一種定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試系統(tǒng)，它由試驗(yàn)臺架、液壓站、旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥、作動器試驗(yàn)器、數(shù)字存儲示波器、管道轉(zhuǎn)換接頭、上、下連接夾具、測力傳感器和定翼機(jī)方向舵組成；上連接夾具直接安裝在試驗(yàn)臺架上，下連接夾具通過測力傳感器與試驗(yàn)臺架相連，定翼機(jī)方向舵安裝在上、下連接夾具之間，液壓站通過油管與旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥連接，旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥再與定翼機(jī)方向舵連接，作動器試驗(yàn)器通過電路與旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥和測力傳感器連接，數(shù)字存儲示波器與作動器試驗(yàn)器連接顯示定翼機(jī)方向舵的相關(guān)信息。本測試系統(tǒng)能夠真實(shí)模擬定翼機(jī)方向舵的實(shí)際工作狀態(tài)以及受載形式，試驗(yàn)測試結(jié)果對于定翼機(jī)方向舵的疲勞定壽具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種定翼機(jī)方向蛇疲勞試驗(yàn)測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試系統(tǒng)，屬于試驗(yàn)測試【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 定翼機(jī)方向舵在工作過程中，承受著大小與方向不斷變化的交變載荷，在設(shè)計(jì)和 應(yīng)用時(shí)必須考核其疲勞壽命。定翼機(jī)方向舵通常作為定翼機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵子系統(tǒng)在 液壓驅(qū)動下工作，不僅承受自身作動器的液壓壓力，而且還承受外界氣動載荷作用。常規(guī)的 疲勞試驗(yàn)機(jī)僅能模擬外部氣動載荷作用，而不能模擬作動器液壓壓力作用。目前，尚缺乏有 效而實(shí)用的定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)的測試系統(tǒng)。為此，本發(fā)明將試驗(yàn)臺架、液壓站、旋轉(zhuǎn)直 接驅(qū)動閥、作動器試驗(yàn)器、數(shù)字存儲示波器、管道轉(zhuǎn)換接頭、連接夾具、測力傳感器和定翼機(jī) 方向舵集成為定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試系統(tǒng)。本測試系統(tǒng)能夠真實(shí)模擬定翼機(jī)方向舵的 實(shí)際工作狀態(tài)以及受載形式，試驗(yàn)測試結(jié)果對于定翼機(jī)方向舵的疲勞定壽具有重要的工程 應(yīng)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 1、目的：本發(fā)明目的是提供一種定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試系統(tǒng)，它可以模擬定 翼機(jī)方向舵的真實(shí)工作狀態(tài)與載荷作用，具有簡單、實(shí)用、高效的特點(diǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行成本也比 較低。
[0004] 2、技術(shù)方案：本發(fā)明一種定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試系統(tǒng)，由試驗(yàn)臺架、液壓站、 旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥、作動器試驗(yàn)器、數(shù)字存儲示波器、管道轉(zhuǎn)換接頭、上、下連接夾具、測力傳 感器和定翼機(jī)方向舵組成。它們之間的位置連接關(guān)系如下：上連接夾具安裝在試驗(yàn)臺架上， 下連接夾具通過測力傳感器與試驗(yàn)臺架相連，測力傳感器將測得的力信號反饋給作動器試 驗(yàn)器，定翼機(jī)方向舵安裝在上、下連接夾具之間，作動器試驗(yàn)器通過電路與旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥 連接控制該閥的開度，旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥通過油管同時(shí)與液壓站和定翼機(jī)方向舵連接，數(shù)字 存儲示波器與作動器試驗(yàn)器連接顯示定翼機(jī)方向舵的相關(guān)信息。其中，試驗(yàn)臺架、定翼機(jī)方 向舵、測力傳感器與上、下連接夾具的連接順序如下：
[0005] 試驗(yàn)臺架一上連接夾具一定翼機(jī)方向舵一下連接夾具一測力傳感器一試驗(yàn)臺架
[0006] 所述試驗(yàn)臺架為一固定的剛性框架平臺，呈井字型框架結(jié)構(gòu)，它具有剛度大、變形 小、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，以確保定翼機(jī)方向舵在疲勞試驗(yàn)過程中的穩(wěn)定支撐。
[0007] 所述的液壓站為常規(guī)液壓站，需有輸油口和回油口，輸油口用于向旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動 閥輸送液壓油，回油口用于液壓油回流入液壓站，液壓站能提供的油壓需大于定翼機(jī)方向 舵的試驗(yàn)油壓并能保持穩(wěn)定。
[0008] 所述的管道轉(zhuǎn)換接頭是多臺階軸類零件，為液壓站的進(jìn)出油口與油管之間的接 頭，用以連接油管和液壓站的進(jìn)出油口。
[0009] 所述的旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥為與定翼機(jī)方向舵連接的輔助部件，其內(nèi)部有電機(jī)控制閥 門的開度。旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥將液壓油送往定翼機(jī)方向舵，驅(qū)動活塞軸向移動，其中控制閥門 開度的電機(jī)受作動器試驗(yàn)器驅(qū)動，以改變活塞運(yùn)動方向及速度，形成閉環(huán)控制，可將定翼機(jī) 方向舵中的活塞有效地維持在平衡位置。
[0010] 所述的作動器試驗(yàn)器為驅(qū)動旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥電機(jī)的電子裝置，向旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥 的電機(jī)輸出控制信號，并接收定翼機(jī)方向舵反饋的活塞位置信號和測力傳感器反饋的作用 力大小信號。
[0011] 所述的數(shù)字存儲示波器為常用的示波器，用以觀測定翼機(jī)方向舵的控制和反饋信 號。
[0012] 所述定翼機(jī)方向舵是一種雙腔單活塞桿的液壓伺服驅(qū)動裝置，它由耳環(huán)、活塞桿、 作動器筒體、耳軸、卡圈、襯套、Reaction桿、Kick桿和連接螺栓組成，整個(gè)系統(tǒng)由連接螺栓 連接和固定。在作動器試驗(yàn)器的控制下，液壓站向定翼機(jī)方向舵活塞端面兩端提供不同的 壓力流量，驅(qū)動活塞桿伸出縮回，活塞桿通過與固定的連接夾具相連接的耳環(huán)維持平衡。其 中液壓站的工作壓力為21MPa，活塞桿的最大工作載荷為43. 2KN。
[0013] 所述的上、下連接夾具是帶軸承孔的螺紋連接件，其兩端分別與定翼機(jī)方向舵 (耳環(huán)、Reaction桿、Kick桿）和試驗(yàn)臺架連接，以便給定翼機(jī)方向舵提供支撐。
[0014] 所述測力傳感器是常規(guī)的復(fù)合測力傳感器，用以測量定翼機(jī)方向舵承受的載荷作 用，并將測得的作用力信號反饋給作動器試驗(yàn)器，其中測力傳感器的量程大于定翼機(jī)方向 航所承受:的最大載荷。
[0015] 3、優(yōu)點(diǎn)及功效：本發(fā)明的有益效果是可以單獨(dú)對定翼機(jī)方向舵進(jìn)行疲勞試驗(yàn)測 試，可為定翼機(jī)方向舵設(shè)計(jì)、開發(fā)和驗(yàn)證提供有效技術(shù)支撐，此外，本發(fā)明具有簡單、實(shí)用、 高效、成本低的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地完成定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017] 圖1試驗(yàn)臺架示意圖
[0018] 圖2是管道轉(zhuǎn)換接頭示意圖。
[0019] 圖3是上連接夾具示意圖。
[0020] 圖4是下連接夾具示意圖。
[0021] 圖5是定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0022] 圖5中：1.試驗(yàn)臺架，2.上連接夾具，3.定翼機(jī)方向舵，4.旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥，5.管 道轉(zhuǎn)換接頭，6.液壓站，7.數(shù)字存儲示波器，8.作動器試驗(yàn)器，9.下連接夾具，10.測力傳感 器。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

【具體實(shí)施方式】 [0024] ：結(jié)合圖1至圖5說明本發(fā)明的。
[0025] 在圖5中，本發(fā)明一種定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試系統(tǒng)，由試驗(yàn)臺架1、液壓站6、 作動器試驗(yàn)器8、數(shù)字存儲示波器7、旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥4、管道轉(zhuǎn)換接頭5、上連接夾具2、下 連接夾具9、測力傳感器10和定翼機(jī)方向舵3組成。它們之間的位置連接關(guān)系如下：上連 接夾具2、下連接夾具9通過測力傳感器10與試驗(yàn)臺架1連接，定翼機(jī)方向舵3兩端安裝 在上、下連接夾具2、9上，液壓站6通過油管與旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥4連接，旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥4 再與定翼機(jī)方向舵3連接，作動器試驗(yàn)器8通過電路與旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥4連接，數(shù)字存儲示 波器7與作動器試驗(yàn)器8連接顯示定翼機(jī)方向舵3的相關(guān)信息，測力傳感器10通過電路與 作動器試驗(yàn)器8相連反饋定翼機(jī)方向舵3承受的相關(guān)力信號。在本實(shí)施實(shí)例中的試驗(yàn)臺架 1為自主設(shè)計(jì)的剛體框架平臺，呈井字型框架結(jié)構(gòu)，它通過與地面固定的連接可以為定翼機(jī) 方向舵3在疲勞測試過程中提供穩(wěn)定的支撐。
[0026] 液壓站6將設(shè)定壓力的液壓油送往旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥4,旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥4再將液壓 油送往定翼機(jī)方向舵3,驅(qū)動活塞軸向移動；而定翼機(jī)方向舵3的耳環(huán)軸承孔、Reaction桿 軸承孔以及Kick桿軸承孔分別與下、上連接夾具9、2相連以便為定翼機(jī)方向舵3提供穩(wěn)定 的約束支撐，可將定翼機(jī)方向舵3中活塞有效地維持在平衡位置。測力傳感器10將測得的 定翼機(jī)方向舵3受力情況反饋給作動器試驗(yàn)器8,作動器試驗(yàn)器8再根據(jù)測力傳感器10的 反饋信號調(diào)整旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥4中液壓油的方向及閥的開度，形成閉環(huán)控制，使得液壓站6 按照預(yù)定的疲勞載荷譜施加給定翼機(jī)方向舵3。由于作動器試驗(yàn)器8沒有顯示屏幕，因此， 將它與數(shù)字存儲示波器7相連，以顯示定翼機(jī)方向舵3的受力情況和相應(yīng)的活塞位移。作 動器試驗(yàn)器8將測力傳感器10反饋的定翼機(jī)方向舵3受到的力信號及閥通斷Η通道信號 提供給數(shù)字存儲示波器7的1通道，以顯示定翼機(jī)方向舵3的受力情況以及旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動 閥4的開度及液壓油流動方向，作動器試驗(yàn)器8的解調(diào)及開閉環(huán)Η通道提供信號給數(shù)字存 儲示波器7的2通道，以顯示定翼機(jī)方向舵3的活塞位移。數(shù)字存儲示波器7還能計(jì)算并 顯示1通道峰峰值和2通道峰峰值，黃色高頻的信號為1通道信號，綠色低頻的信號為2通 道信號。由作動器試驗(yàn)器8引出的電線一分為3, 一路連定翼機(jī)方向舵3, 一路連測力傳感 器10, 一路連旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥4。
[0027] 定翼機(jī)方向舵3是通過耳環(huán)軸承孔、Reaction桿軸承孔以及Kick桿軸承孔固定 安裝的，因此需要設(shè)計(jì)專門的連接夾具將定翼機(jī)方向舵3與試驗(yàn)臺架1 (見圖1)相連，上、 下連接夾具如圖3、圖4所示。另外，定翼機(jī)方向舵3的液壓管路接頭為M12X 1的母接頭， 液壓站6為M14X 1. 5X 12的螺紋孔，為此，設(shè)計(jì)并加工了 1對液壓管路與液壓站6之間的 轉(zhuǎn)接接頭5 (如圖2所示）。
[0028] 這樣，通過上面設(shè)計(jì)的這套系統(tǒng)就可以完成定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試。
【權(quán)利要求】
1. 一種定翼機(jī)方向舵疲勞試驗(yàn)測試系統(tǒng)，其特征在于：它由試驗(yàn)臺架、液壓站、旋轉(zhuǎn)直 接驅(qū)動閥、作動器試驗(yàn)器、數(shù)字存儲示波器、管道轉(zhuǎn)換接頭、上、下連接夾具、測力傳感器和 定翼機(jī)方向舵組成；上連接夾具安裝在試驗(yàn)臺架上，下連接夾具通過測力傳感器與試驗(yàn)臺 架相連，測力傳感器將測得的力信號反饋給作動器試驗(yàn)器，定翼機(jī)方向舵安裝在上、下連接 夾具之間，作動器試驗(yàn)器通過電路與旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥連接控制該閥的開度，旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動 閥通過油管同時(shí)與液壓站和定翼機(jī)方向舵連接，數(shù)字存儲示波器與作動器試驗(yàn)器連接顯示 定翼機(jī)方向舵的相關(guān)信息；其中，試驗(yàn)臺架、定翼機(jī)方向舵、測力傳感器與上、下連接夾具的 連接順序如下： 試驗(yàn)臺架一上連接夾具一定翼機(jī)方向舵一下連接夾具一測力傳感器一試驗(yàn)臺架 所述試驗(yàn)臺架為一固定的剛性框架平臺，呈井字型框架結(jié)構(gòu)，它具有剛度大、變形小、 穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，以確保定翼機(jī)方向舵在疲勞試驗(yàn)過程中的穩(wěn)定支撐； 所述的液壓站為常規(guī)液壓站，需有輸油口和回油口，輸油口用于向旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥輸 送液壓油，回油口用于液壓油回流入液壓站，液壓站能提供的油壓需大于定翼機(jī)方向舵的 試驗(yàn)油壓并能保持穩(wěn)定； 所述的管道轉(zhuǎn)換接頭是多臺階軸類零件，為液壓站的進(jìn)出油口與油管之間的接頭，用 以連接油管和液壓站的進(jìn)出油口； 所述的旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥為與定翼機(jī)方向舵連接的輔助部件，其內(nèi)部有電機(jī)控制閥門的 開度；旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥將液壓油送往定翼機(jī)方向舵，驅(qū)動活塞軸向移動，其中控制閥門開度 的電機(jī)受作動器試驗(yàn)器驅(qū)動，以改變活塞運(yùn)動方向及速度，形成閉環(huán)控制，將定翼機(jī)方向舵 中的活塞有效地維持在平衡位置； 所述的作動器試驗(yàn)器為驅(qū)動旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥電機(jī)的電子裝置，向旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動閥的電 機(jī)輸出控制信號，并接收定翼機(jī)方向舵反饋的活塞位置信號和測力傳感器反饋的作用力大 小信號； 所述的數(shù)字存儲示波器為常用的示波器，用以觀測定翼機(jī)方向舵的控制和反饋信號； 所述定翼機(jī)方向舵是一種雙腔單活塞桿的液壓伺服驅(qū)動裝置，它由耳環(huán)、活塞桿、作動 器筒體、耳軸、卡圈、襯套、Reaction桿、Kick桿和連接螺栓組成，整個(gè)系統(tǒng)由連接螺栓連接 和固定；在作動器試驗(yàn)器的控制下，液壓站向定翼機(jī)方向舵活塞端面兩端提供不同的壓力 流量，驅(qū)動活塞桿伸出縮回，活塞桿通過與固定的連接夾具相連接的耳環(huán)維持平衡；其中液 壓站的工作壓力為21MPa，活塞桿的最大工作載荷為43. 2KN ; 所述的上、下連接夾具是帶軸承孔的螺紋連接件，其兩端分別與定翼機(jī)方向舵的耳環(huán)、 Reaction桿、Kick桿和試驗(yàn)臺架連接，以便給定翼機(jī)方向舵提供支撐； 所述測力傳感器是復(fù)合測力傳感器，用以測量定翼機(jī)方向舵承受的載荷作用，并將測 得的作用力信號反饋給作動器試驗(yàn)器，其中測力傳感器的量程大于定翼機(jī)方向舵所承受的 最大載荷。
【文檔編號】G01M13/00GK104155087SQ201410213270
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】熊峻江, 張亦波, 滿孜郁 申請人:北京航空航天大學(xué)