一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，包括一個中空的圓柱形外筒，外筒內(nèi)安裝拉伸向彈簧座和壓縮向彈簧座，兩彈簧座之間安裝一個螺旋壓縮彈簧。彈簧座及螺旋壓縮彈簧中心穿有一根工作桿，工作桿的一端與壓縮向彈簧座軸向接觸，另一端通過螺母與拉伸向彈簧座軸向接觸，工作桿與拉伸向彈簧座的軸向接觸為錐面接觸；外筒的一端為收口端，與壓縮向彈簧座一側(cè)軸向接觸，另一端連接耳環(huán)套筒，耳環(huán)套筒與拉伸向彈簧座一側(cè)軸向接觸。本發(fā)明提供的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，通過加長拉伸向彈簧座的徑向長度，以及工作桿和拉伸向彈簧座的軸向接觸為錐面接觸兩種方式，大大減小彈簧載荷機(jī)構(gòu)的摩擦力，改善載荷機(jī)構(gòu)性能，提高飛機(jī)飛行品質(zhì)。
【專利說明】
一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于飛機(jī)操縱系統(tǒng)的載荷機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代電傳操縱飛機(jī)中，由于駕駛桿與飛機(jī)氣動控制舵面間僅有電信號連接，駕駛員的操縱動作無法得到舵面氣動力反饋，因此必須另外設(shè)計人感系統(tǒng)給駕駛員提供操縱力感覺。而在現(xiàn)今主流的的被動式人感系統(tǒng)中，彈簧載荷機(jī)構(gòu)是操縱力的主要來源，其性能的好壞，直接影響到駕駛員操縱系統(tǒng)的人感特性，進(jìn)而影響到飛機(jī)的飛行品質(zhì)。
[0003]直筒式載荷機(jī)構(gòu)是目前廣泛使用的一種彈簧載荷機(jī)構(gòu)形式，其將所有部件置于一筒狀封閉殼體內(nèi)，各運動部件以殼體為導(dǎo)向作拉伸及壓縮的直線運動。此種結(jié)構(gòu)體積緊湊，同時能避免異物進(jìn)入機(jī)構(gòu)造成卡滯，可靠性高。但由于部件作直線運動，加之設(shè)計上的不完善之處，此種載荷機(jī)構(gòu)使用中也存在摩擦力過大的問題，對駕駛員操縱裝置的性能乃至飛機(jī)的飛行品質(zhì)造成了一定的不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有直筒式載荷機(jī)構(gòu)存在摩擦力過大的技術(shù)問題，提供一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，減小直筒式載荷機(jī)構(gòu)的摩擦力，大大改善載荷機(jī)構(gòu)性能，提高飛機(jī)飛行品質(zhì)。
[0005]為了解決本發(fā)明的技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，包括一個中空的圓柱形外筒I，用于在其內(nèi)安裝各種部件，為內(nèi)部部件提供運動約束，并保護(hù)內(nèi)部部件;所述外筒I內(nèi)安裝有一對彈簧座，分別為拉伸向彈簧座2和壓縮向彈簧座3，所述拉伸向彈簧座2和壓縮向彈簧座3之間安裝有一個螺旋壓縮彈簧4;所述拉伸向彈簧座2、壓縮向彈簧座3及螺旋壓縮彈簧4中心穿有一根工作桿5，所述工作桿5的一端與壓縮向彈簧座3背向螺旋壓縮彈簧4的一側(cè)軸向接觸，所述工作桿5另一端安裝有螺母6;所述工作桿5通過螺母6與拉伸向彈簧座2背向螺旋壓縮彈簧4的一側(cè)軸向接觸，所述工作桿5與拉伸向彈簧座2的軸向接觸為錐面接觸;所述外筒I的一端為收口端，與壓縮向彈簧座3背向螺旋壓縮彈簧4的一側(cè)軸向接觸;所述外筒I的另一端連接有耳環(huán)套筒7，所述耳環(huán)套筒7與拉伸向彈簧座2背向螺旋壓縮彈簧4的一側(cè)軸向接觸;所述拉伸向彈簧座2的徑向約束直接由外筒I提供，所述工作桿5的徑向約束由拉伸向彈簧座2和外筒I的收口端提供，所述壓縮向彈簧座3的徑向約束由壓縮向彈簧座3提供，所述拉伸向彈簧座2的長度為:耳環(huán)套筒7至外筒I收口端的軸向距離，減去載荷機(jī)構(gòu)的設(shè)計行程以及設(shè)計規(guī)范要求的運動機(jī)構(gòu)間隙。
[0006]優(yōu)選地，所述螺母6為錐形螺母，所述螺母6與所述拉伸向彈簧座2之間接觸方式為錐面接觸，減小拉伸向彈簧座2受到的徑向偏轉(zhuǎn)力矩，從而同樣能減小拉伸向彈簧座2徑向約束段上產(chǎn)生的用于平衡的接觸正壓力。
[0007]優(yōu)選地，所述拉伸向彈簧座2的徑向外壁與外筒I的徑向內(nèi)壁相接觸。
[0008]優(yōu)選地，所述拉伸向彈簧座2徑向外壁首尾兩端均加工有接觸環(huán)21，保證拉伸向彈簧座2與外筒I僅在首尾兩端發(fā)生接觸，以使實際的約束段長度盡量接近于拉伸向彈簧座2的真實長度。
[0009]優(yōu)選地，所述工作桿5通過軸肩結(jié)構(gòu)與壓縮向彈簧座3軸向接觸。
[0010]優(yōu)選地，所述工作桿5末端通過螺紋連接有耳環(huán)接頭8。
[0011]優(yōu)選地，所述耳環(huán)套筒7和耳環(huán)接頭8的耳環(huán)段安裝有軸承，為彈簧載荷機(jī)構(gòu)的安裝使用提供接口。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明獲得的有益效果是:
本發(fā)明公開的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，在傳統(tǒng)的直筒式載荷機(jī)構(gòu)上作出改進(jìn)，將拉伸向彈簧座的徑向約束段在結(jié)構(gòu)和功能允許的前提下盡可能加長，即拉伸向彈簧座的長度為:耳環(huán)套筒至外筒收口端的軸向距離，減去載荷機(jī)構(gòu)的設(shè)計行程以及設(shè)計規(guī)范要求的運動機(jī)構(gòu)間隙，使得當(dāng)拉伸向彈簧座因各種原因受到徑向偏轉(zhuǎn)力矩時，在徑向約束段上產(chǎn)生的用于平衡的接觸正壓力(此正壓力亦即導(dǎo)致載荷機(jī)構(gòu)中摩擦力產(chǎn)生的直接原因)得以減小;在工作桿與拉伸向彈簧座的軸向接觸位置采取錐面接觸，減小拉伸向彈簧座受到的徑向偏轉(zhuǎn)力矩，從而減小拉伸向彈簧座徑向約束段上產(chǎn)生的用于平衡的接觸正壓力。
[0013]本發(fā)明公開的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)上的巧妙改進(jìn)，大大減小載荷機(jī)構(gòu)使用中存在的摩擦力，改善載荷機(jī)構(gòu)性能，提高飛機(jī)飛行品質(zhì)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為拉伸向彈簧座結(jié)構(gòu)示意圖.圖3為螺母結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記:1、外筒;2、拉伸向彈簧座;21、接觸環(huán);3、壓縮向彈簧座;4、螺旋壓縮彈簧;5、工作桿;6、螺母;7、耳環(huán)套筒;8、耳環(huán)接頭。
具體實施方案
[0017]下面結(jié)合附圖，對實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]參見附圖1，一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，包括一個中空的圓柱形外筒1，用于在其內(nèi)安裝各種部件，為內(nèi)部部件提供運動約束，并保護(hù)內(nèi)部部件;所述外筒I內(nèi)安裝有一對彈簧座，分別為拉伸向彈簧座2和壓縮向彈簧座3，所述拉伸向彈簧座2和壓縮向彈簧座3之間安裝有一個螺旋壓縮彈簧4;所述拉伸向彈簧座2、壓縮向彈簧座3及螺旋壓縮彈簧4中心穿有一根工作桿5，所述工作桿5的一端與壓縮向彈簧座3背向螺旋壓縮彈簧4的一側(cè)軸向接觸，所述工作桿5另一端安裝有螺母6;所述工作桿5通過螺母6與拉伸向彈簧座2背向螺旋壓縮彈簧4的一側(cè)軸向接觸，所述工作桿5與拉伸向彈簧座2的軸向接觸為錐面接觸;所述外筒I的一端為收口端，與壓縮向彈簧座3背向螺旋壓縮彈簧4的一側(cè)軸向接觸;所述外筒I的另一端連接有耳環(huán)套筒7，所述耳環(huán)套筒7與拉伸向彈簧座2背向螺旋壓縮彈簧4的一側(cè)軸向接觸;所述拉伸向彈簧座2的徑向約束直接由外筒I提供，所述工作桿5的徑向約束由拉伸向彈簧座2和外筒I的收口端提供，所述壓縮向彈簧座3的徑向約束由壓縮向彈簧座3提供，所述拉伸向彈簧座2的長度為:耳環(huán)套筒7至外筒I收口端的軸向距離，減去載荷機(jī)構(gòu)的設(shè)計行程以及設(shè)計規(guī)范要求的運動機(jī)構(gòu)間隙。
[0019]進(jìn)一步地，所述螺母6為錐形螺母，所述螺母6與所述拉伸向彈簧座2之間接觸方式為錐面接觸，減小拉伸向彈簧座2可能受到的徑向偏轉(zhuǎn)力矩，從而同樣能減小拉伸向彈簧座2徑向約束段上產(chǎn)生的用于平衡的接觸正壓力。
[0020]進(jìn)一步地，所述拉伸向彈簧座2的徑向外壁與外筒I的徑向內(nèi)壁相接觸。
[0021 ]進(jìn)一步地，所述拉伸向彈簧座2徑向外壁首尾兩端均加工有接觸環(huán)21，保證拉伸向彈簧座2與外筒I僅在首尾兩端發(fā)生接觸。
[0022]進(jìn)一步地，所述工作桿5通過軸肩結(jié)構(gòu)與壓縮向彈簧座3軸向接觸。
[0023]進(jìn)一步地，所述工作桿5末端通過螺紋連接有耳環(huán)接頭8。
[0024]進(jìn)一步地，所述耳環(huán)套筒7和耳環(huán)接頭8的耳環(huán)段安裝有軸承，為彈簧載荷機(jī)構(gòu)的安裝使用提供接口。
[0025]當(dāng)載荷機(jī)構(gòu)拉伸，耳環(huán)套筒7保持不動而耳環(huán)接頭8向右運動時，耳環(huán)接頭8將通過工作桿5帶動螺母6向右運動，進(jìn)而推動拉伸向彈簧座2向右運動，而壓縮向彈簧座3受外筒I收口端的限制保持不動，螺旋壓縮彈簧4被壓縮，產(chǎn)生抵抗耳環(huán)接頭8向右運動的拉伸向載荷力。當(dāng)載荷結(jié)構(gòu)壓縮，耳環(huán)套筒7保持不動而耳環(huán)接頭8向左運動時，耳環(huán)接頭8將通過工作桿5推動壓縮向彈簧座3向左運動，而拉伸向彈簧座2受耳環(huán)套筒I的限制保持不動，螺旋壓縮彈簧4被壓縮，產(chǎn)生抵抗耳環(huán)接頭8向左運動的壓縮向載荷力。
[0026]通過調(diào)節(jié)螺母2，可以調(diào)整螺旋壓縮彈簧4的長度，亦即調(diào)節(jié)螺旋壓縮彈簧4的預(yù)緊力，從而獲得不同的載荷機(jī)構(gòu)啟動力。通過調(diào)節(jié)耳環(huán)接頭8，可以調(diào)整載荷機(jī)構(gòu)的長度，從而滿足操縱系統(tǒng)具體設(shè)計需求。
[0027]本發(fā)明通過加長拉伸向彈簧座2的徑向約束段長度，以及在工作桿與拉伸向彈簧座2間的軸向接觸位置采取錐面接觸的方法來減小載荷機(jī)構(gòu)的摩擦力。
[0028](I)為加長拉伸向彈簧座2徑向約束段長度，采取如下方法:
a.在結(jié)構(gòu)允許前提下盡量增加拉伸向彈簧座2的長度
在加工條件允許的前提下，盡量選取可能的最大長度，即拉伸向彈簧座2的長度為:耳環(huán)套筒7至外筒I收口端的軸向距離，減去載荷機(jī)構(gòu)的設(shè)計行程以及設(shè)計規(guī)范要求的運動機(jī)構(gòu)間隙；所述拉伸向彈簧座2的長度盡可能長，使得當(dāng)拉伸向彈簧座2因各種原因受到徑向偏轉(zhuǎn)力矩時，在徑向約束段上產(chǎn)生的用于平衡的接觸正壓力(此正壓力亦即導(dǎo)致載荷機(jī)構(gòu)中摩擦力產(chǎn)生的直接原因)得以減小。
[0029]b.合理設(shè)計拉伸向彈簧座2結(jié)構(gòu)形式以保證約束段長度
拉伸向彈簧座2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，拉伸向彈簧座2徑向外壁首尾兩端均加工有接觸環(huán)21，這是為了保證拉伸向彈簧座2與外筒I僅在首尾兩端發(fā)生接觸，以使實際的約束段長度盡量接近于拉伸向彈簧座2的真實長度。若無此結(jié)構(gòu)，則由于加工誤差，拉伸向彈簧座2與外筒I間的接觸可能發(fā)生在彈簧座中端，從而減少了實際的約束段長度。
[0030](2)工作桿與拉伸向彈簧座2間的軸向接觸位置采取錐面接觸，采取如下方法:
參見附圖2和附圖3，將拉伸向彈簧座2與螺母6接觸的部分設(shè)計為錐形孔結(jié)構(gòu)，螺母6亦設(shè)計為錐形螺母，可保證兩者間的接觸為錐面接觸。錐面角的合理取值，與錐面接觸部分直徑和錐面接觸部分到工作桿5的另一徑向約束點(亦即外筒I的收口端)的距離有關(guān);通過計算可得出一個最佳的錐面錐角取值，從而取得較好的減小拉伸向彈簧座2可能受到的徑向偏轉(zhuǎn)力矩的效果，減少載荷機(jī)構(gòu)的摩擦力。
[0031]以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例之一。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多類似的改形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括一個中空的圓柱形外筒(1)，所述 外筒(1)內(nèi)安裝有一對彈簧座，分別為拉伸向彈簧座(2)和壓縮向彈簧座(3)，所述拉伸向彈 簧座(2)和壓縮向彈簧座(3)之間安裝有一個螺旋壓縮彈簧(4);所述拉伸向彈簧座(2)、壓 縮向彈簧座(3)及螺旋壓縮彈簧(4)中心穿有一根工作桿(5)，所述工作桿(5)的一端與壓縮 向彈簧座(3)背向螺旋壓縮彈簧(4)的一側(cè)軸向接觸，所述工作桿(5)另一端安裝有螺母 (6);所述工作桿(5)通過螺母(6)與拉伸向彈簧座(2)背向螺旋壓縮彈簧(4)的一側(cè)軸向接 觸，所述工作桿(5 )與拉伸向彈簧座(2 )的軸向接觸為錐面接觸;所述外筒(1)的一端為收口 端，與壓縮向彈簧座(3)背向螺旋壓縮彈簧(4)的一側(cè)軸向接觸;所述外筒(1)的另一端連接 有耳環(huán)套筒(7)，所述耳環(huán)套筒(7)與拉伸向彈簧座(2)背向螺旋壓縮彈簧(4)的一側(cè)軸向接 觸;所述拉伸向彈簧座(2)的徑向約束直接由外筒(1)提供，所述工作桿(5)的徑向約束由拉 伸向彈簧座(2)和外筒(1)的收口端提供，所述壓縮向彈簧座(3)的徑向約束由壓縮向彈簧 座(3)提供，所述拉伸向彈簧座(2)的長度為:耳環(huán)套筒7至外筒1收口端的軸向距離，減去載 荷機(jī)構(gòu)的設(shè)計行程以及設(shè)計規(guī)范要求的運動機(jī)構(gòu)間隙。2.如權(quán)利要求1所述的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述螺母(6)為錐 形螺母。3.如權(quán)利要求2所述的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述螺母(6)與所 述拉伸向彈簧座(2 )之間接觸方式為錐面接觸。4.如權(quán)利要求1所述的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述拉伸向彈簧座 (2)的徑向外壁與外筒(1)的徑向內(nèi)壁相接觸。5.如權(quán)利要求1所述的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述拉伸向彈簧座 (2)徑向外壁首尾兩端均加工有接觸環(huán)(21)。6.如權(quán)利要求1所述的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述工作桿(5)通 過軸肩結(jié)構(gòu)與壓縮向彈簧座(3)軸向接觸。7.如權(quán)利要求1所述的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述工作桿(5)末 端通過螺紋連接有耳環(huán)接頭(8 )。8.如權(quán)利要求7所述的一種低摩擦力的彈簧載荷機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述耳環(huán)套筒(7) 和耳環(huán)接頭(8)的耳環(huán)段安裝有軸承。
【文檔編號】B64C13/04GK105947185SQ201610384659
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】曾嶸, 許志林, 梁瓊花, 袁平, 蔡暢嵐, 屈霞, 葉蕾, 朱輝杰, 鄧歡, 邰瑞雪, 郭丹
【申請人】江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司