鐵2與液壓摺疊支撐1間的吸附連接斷開，而此時液壓摺疊支撐1轉變為摺疊狀態，可移動支座3可以沿軌道移動至下一個液壓摺疊支撐1所在位置，且在移動過程中帶動液壓缸5的缸筒移動，而其缸杆逐漸拉伸。

本發明的裝置通過上述聯動操作，可以將炮管支架(7)拖拉一定距離，之後再通過下一個液壓摺疊支撐1的拖拉，又可以繼續往前拖拉一定距離，如此重複聯動操作，既可以將炮管按設定要求進行移動。

在本發明中，電磁鐵2選用電控永磁電磁鐵，這種電磁鐵吸力大且體積小，而且其本身具有磁性，僅在加電時實現去磁，因此相對於加電才具有磁性的普通電磁鐵，本發明選用的這種電磁鐵能耗更低。

在本發明中，採用鉸耳實現液壓缸5與可移動支座3和炮管支架7的固定連接。其中，該裝置的液壓缸前鉸耳4固定在可移動支座3上，且通過銷軸與固定液壓缸5的缸筒固定連解。另外，本裝置的液壓缸後鉸耳6固定在炮管支架7上，且通過銷軸與固定液壓缸5的缸杆固連。為了確保激波風洞的移動衝擊不會影響液壓缸，液壓缸後鉸耳6和銷軸的連接孔為長條孔，且在風洞運行之前將該銷軸定位在長條孔的中間位置，這樣可以降低液壓缸液壓系統的故障率，提高液壓缸5的使用壽命。

如圖2所示，本發明的液壓摺疊支撐1包括第一支杆101、第二支杆102、立板103、底板104和摺疊液壓缸105，以及第一鉸耳106、第二鉸耳107、第三鉸耳108和第四鉸耳109。其中：第一鉸耳106和第二鉸耳107分別固定在底板上側面的兩端，第三鉸耳108固定在立板103的上端，第四鉸耳109固定在底板104下側面；第一支杆的一端通過銷軸與第一鉸耳106連接，另一端與第二支杆的一端通過轉軸連接；第二支杆的另一端通過銷軸與第三鉸耳108連接，立板103的下端通過銷軸與第二鉸耳107連接；摺疊液壓缸105的缸筒通過銷軸與第四鉸耳109連接，摺疊液壓缸105的缸杆與第一支杆和第二支杆連接處的轉軸相連；當所述缸杆收縮時，拉動第一支杆和第二支杆的連接端相下移動，且立板103繞銷軸向底板摺疊轉動，當缸杆收縮到最短時，液壓摺疊支撐1處於摺疊狀態；當所述缸杆伸展時，推動第一支杆和第二支杆的連接端相上移動，且立板103繞銷軸轉動打開，當缸杆伸展到最長時，摺疊液壓缸105的液壓系統閉鎖，液壓摺疊支撐1處於支撐狀態，即第一支杆和第二支杆位於同一直線上，對立板103形成支撐。且在液壓摺疊支撐1處於支撐狀態時，電磁鐵2吸附在立板103上。

本發明將液壓摺疊支撐1通過螺栓固定在地面上，可以對可移動支座3形成有效支撐和固定。當液壓缸通過收縮將炮管之間拖拉一定距離後，該液壓摺疊支撐1通過摺疊，撤銷對可移動支座3的攔截，使其能向下一個液壓1支撐1運動。這樣就可以對炮管支架7的分段移動。

如圖3所示，本發明的可移動支座3包括支座主體301、背板302和輪子303。其中：背板302固定在支座主體301上，電磁鐵2固定該背板302上；輪子303安裝在支座主體301下端，用於支撐支座主體301且實現滑動。在本發明中，可移動支座3的滑行軌道可以與炮管支架7的滑行軌道相同，也可以單獨設定相應的滑行軌道。

實施例：

在本實施例中，通過本發明的激波風洞軸向移動的液壓驅動裝置，實現炮管沿設定軌道向後移動。

如圖4a所示：液壓缸5的缸杆固定連接在一個炮管支架7上，缸杆處於伸展狀態；液壓摺疊支撐1處於支撐狀態，其立板與可移動支座3上的電磁鐵2吸附連接，整個可移動支座3被液壓摺疊支撐1的立板攔截固定。

然後如圖4b所示，液壓缸5的缸杆在液壓系統作用下進行收縮，同時拖拉炮管支架7向後移動；之後如圖4c所示，可移動支座3位置處的液壓摺疊支撐1與電磁點2斷開電磁連接，且在摺疊液壓缸的作用下摺疊，徹底去除對可移動支座3的攔截，之後可移動支座3帶動液壓缸5到缸筒向後移動，缸杆被拉伸，而後一個液壓摺疊支撐1處於支撐狀態；當可移動支座3移動到第二個液壓摺疊支撐1所在位置時，如圖4d所示，此時電磁鐵2與液壓摺疊支撐1吸附連接，且整個可移動支座3被第二個液壓摺疊支撐1的立板攔截固定，此時整個狀態與圖4a的狀態相似，因此可以重複前一段的聯動操作，實現炮管的下一步移動。

以上所述，僅為本發明一個具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。

本發明說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員的公知技術。