CN107757947A - 一种刚度可调的液压做动器调试台架及调试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于加载作动筒调试的试验台架及使用方法，其特征在于，包括承力地轨(1)，活动钢梁支座(2)、活动钢梁(3)、弹簧支撑架(4)、空气弹簧组(5)、限位拉杆(6)和气动控制系统装置；承力地轨(1)固定安装活动钢梁支座(2)、弹簧支撑架(4)；活动钢梁铰接接头(3‑3)铰接在活动钢梁支座铰链耳座(2‑2)上，另一端搭接在弹簧支撑架(4)的铰接支撑上；空气弹簧组(5)安装在活动钢梁(3)与弹簧支撑架(4)之间；限位拉杆(6)用于对空气弹簧组(5)进行侧向限位；气动控制装置控制空气弹簧组(5)内部气压，实现试验件刚度模拟。本发明可在带负载情况下完成载荷校准试验所用加载作动筒及加载系统性能调试、参数配置、协调性验证、故障模拟、应急处理及、试验工况预演及优化。
Description
技术领域
本发明用于飞机飞行试验领域，涉及一种飞机载荷校准试验加载系统调试的台架，特别涉及试验件刚度变化时对液压作动筒进行性能调试及试验工况模拟的调试台架。
背景技术
飞机载荷实测是飞机设计定型试飞的重要项目。目前，国、内外普遍采用的飞机载荷实测方法为应变法。用应变法进行载荷实测必须进行载荷地面校准试验，它是载荷实测的前提和关键，是关系到载荷实测结果正确与否的重要环节。载荷地面校准试验，是模拟飞机待测部件在实际使用中的受载情况，对加装了应变电桥的结构部件施加已知载荷，建立外载荷与电桥输出之间的定量关系。为提高校准精度，需要加大载荷量级，增加载荷工况，使校准载荷与实际使用情况尽可能一致，这又会导致试验安全性降低。
在飞机载荷校准试验时，大量不同规格的液压作动筒被用于试件加载、飞机约束及安全保护措施中。因此试验前不仅要对作动筒进行诸如承载能力、加载极性、加载速率等进行性能调试，还须完成多套作动筒同时使用时加/卸载的协调性、异常卸载、应急保护等功能调试；另外还须完成试验件刚度变化对作动筒控制参数配置影响调试，试验工况模拟等工作以保证试验安全并发挥做动器最佳性能。为此研制了一种刚度可调节的液压作动器调试台架，用于模拟试验件不同刚度下加载系统控制参数调试及试验严重工况预演，及时发现试验中存在的风险点，进而保证试验安全。
发明内容
发明目的：
本发明提供一种安全、可靠、可模拟不同试验件刚度/变形的加载作动筒参数配置、性能调试并可进行危险试验工况演示要求的工作台架。
发明技术解决方案：
本发明提供了一种用于加载作动筒调试的试验台架，其特征在于，包括试验地轨，试验地轨安装有活动钢梁支座、活动钢梁、弹簧支撑架、空气弹簧组、保护装置、防失稳装置、气动控制系统装置等。
活动钢梁支座其主要作用是支撑活动钢梁，活动刚梁支座顶部安装有铰接支座与活动钢梁连接，底部与承力地轨固定。
调试台架包含两根活动钢梁，每根活动钢梁都是槽钢焊接装配而成，其作用是模拟试验件刚度，进一步其截面设计为“Ⅱ”字型，中部设置空气弹簧组安装托板；进一步活动钢梁的一端与活动钢梁支座铰接，可绕铰支座自由转动，另一端为自由端；进一步活动钢梁上设置有调节孔，以便限位拉杆穿过，防止活动钢梁在转动过程中发生偏移；进一步活动刚梁上布置加载吊耳或垫块，用于固定待调试作动筒，两个加载点间距离不小于500mm。
弹簧支撑架为支撑空气弹簧组的刚性框架，由支柱及压梁铰接而成，进一步弹簧支撑架与承力地轨固定约束，进一步压梁上装有法兰与空气弹簧组接触，弹簧支撑架上固定有限位拉杆，用于防止空气弹簧组失稳。
空气弹簧组安装在活动钢梁与弹簧支撑架之间，用来模拟试验件刚度。进一步，空气弹簧组选用囊式橡胶空气弹簧；进一步空气弹簧组按功能分为压向空气弹簧组和拉向空气弹簧组，压向空气弹簧组用于承担压向受载，拉向空气弹簧组用于拉向承载；进一步压向空气弹簧组采用6个空气弹簧以串并联方式安装在活动刚梁上表面，串联时弹簧之间通过过渡封板连接；空气弹簧组与活动刚梁上表面、弹簧支撑架上框架之间固定约束；进一步拉向空气弹簧组采用2个空气弹簧并联安装于活动刚梁下表面，与活动刚梁下表面固定约束，与弹簧支撑架下框架接触连接。
保护装置包括限位支撑，进一步限位支撑固定在弹簧支撑架上，其主要作用是限制活动刚梁的运动范围，防止空气弹簧组超出其所能承受的最大压缩量，起到保护作用。
防失稳装置采用拉杆对空气弹簧组进行侧向限位。进一步弹簧支撑架上安装限位拉杆，限位拉杆穿过空气弹簧组的过渡封板调节孔，过渡封板调节孔沿拉杆上下滑动，空气弹簧组在限位拉杆的限制下不会发生侧向偏移，避免空气弹簧组失稳。
气动控制装置由节流阀、电磁阀、压力传感器、控制器、安全阀组成，进一步气源通过节流阀、充压电磁阀充入空气弹簧中。节流阀用于初调充气回路的开口大小，调整合适的充气速度，压力传感器输出反馈信号，经过控制器作用于充压电磁阀上，当达到所需压力值时，断开充压电磁阀。需要释放空气弹簧压力时，打开泄压电磁阀，压力经过消音器排入空气中。空气弹簧进口处接安全阀，用来保证空气弹簧压力不超过额定值。
一种刚度可调的液压作动筒调试台架，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将活动刚梁支座定位并固定在承力地轨上，顶端安装铰接耳座，活动钢梁通过铰接接头与铰接耳座铰接；
第二步，弹簧支撑架定位并与承力地轨固定约束，弹簧支撑架各部件间采用螺栓连接。安装时，先将弹簧支撑架外侧框架及中间框架放置到位，并与承力地轨固接，进一步将上框架安装至侧框架的相应位置；
第三步，在弹簧支撑架下框架上安装活动钢梁铰接支撑，其作用是在非工作状态下支撑活动钢梁，避免拉向空气弹簧受到挤压。在工作状态下，将插销拔出实现活动刚梁的自由转动；
第四步，安装活动钢梁，活动刚梁一端采用销轴与螺母与位于活动钢梁支座上的铰接支座连接，另一端搭接在竖起的铰接支撑上；活动刚梁安装完成之后，用螺栓固定连接弹簧支撑架上框架；
第五步：安装压向空气弹簧组和拉向空气弹簧组。压向空气弹簧组采用6个空气弹簧以串/并联方式安装在活动刚梁上表面，空气弹簧组与活动刚梁上表面、弹簧支撑架上框架之间固定连接。拉向空气弹簧组采用2个空气弹簧并联安装于活动刚梁下表面，与活动刚梁下表面固定连接，与弹簧支撑架下框架接触连接；
第六步：防失稳装置包括限位拉杆和小斜撑。限位拉杆穿过空气弹簧组的过渡封板及活动刚梁，固定在弹簧支撑架的上下框架上；进一步将小斜撑连接安装在弹簧支撑架上；
第七步：气动控制装置安装。将空气弹簧气动组件(气管、电磁阀、安全阀、压力表、压力传感器等)按照设计状态连接空气弹簧组、气源，并完成控制系统气路、电路连接及控制操纵台连接。
第八步：完成待调试作动筒安装。调试加载作动器压向时，选配不同高度的作动器安装底座，作动器底部采用安装板直接与作动器安装底座固定连接，安装底座与承力地轨固定连接。作动器顶端装加载垫板与活动刚梁下表面对应位置的垫块接触连接；调试加载作动器拉向时，加载作动器底座采用铰接底座并与承力地轨固定连接。作动器顶部连接双耳与活动刚梁上的对应位置吊耳铰接；
第九步：根据调试任务设定空气弹簧组压力，模拟试验件刚度，利用加载系统完成负载情况下加载作动筒及加载系统性能调试、参数配置、协调性验证、故障模拟、应急处理及试验工况预演。
与现有技术相比具有的优点或积极效果：
用“刚度可调的液压作动筒调试台架”对自动协调加载作动筒及加载系统进行调试，主要具有以下优点和积极效果：
a)可在带负载情况下完成载荷校准试验所用加载作动筒及加载系统性能调试、参数配置、协调性验证、故障模拟、应急处理及、试验工况预演及优化；
b)不仅可实现试验件的定刚度模拟，亦可通过调节空气弹簧组内部气压实现试验件刚度改变的模拟，还能连续模拟机翼等试验件从根部到尖部的局部刚度变化状况；
c)可实现26个不同规格液压作动筒安装、调试，调试数目多、调试效率高；
d)可承受50吨压向载荷和25吨拉向载荷作动筒调试，并具有较高的强度安全裕度，承载能力大；
e)可以实现机翼及其它试验件严重工况下大变形能力的模拟，变形可达1.5m～-0.5m；
f)可同时进行正、负垂向(压向、拉向)试验工况的调试。
附图说明
图1是一种刚度可调的液压作动筒调试台架安装示意图。
图2是活动钢梁支座结构示意图。
图3是活动钢梁结构示意图。
图4是弹簧支撑架结构示意图。
图5是空气弹簧组结构示意图。
图中：
1：承力地轨；2：活动钢梁支座；3：活动钢梁；4：弹簧支撑架；5：空气弹簧组；6：限位拉杆；7：作动筒；
2-1：支座；2-2：铰接耳座
3-1：空气弹簧安装底板；3-2：调节孔；3-3：铰接接头；
4-1：立柱；4-2：弹簧支撑板；4-3：压梁；
5-1：压向空气弹簧组；5-2：拉向空气弹簧组；5-3：过渡封板；5-4：过渡封板调节孔。
具体实施方式
本发明提供了一种用于加载作动筒调试的试验台架，其特征在于，包括承力地轨1，活动钢梁支座2、活动钢梁3、弹簧支撑架4、空气弹簧组5、限位拉杆6和气动控制系统装置。
承力地轨1固定安装活动钢梁支座2、弹簧支撑架4。
活动钢梁铰接接头3-3铰接在活动钢梁支座铰链耳座2-2上，另一端搭接在弹簧支撑架 4的铰接支撑上。
弹簧支撑架4包括立柱4-1，进一步立柱4-1上固定约束压梁4-3，进一步压梁4-3上安装弹簧支撑板4-2。
空气弹簧组5包括压向空气弹簧组5-1、拉向空气弹簧组5-2；进一步压向空气弹簧组 5-1和拉向空气弹簧组5-2安装在活动钢梁3与弹簧支撑架4之间；进一步压向空气弹簧组 5-1采用6个空气弹簧以先串后并联方式安装在活动刚梁3上表面，串联时单个弹簧之间通过过渡封板5-3连接；进一步拉向空气弹簧组5-2采用2个空气弹簧并联安装于活动刚梁3下表面，与弹簧支撑架4下框架接触连接。
限位拉杆6用于对空气弹簧组5进行侧向限位。进一步限位拉杆6固定安装在弹簧支撑架4上下框架之间；进一步限位拉杆6穿过空气弹簧组过渡封板调节孔5-4，过渡封板调节孔5-4沿拉杆6上下滑动。
气动控制装置由节流阀、电磁阀、压力传感器、控制器、安全阀组成，进一步气源通过节流阀、充压电磁阀充入空气弹簧中。节流阀用于初调充气回路的开口大小，调整合适的充气速度，压力传感器输出反馈信号，经过控制器作用于充压电磁阀上，当达到所需压力值时，断开充压电磁阀。需要释放空气弹簧压力时，打开泄压电磁阀，压力经过消音器排入空气中。空气弹簧进口处接安全阀，用来保证空气弹簧压力不超过额定值。
一种刚度可调的液压作动筒调试台架，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将活动刚梁支座2定位并通固定在承力地轨1上，顶端安装铰接耳座2-2，活动钢梁3通过铰接接头3-3与铰接耳座2-2铰接；
第二步，弹簧支撑架4定位并与承力地轨1固定约束，弹簧支撑架4各部件间采用螺栓连接。安装时，先将弹簧支撑架4外侧框架及中间框架放置到位，并与承力地轨1固接，进一步将上框架安装至侧框架的相应位置；
第三步，在弹簧支撑架4下框架上安装活动钢梁3铰接支撑，其作用是在非工作状态下支撑活动钢梁3，避免拉向空气弹簧组5-2受到挤压。在工作状态下，将插销拔出实现活动刚梁3的自由转动；
第四步，安装活动钢梁3，活动钢梁3通过铰接接头3-3与铰接耳座2-2铰接；另一端搭接弹簧支撑架4竖起的铰接支撑上；活动刚梁安装完成之后，用螺栓固定连接弹簧支撑架4上框架；
第五步：空气弹簧组5包括压向空气弹簧组5-1、拉向空气弹簧组5-2；进一步压向空气弹簧组5-1和拉向空气弹簧组5-2安装在活动钢梁3与弹簧支撑架4之间；进一步压向空气弹簧组5-1采用6个空气弹簧以先串后并联方式安装在活动刚梁3上表面，串联时单个弹簧之间通过过渡封板5-3连接；进一步拉向空气弹簧组5-2采用2个空气弹簧并联安装于活动刚梁3下表面，与弹簧支撑架4下框架接触连接。
第六步：限位拉杆6用于对空气弹簧组5进行侧向限位。进一步限位拉杆6固定安装在弹簧支撑架4上下框架之间；进一步限位拉杆6穿过空气弹簧组过渡封板调节孔5-4，过渡封板调节孔5-4沿拉杆6上下滑动。
第七步：气动控制装置安装。将空气弹簧气动组件(气管、电磁阀、安全阀、压力表、压力传感器等)按照设计状态连接空气弹簧组、气源，并完成控制系统气路、电路连接及控制操纵台连接。
第八步：完成待调试作动筒7安装。调试加载作动器7压向加载时，选配不同高度的作动器7安装底座，作动器7底部采用安装板直接与作动器安装底座固定连接，安装底座与承力地轨1固定连接。作动器7顶端装加载垫板与活动刚梁3下表面对应位置的垫块接触连接；调试加载作动器7拉向加载时，加载作动器7底座采用铰接底座并与承力地轨1固定连接。作动器7顶部连接双耳与活动刚梁3上的对应位置吊耳铰接；
第九步：根据调试任务设定空气弹簧组5压力，模拟试验件刚度，利用加载系统完成负载情况下加载作动筒及加载系统性能调试、参数配置、协调性验证、故障模拟、应急处理及试验工况预演。
Claims (6)
1.一种用于加载作动筒调试的试验台架，其特征在于，包括承力地轨(1)，活动钢梁支座(2)、活动钢梁(3)、弹簧支撑架(4)、空气弹簧组(5)、限位拉杆(6)和气动控制系统装置；承力地轨(1)固定安装活动钢梁支座(2)、弹簧支撑架(4)；活动钢梁铰接接头(3-3)铰接在活动钢梁支座铰链耳座(2-2)上，另一端搭接在弹簧支撑架(4)的铰接支撑上；空气弹簧组(5)安装在活动钢梁(3)与弹簧支撑架(4)之间；限位拉杆(6)用于对空气弹簧组(5)进行侧向限位；气动控制装置控制空气弹簧组(5)内部气压，实现试验件刚度模拟。
2.根据权利要求1所述的一种用于加载作动筒调试的试验台架，其特征在于，利用空气弹簧原理改变台架整体刚度，实现试验件局部刚度及变形能力的模拟。
3.根据权利要求2所述的一种用于加载作动筒调试的试验台架，其特征在于，利用空气弹簧并联形式实现承载要求，利用空气弹簧串联形式实现大变形要求。
4.根据权利要求2所述的一种用于加载作动筒调试的试验台架，其特征在于，空气弹簧组(5)包括压向空气弹簧组(5-1)、拉向空气弹簧组(5-2)；压向空气弹簧组(5-1)和拉向空气弹簧组(5-2)安装在活动钢梁(3)与弹簧支撑架(4)之间；压向空气弹簧组(5-1)采用6个空气弹簧以先串后并联方式安装在活动刚梁(3)上表面，串联时单个弹簧之间通过过渡封板(5-3)连接；拉向空气弹簧组(5-2)采用2个空气弹簧并联安装于活动刚梁(3)下表面，与弹簧支撑架(4)下框架接触连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于加载作动筒调试的试验台架，其特征在于，利用活动钢梁模拟机翼、尾翼关键承力结构，实现载荷校准试验时试验工况设计及优化，尤其是高载大变形机翼工况设计和优化。
6.用于一种用于加载作动筒调试的试验台架的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将活动刚梁支座(2)定位并通固定在承力地轨(1)上，顶端安装铰接耳座(2-2)，活动钢梁(3)通过铰接接头(3-3)与铰接耳座(2-2)铰接；
第二步，弹簧支撑架(4)定位并与承力地轨(1)固定约束，弹簧支撑架(4)各部件间采用螺栓连接；安装时，先将弹簧支撑架(4)外侧框架及中间框架放置到位，并与承力地轨(1)固接，进一步将上框架安装至侧框架的相应位置；
第三步，在弹簧支撑架(4)下框架上安装活动钢梁(3)铰接支撑，其作用是在非工作状态下支撑活动钢梁(3)，避免拉向空气弹簧组(5-2)受到挤压；在工作状态下，将插销拔出实现活动刚梁(3)的自由转动；
第四步，安装活动钢梁(3)，活动钢梁(3)通过铰接接头(3-3)与铰接耳座(2-2)铰接；另一端搭接弹簧支撑架(4)竖起的铰接支撑上；活动刚梁安装完成之后，用螺栓固定连接弹簧支撑架(4)上框架；
第五步：空气弹簧组(5)包括压向空气弹簧组(5-1)、拉向空气弹簧组(5-2)；进一步压向空气弹簧组(5-1)和拉向空气弹簧组(5-2)安装在活动钢梁(3)与弹簧支撑架(4)之间；进一步压向空气弹簧组(5-1)采用6个空气弹簧以先串后并联方式安装在活动刚梁(3)上表面，串联时单个弹簧之间通过过渡封板(5-3)连接；进一步拉向空气弹簧组(5-2)采用2个空气弹簧并联安装于活动刚梁(3)下表面，与弹簧支撑架(4)下框架接触连接；
第六步：限位拉杆(6)用于对空气弹簧组(5)进行侧向限位；进一步限位拉杆(6)固定安装在弹簧支撑架(4)上下框架之间；进一步限位拉杆(6)穿过空气弹簧组过渡封板调节孔(5-4)，过渡封板调节孔(5-4)沿拉杆(6)上下滑动；
第七步：气动控制装置安装；将空气弹簧气动组件(气管、电磁阀、安全阀、压力表、压力传感器等)按照设计状态连接空气弹簧组、气源，并完成控制系统气路、电路连接及控制操纵台连接；
第八步：完成待调试作动筒(7)安装；调试加载作动器(7)压向加载时，选配不同高度的作动器(7)安装底座，作动器(7)底部采用安装板直接与作动器安装底座固定连接，安装底座与承力地轨(1)固定连接；作动器(7)顶端装加载垫板与活动刚梁(3)下表面对应位置的垫块接触连接；调试加载作动器(7)拉向加载时，加载作动器(7)底座采用铰接底座并与承力地轨(1)固定连接；作动器(7)顶部连接双耳与活动刚梁(3)上的对应位置吊耳铰接；
第九步：根据调试任务设定空气弹簧组(5)压力，模拟试验件刚度，利用加载系统完成负载情况下加载作动筒及加载系统性能调试、参数配置、协调性验证、故障模拟、应急处理及试验工况预演。
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