一種起落架試驗載荷加載裝置的製作方法

2023-10-22 22:34:12 2

本發明涉及試驗載荷加載技術領域，尤其涉及一種起落架試驗載荷加載裝置。

背景技術：

起落架是飛機重要承力併兼有操縱特性的部件，在嚴重影響飛機安全的起降過程中，擔負著極其重要的使命。隨著飛機起落架在近代飛機設計中的作用日益突出，設計人員面臨著新的挑戰，需用最輕重量、最緊湊的結構，設計出最為安全的起落架。

起落架的靜強度試驗和疲勞試驗是驗證起落架設計的重要環節，起落架靜力試驗目的是：考核起落架及其連接結構的靜強度，起落架疲勞試驗目的是：驗證起落架結構的抗疲勞性能，暴露其結構疲勞薄弱部位，以確定起落架使用壽命、首翻期和翻修間隔。起落架的載荷主要來自地面對機輪的作用，而在起落架的靜強度試驗和疲勞試驗中，不能安裝機輪，因為機輪將繞輪軸轉動，且機輪表面也不利於加載設備的安裝；若不安裝機輪，直接在輪軸上施加載荷，由於結構限制又將導致部分方向的載荷無法施加；因此需要設計加載裝置以替代飛機的機輪實現各向載荷的施加，同時又必須保證該加載裝置擁有足夠的強度和滿足加載裝置與輪軸的連接方式與真實連接形式一致的要求。

技術實現要素：

本發明所解決的技術問題在於提供一種起落架試驗載荷加載裝置，以解決上述背景技術中的缺點。

本發明所解決的技術問題採用以下技術方案來實現：

一種起落架試驗載荷加載裝置，包括加載假輪、fz加載接頭、fz加載耳片、fx加載接頭、px加載耳片、py加載耳片、力傳感器、液壓伺服作動筒、立柱、鏈條及用於固定起落架的起落架固定夾具；其中，加載假輪上部設置有用於安裝fz加載接頭的通孔和用於安裝fx加載接頭的fx加載孔，fz加載耳片一端與fz加載接頭連接，fz加載耳片另一端與液壓伺服作動筒一端連接，液壓伺服作動筒另一端安裝在立柱上，加載假輪下部設置有用於將加載假輪安裝在起落架輪軸上的軸套孔和用於安裝px加載耳片的px加載孔，加載假輪底部設置有用於安裝py加載耳片的py加載孔；鏈條與py加載耳片連接；同時在液壓伺服作動筒與鏈條上部分別安裝有力傳感器，通過液壓伺服作動筒與鏈條即可實現對起落架施加各向載荷。

在本發明中，加載假輪為焊接件結構，由加載板、加強筋和軸套焊接而成。

在本發明中，在加載板上開有用於與軸套上設置的凸臺形成鍵與鍵槽配合的鍵槽，通過焊縫以及鍵與鍵槽的配合即可很好地保證軸套與加載板的連接強度，能夠承受較大的剪力和彎扭矩。

在本發明中，加載板上部安裝fz加載接頭的位置設置有凹槽，用於與fz加載接頭的端面配合，防止fz加載接頭轉動。

在本發明中，軸套上與起落架凸鍵配合的鍵槽上開有四個止裂孔。

在本發明中，通孔、fx加載孔、px加載孔、py加載孔分別設置在加載板上，且py加載孔與起落架輪軸輪心的連線與垂直方向設置有2.5°夾角，以保證py載荷加載方向在任何時候都是垂直於輪軸。

在本發明中，fz加載接頭上設置有三個加載孔，實現了不同輪胎壓縮後直徑的要求。

在本發明中，fz加載耳片包括第一加載耳片與第一關節軸承，第一加載耳片上部為圓弧結構，下部為圓柱體結構，第一關節軸承置於圓弧結構中。

在本發明中，px加載耳片包括第二加載耳片、第二關節軸承，第二加載耳片上部為圓弧結構，下部為圓柱體結構，第二關節軸承置於圓弧結構中。

在本發明中，py加載耳片包括第三加載耳片、第三關節軸承，第三加載耳片上部為圓弧結構，下部為圓柱體結構，第三關節軸承置於圓弧結構中。

在本發明中，py加載耳片通過緊固件安裝在加載假輪底部設置的py加載孔內。

在本發明中，試驗時，首先將起落架安裝在起落架固定夾具上，而後將加載假輪安裝在起落架的輪軸上，再將與fz加載耳片連接的fz加載接頭插入加載假輪的通孔內，fz加載耳片的另一端與液壓伺服作動筒的一端連接，液壓伺服作動筒的另一端安裝在立柱上，fx加載接頭安裝在加載假輪上部設置的fx加載孔內，px加載耳片安裝在加載假輪下部設置的px加載孔內，py加載耳片通過緊固件安裝在加載假輪底部設置的py加載孔內，鏈條與py加載耳片連接，同時在液壓伺服作動筒與鏈條上部安裝力傳感器，通過液壓伺服作動筒與鏈條對起落架施加各向載荷。

有益效果：本發明通過加載假輪在起落架靜強度試驗和疲勞試驗中代替機輪，以滿足試驗的加載要求，進而避免因安裝真實機輪造成的加載困難；且與起落架的連接與真實機輪一致，使得載荷的傳遞路線不變，不會影響試驗結果的準確性；可不用拆卸和加裝其它零件即可滿足不同試驗情況的各個方向的加載要求。

附圖說明

圖1是本發明的較佳實施例中的加載假輪與加載耳片裝配示意圖。

圖2是本發明的較佳實施例中的加載假輪與加載耳片分解示意圖。

圖3是本發明的較佳實施例中的加載假輪結構示意圖。

圖4是本發明的較佳實施例中的加載板結構示意圖。

圖5是本發明的較佳實施例中的軸套結構示意圖。

圖6是本發明的較佳實施例中的起落架輪軸凸鍵與加載假輪鍵槽配合示意圖。

圖7是本發明的較佳實施例中的fx加載接頭結構示意圖。

圖8是本發明的較佳實施例中的fz加載耳片結構示意圖。

圖9是本發明的較佳實施例中的px加載耳片結構示意圖。

圖10是本發明的較佳實施例中的py加載耳片結構示意圖。

圖11是本發明的較佳實施例中的fz加載接頭結構示意圖。

圖12是本發明的較佳實施例中的起落架與加載裝置裝配示意圖。

圖13是本發明的較佳實施例中的起落架試驗安裝正視圖。

圖14是本發明的較佳實施例中的起落架試驗安裝右視圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

參見圖1～14的一種起落架試驗載荷加載裝置，包括加載假輪1、加載板101、加強筋102、軸套103、fz加載接頭2、fz加載耳片3、第一加載耳片301、第一關節軸承302、fx加載接頭4、px加載耳片5、第二加載耳片501、第二關節軸承502、py加載耳片6、第三加載耳片601、第三關節軸承602、緊固件7、力傳感器8、液壓伺服作動筒9、立柱10、起落架11、起落架固定夾具12、鏈條13、輪胎接地點側向載荷fz、輪心垂向載荷py、輪心航向載荷px、輪胎接地點航向載荷fx，飛機起落架疲勞試驗需要施加載荷時，在輪心施加輪心垂向載荷py和拉壓雙向的輪心航向載荷px、在輪胎接地點施加拉壓雙向的輪胎接地點航向載荷fx和輪胎接地點側向載荷fz，並進行長時間的疲勞試驗；試驗時，首先將起落架11安裝在起落架固定夾具12上，而後將加載假輪1安裝在起落架11的輪軸上，再將與fz加載耳片3連接的fz加載接頭2插入加載假輪1的通孔內，並通過螺母固定，fz加載耳片3的另一端與液壓伺服作動筒9的一端連接，液壓伺服作動筒9的另一端安裝在立柱10上，fx加載接頭4安裝在加載假輪1上部設置的fx加載孔內，px加載耳片5安裝在加載假輪1下部設置的px加載孔內，py加載耳片6通過緊固件7安裝在加載假輪1底部設置的py加載孔內，鏈條13與py加載耳片6連接，同時在液壓伺服作動筒9與鏈條13上部安裝力傳感器8，通過液壓伺服作動筒9與鏈條13對起落架施加各向載荷。

在本實施例中，考慮加載裝置與起落架11輪軸的連接方式必須與真實連接形式一致，加載裝置的結構能滿足各個載荷的位置和方向要求（如輪胎壓縮量和雙向載荷的要求），加載裝置的強度和剛度必須具有足夠的安全係數；因此加載裝置的設計遵循如下原則：

a）總體強度按長壽命設計思想設計，要求加載裝置的壽命遠大於試驗件的壽命；

b）加載裝置與試驗件連接部位按真實連接方式連接，在試驗過程中不應影響試驗件的內力分布，也不能使非考核部位出現永久變形和局部破壞；

c）拐角處和形狀突變時，採用圓弧過渡，且圓弧不能太小。

為解決加載裝置的總體強度及真實模擬與起落架的連接，對加載裝置進行了優化：

①結構設計

參見圖3所示，加載假輪1採取焊接件形式，材料為45鋼，由加載板101、加強筋102和軸套103焊接而成。45鋼焊接性能好，不易產生焊接缺陷，經過熱處理後（調質後進行表面淬火），也能獲得很好的強度；採取焊接件形式一是方便加工加載假輪1上的各個耳片和輪軸孔，二是降低原材料的浪費；

在加載板101上開鍵槽，軸套103上設置有兩個凸臺，形成鍵與鍵槽的配合，軸套103與加載板101裝配完畢後，焊接為一體結構，這樣通過焊縫以及鍵與鍵槽的配合即可很好地保證軸套103與加載板101的連接強度，能夠承受較大的剪力和彎扭矩；

通過增加加強筋102與加載板101和軸套103焊接，以增加焊縫長度，提高焊縫強度的安全係數；

起落架11輪軸與水平面之間有2.5°夾角，加載板101上的py加載孔和輪心的連線與垂直方向也有2.5°的夾角，這樣保證py載荷加載方向在任何時候都是垂直於輪軸；

起落架11完成裂紋擴展階段後還需進行剩餘強度試驗，剩餘強度試驗有多個工況，每個工況輪胎壓縮後直徑不同，fz加載接頭2上設置有三個加載孔，實現了不同輪胎壓縮後直徑的要求；

加載板101上部安裝fz加載接頭2的位置，設置有凹槽，與fz加載接頭2的端面配合，用於防止fz加載接頭2轉動；

軸套103上與起落架11凸鍵配合的鍵槽上開有四個止裂孔，一方便刀具加工鍵槽，以達到要求的配合精度，二避免鍵槽拐角處形成疲勞源，從這裡首先產生裂紋；

fz加載耳片3包括第一加載耳片301與第一關節軸承302，第一加載耳片301上部為圓弧結構，下部為圓柱體結構，第一關節軸承302置於圓弧結構中間；

px加載耳片5包括第二加載耳片501、第二關節軸承502，第二加載耳片501上部為圓弧結構，下部為圓柱體結構，第二關節軸承502置於圓弧結構中間；

py加載耳片6包括第三加載耳片601、第三關節軸承602，第三加載耳片601上部為圓弧結構，下部為圓柱體結構，第三關節軸承602置於圓弧結構中間；

②工藝要求

先進行加載板101和軸套103的焊接，再焊接加強筋102，所有焊縫均為連續焊縫，加強筋102焊接處倒坡口，保證焊縫強度；去除焊渣後，零件進行100%磁力探傷檢查，不允許任何裂紋的存在以及夾渣、未焊透、氣孔等缺陷，保證焊縫的質量；加載板101和軸套103的熱處理要求為調質後進行表面淬火，以保證加載假輪1的結構強度和表面硬度；再進行時效處理，消除內應力，使鋼的性能穩定下來。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。