CN110319972A - 一种全过程模拟矢量发动机推力标定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空发动机设计技术领域，涉及一种全过程模拟矢量发动机推力标定装置，本发明的推力标定装置在发动机前端采用拉式校准，包含调整方位角的转盘机构、调整矢量角的直线机构；所述直线机构和所述转盘机构固定在一起。还包括：用于安装转盘机构的校准支架、用于安装标准力源加载力作用点的加载支架；所述加载支架为可移动的；所述校准支架固定在测力平台的静架上；所述加载支架固定在测力平台的动架上；所述测力平台的静架与所述动架通过测力元件连接。本发明采用拉式力方式的标准力源有效降低了设备变形造成的角度误差，直线度较高。特别应用于六分力校准装置，也可以应用于航空发动机矢量试车台。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机设计技术领域，涉及一种全过程模拟矢量发动机推力标定装置，特别应用于六分力校准装置，也可以应用于航空发动机矢量试车台。
背景技术
当前航空发动机六分力试车台采用三方向分别标定计算，即航向力，侧向力，垂向力分别标定后再计算综合误差，其推力误差为航向0.5％，侧(垂)向为2％，该设备及标定方法实际应用中不能真实模拟发动机矢量试车时的精确推力和干扰误差，实际标定后的试车台测量推力误差较大。如申请号为CN201610862632.8，标定过程中存在如下问题：
1、标定过程中不能实现在给定载荷下快速更换空间角度及作用点。
2、在加压过程中采用推式力方式所带来的力源角度误差较大，直线度较低。
发明内容
本发明的目的是：提供一种全过程模拟矢量发动机推力标定装置，以解决目前的发动机推力标定装置无法真实模拟发动机矢量试车时的全过程，标定后角度误差较大的技术问题。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
一种全过程模拟矢量发动机推力标定装置，在发动机前端采用拉式校准，包含调整方位角的转盘机构4、调整矢量角的直线机构3；直线机构3和转盘机构4固定在一起。
全过程模拟矢量发动机推力标定装置还包括：用于安装转盘机构4的校准支架1、用于安装标准力源5加载力作用点的加载支架2；加载支架2为可移动的，校准支架1固定在测力平台的静架7上，加载支架2固定在测力平台的动架6上；测力平台的静架7与动架6通过测力元件连接；
直线机构3采用手摇丝杠方式；直线机构3包括：手摇丝杠31，滑轨32，滑块33，位移刻度盘34，位移刻度盘34与滑轨32固定，滑块33位于滑轨32的导向槽内，手摇丝杠31一端与滑块33连接；滑块33可在固定式滑轨32的导向槽内通过手摇丝杆31进行滑动来改变其行程。
转盘机构4采用手拉葫芦方式；包括：转盘41、安装板42、角度刻度盘43，手拉葫芦转动轮44、回转轴承45；转盘41、安装板42固定；安装板42安装直线机构3；角度刻度盘43为周向刻度盘，安装在转盘41上；手拉葫芦转动轮44固定在转盘41上，转盘41与校准支架1通过回转轴承45连接。
转盘机构4与校准支架1通过回转轴承45连接，实现带载荷转动；
滑轨32通过螺栓与定位槽固定在安装板42上。
手摇丝杠31固定在安装板42。
优选地，转盘41、安装板42焊接固定，后一体加工。转盘41、安装板42为主承力件。
优选地，转盘41、角度刻度盘43焊接或螺栓固定。
优选地，位移刻度盘34与滑轨32焊接或螺栓固定。
本发明的有益效果是：本发明的全过程模拟矢量发动机推力标定装置具有以下优点：
1、利用极坐标系下转盘机构，能够实现在给定载荷下快速更换空间角度。
2、能够实现在给定载荷下快速更换力的作用点，移动范围达到1m。
3、采用拉式力方式的标准力源有效降低了设备变形造成的角度误差，直线度较高。
4、能够全过程模拟航空发动机矢量试车状态下推力传递路线，在载荷0～25t，方位角为0°～360°，矢量角为0～20°的全量程范围标定中，不需要卸载暂定，重新更换安装，减小工作量。
5、该推力标定装置具有扩展性：可进行局部简单改造，拓展为电动或液压驱动方式实现全自动化校准，操作简便，便于维护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的全过程模拟矢量发动机推力标定装置原理图；
图2为图1中A向视角的原理图；
图3为本发明的全过程模拟矢量发动机推力标定装置使用状态图；
图4为直线机构示意图；
图5为转盘结构示意图；
图6为直线机构与转盘机构安装状态图；
图7为转盘机构与校准支架安装状态图；
其中，1-校准支架、2-加载支架、3-直线机构、4-转盘机构、5-标准力源、6-动架、7-静架、31-手摇丝杠、32-滑轨、33-滑块、34-位移刻度盘、41-转盘、42-安装板、43-角度刻度盘、44-手拉葫芦转动轮、45-回转轴承、α为空间矢量角、β为方位角、L1为标准力源后端固定点距转盘的距离、L2为标准力源前端固定点距转盘中心的距离。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。
在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。
图1图2为本发明的全过程模拟矢量发动机推力标定装置原理图，其中：α为空间矢量角，可调角度范围是0°～20°；β为方位角，可调角度范围是0°～360°；L1为标准力源后端固定点距转盘的距离，可调行程为1m；L2为标准力源前端固定点距转盘中心的距离，可调行程为700mm。
图3为本发明的全过程模拟矢量发动机推力标定装置结构示意图；在发动机前端采用拉式校准，包含调整方位角的转盘机构4、调整矢量角的直线机构3、用于安装转盘机构4的校准支架1、用于安装标准力源5加载力作用点的加载支架2；加载支架2为可移动的，校准支架1固定在测力平台的静架7上，加载支架2固定在测力平台的动架6上；测力平台的静架7与动架6通过测力元件连接。
标准力源5主要由固定式液压站，液压加载装置(油缸及附件)、标准测力仪(传感器及二次仪表)等组成，标准测力仪经实验室标定后与液压加载装置构成了一个比对式标准机，产生标准力值。
通过调整液压加载的压力值改变其标准力值的大小，通过调整转盘机构4和直线机构3改变其标准力值的方向，通过调整加载支架2改变加载力的作用点，最终实现变化加载力的三大要素。
调整方位角的转盘机构4，因大载荷带载时，难以克服静摩擦力实现移动，所以配备推力回转轴承，从而有效地实现方位角β的转动，调整矢量角α的直线机构3，可实现0～20°的矢量角转动。
图4所示为直线机构3的示意图，图中所示采用手摇丝杠方式，具体包括：手摇丝杠31，滑轨32，滑块33，位移刻度盘34，位移刻度盘34与滑轨32固定，滑块33位于滑轨32的导向槽内，手摇丝杠31一端与滑块33连接；滑块33可在固定式滑轨32的导向槽内通过手摇丝杆31进行滑动来改变其行程。
直线机构3也可以扩展采用电动液压缸驱动方式。
图5所示为转盘机构4的示意图，图中所示转盘机构4采用手拉葫芦方式；具体包括：转盘41、安装板42、角度刻度盘43，手拉葫芦转动轮44、回转轴承45；转盘41、安装板42固定；安装板42安装直线机构3；角度刻度盘43为周向刻度盘，安装在转盘41上；手拉葫芦转动轮44固定在转盘41上，转盘41与校准支架1通过回转轴承45连接。
转盘机构4也可以扩展为减速电机+齿轮的驱动方式。
图6为直线机构3安装在转盘机构4上的状态示意图；
图7为转盘机构4与校准支架1安装状态图；
标准力源5可以由单人在20分钟内完成校准工作，在0～25t载荷全量程范围内有15个必要的校准点，并能生成相应的校准曲线，标准测力仪的二次仪表可现场读出力值，也可以由采集通道进入测力平台的计算机系统，在测控间的屏幕显示。
本发明的全过程模拟矢量发动机推力标定装置在推力标定时，因加载点位移较大，所以在加强测力平台的原有加载点刚性的前提下，采用拉式校准而不是推式校准，拉式校准的铰接长度较长，从而有效地降低加载点位移造成力源输出误差。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全过程模拟矢量发动机推力标定装置，其特征在于：所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置在发动机前端采用拉式校准，包含调整方位角的转盘机构(4)、调整矢量角的直线机构(3)；所述直线机构(3)和所述转盘机构(4)固定在一起。
2.根据权利要求1所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置，其特征在于：所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置还包括：用于安装转盘机构(4)的校准支架(1)、用于安装标准力源(5)加载力作用点的加载支架(2)；所述加载支架(2)为可移动的；所述校准支架(1)固定在测力平台的静架(7)上；所述加载支架(2)固定在测力平台的动架(6)上；所述测力平台的静架(7)与所述动架(6)通过测力元件连接。
3.根据权利要求1所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置，其特征在于：所述直线机构(3)采用手摇丝杠方式，包括：手摇丝杠(31)、滑轨(32)、滑块(33)、位移刻度盘(34)；位移刻度盘(34)与滑轨(32)固定，滑块(33)位于滑轨(32)的导向槽内，手摇丝杠(31)一端与滑块(33)连接。
4.根据权利要求3所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置，其特征在于：所述转盘机构(4)采用手拉葫芦方式，包括：转盘(41)、安装板(42)、角度刻度盘(43)、手拉葫芦转动轮(44)、回转轴承(45)；所述转盘(41)、直线机构(3)与所述安装板(42)固定；所述角度刻度盘(43)为周向刻度盘，安装在转盘(41)上；所述手拉葫芦转动轮(44)固定在所述转盘(41)上。
5.根据权利要求4所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置，其特征在于：所述转盘机构(4)与校准支架(1)通过所述回转轴承(45)连接。
6.根据权利要求4所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置，其特征在于：所述滑轨(32)通过螺栓与定位槽固定在所述安装板(42)上。
7.根据权利要求4所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置，其特征在于：所述手摇丝杠(31)固定在所述安装板(42)上。
8.根据权利要求4所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置，其特征在于：所述转盘(41)、安装板(42)焊接固定，后一体加工。
9.根据权利要求4所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置，其特征在于：所述转盘(41)、角度刻度盘(43)焊接或螺栓固定。
10.根据权利要求3所述的全过程模拟矢量发动机推力标定装置，其特征在于：所述位移刻度盘(34)与滑轨(32)焊接或螺栓固定。
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