本發(fā)明屬于航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，涉及發(fā)動機(jī)多分力臺架校準(zhǔn)裝置設(shè)計技術(shù)，具體涉及一種航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置。

背景技術(shù)：

1、為了準(zhǔn)確評定航空發(fā)動機(jī)噴管性能和確定發(fā)動機(jī)飛行力，需要使用地面設(shè)備（如試車臺）進(jìn)行發(fā)動機(jī)校準(zhǔn)試驗，以建立飛行力與發(fā)動機(jī)可測物理量的數(shù)學(xué)模型。其中，多分力臺架作為重要的地面設(shè)備，其性能優(yōu)劣直接影響飛行力精度，并且隨著航空發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展多分力臺架的高精度需求也面臨著新的挑戰(zhàn)。

2、對多分力臺架進(jìn)行校準(zhǔn)其目的是移除或很大程度地減少地面設(shè)備固有特性的影響，比如地面設(shè)備中測力組件之間的耦合影響、撓性構(gòu)件的彈力、發(fā)動機(jī)外殼的拖曳、以及測量傳感器傳輸特征的系統(tǒng)誤差等，因此多分力臺架的校準(zhǔn)精度會直接影響航空發(fā)動機(jī)的測試精度。目前，多分力臺架廣泛采用原位加載和中心加載兩種方式進(jìn)行校準(zhǔn)，中心加載相比原位加載是一種較慢、較不便捷的校準(zhǔn)方法，它主要用來對原位加載校準(zhǔn)提供一條中心校正曲線，或者偶爾在特殊的試車臺上對原位加載校準(zhǔn)方法的準(zhǔn)確度提供驗證，因此其能精確擬模擬實際的發(fā)動機(jī)測試情況。

3、目前，現(xiàn)有的中心加載裝置多采用剛性連，該結(jié)構(gòu)帶來的問題是傳力裝置的橫向彎矩會對多分力臺架造成二次干擾，進(jìn)而會提升多分力臺架的解耦難度。且經(jīng)驗證，即使將力裝置的兩端采用球形鉸鏈連接，其軸向載荷引起的鉸鏈非線性摩擦力也無法消除。

4、因此，亟需一種適用于航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，保證在準(zhǔn)確提供校準(zhǔn)裝置空間位置信息的前提下提升多分力臺架校準(zhǔn)精度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有空間力加載裝置難以為多分力臺架提供準(zhǔn)確的空間位置信息，導(dǎo)致其校準(zhǔn)精度低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，所述空間力加載裝置包括水平安裝架、安裝板、周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、加載鋼纜和加載架。

2、其中，所述安裝板固定在水平安裝架的豎直方向上；

3、所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動設(shè)置在所述安裝板中心，所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上固定有徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；

4、所述加載鋼纜的一端設(shè)置在所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的中心，另一端穿過所述徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)后固定在加載架上；

5、所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)配合調(diào)節(jié)所述加載鋼纜的角度，為位于所述加載架下方的多分力臺架提供校準(zhǔn)空間角。

6、在周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的一個可選地實施例中，所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)組件、驅(qū)動組件、轉(zhuǎn)接板和固定部。所述旋轉(zhuǎn)組件經(jīng)圓錐軸承設(shè)置在所述安裝板中心，所述旋轉(zhuǎn)組件與所述驅(qū)動組件連接，所述旋轉(zhuǎn)組件上固定有所述轉(zhuǎn)接板，所述轉(zhuǎn)接板上設(shè)有所述固定部，所述固定部上設(shè)置有所述加載鋼纜。

7、在旋轉(zhuǎn)組件和驅(qū)動組件的一個可選的實施例中，所述旋轉(zhuǎn)組件包括第一齒輪和軸向旋轉(zhuǎn)法蘭，所述軸向旋轉(zhuǎn)法蘭經(jīng)圓錐軸承設(shè)置在所述安裝板的固定法蘭上，所述軸向旋轉(zhuǎn)法蘭上固定有所述第一齒輪和所述轉(zhuǎn)接板。

8、所述驅(qū)動組件包括第二齒輪和周向徑向伺服電機(jī)，所述周向徑向伺服電機(jī)的輸出軸與所述第二齒輪連接，所述第二齒輪與所述第一齒輪嚙合。

9、在轉(zhuǎn)接板的一個可選的實施例中，所述轉(zhuǎn)接板包括第一轉(zhuǎn)接板和第二轉(zhuǎn)接板，所述第一轉(zhuǎn)接板和所述第二轉(zhuǎn)接板對稱設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)組件上，所述固定部固定在所述第一轉(zhuǎn)接板和所述第二轉(zhuǎn)接板的背面，所述第一轉(zhuǎn)接板和所述第二轉(zhuǎn)接板之間設(shè)有所述加載鋼纜穿過的通道。

10、在上述空間力加載裝置的一個改進(jìn)的實施例中，所述空間力加載裝置還包括預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)背面的固定部上，所述加載鋼纜的一端設(shè)置在所述預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，另一端依次穿過所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中心和所述徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)后與所述加載架連接，所述預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)整所述加載鋼纜的受力大小，為位于所述加載架下方的多分力臺架提供校準(zhǔn)預(yù)緊力。

11、在預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的一個可選的實施例中，所述預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括第一固定支架、第二固定支架、繞絲輪和繞絲伺服電機(jī)，所述第一固定支架和所述第二固定支架固定在所述固定部上，所述第一固定支架和所述第二固定支架之間經(jīng)轉(zhuǎn)軸設(shè)置有所述繞絲輪，所述繞絲輪上纏繞有所述加載鋼纜，所述轉(zhuǎn)軸與所述繞絲伺服電機(jī)輸出軸連接。

12、在上述空間力加載裝置的另一個改進(jìn)的實施例中，所述空間力加載裝置還包括位移傳感器和校準(zhǔn)力傳感器。所述位移傳感器設(shè)置在所述安裝板上，用于測量加載鋼纜的位移變化量以計算所述校準(zhǔn)空間角。所述校準(zhǔn)力傳感器的一端與所述加載鋼纜連接，另一端與所述加載架連接，所述校準(zhǔn)力傳感器用于測量所述校準(zhǔn)預(yù)緊力。

13、在校準(zhǔn)力傳感器的一個可選的實施例中，校準(zhǔn)力傳感器的兩端分別經(jīng)球鉸與所述加載鋼纜和所述加載架連接。

14、在徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的一個可選的實施例中，所述徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括對稱設(shè)置在所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上且同步運動的第一徑向位移機(jī)構(gòu)和第二徑向位移機(jī)構(gòu)，所述第一徑向位移機(jī)構(gòu)和所述第二徑向位移機(jī)構(gòu)的滑塊之間設(shè)有導(dǎo)向筒，所述加載鋼纜與所述導(dǎo)向筒表面接觸。

15、在第一徑向位移機(jī)構(gòu)和第二徑向位移機(jī)構(gòu)的一個可選的實施例中，所述第一徑向位移機(jī)構(gòu)和所述第二徑向位移機(jī)構(gòu)相同，均包括絲杠固定部、絲杠、滑塊和徑向伺服電機(jī)，所述絲杠固定部固定在所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，所述絲杠固定部上設(shè)有所述絲杠，所述絲杠上設(shè)有所述滑塊，所述徑向伺服電機(jī)的輸出端與所述絲杠連接。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本說明書實施例采用的上述至少一個技術(shù)方案能夠達(dá)到的有益效果至少包括：本發(fā)明的航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，通過設(shè)計周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠為多分力臺架的校準(zhǔn)加載一定的校準(zhǔn)空間角，同時，通過在周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上增加預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，還可以為多分力臺架的校準(zhǔn)加載一定大小的校準(zhǔn)預(yù)緊力，實現(xiàn)當(dāng)采用柔性拉索進(jìn)行傳力時，在確保校準(zhǔn)裝置空間位置信息準(zhǔn)確的前提下控制空間多分力的加載精度小于0.1°，進(jìn)而提升多分力臺架的校準(zhǔn)精度。

技術(shù)特征：

1.一種航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，其特征在于，所述空間力加載裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，其特征在于，所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（3）包括旋轉(zhuǎn)組件、驅(qū)動組件、轉(zhuǎn)接板和固定部（303），所述旋轉(zhuǎn)組件經(jīng)圓錐軸承設(shè)置在所述安裝板（2）中心，所述旋轉(zhuǎn)組件與所述驅(qū)動組件連接，所述旋轉(zhuǎn)組件上固定有所述轉(zhuǎn)接板，所述轉(zhuǎn)接板上設(shè)有所述固定部（303），所述固定部（303）上設(shè)置有所述加載鋼纜（5）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件包括第一齒輪（301）和軸向旋轉(zhuǎn)法蘭（302），所述軸向旋轉(zhuǎn)法蘭（302）經(jīng)圓錐軸承設(shè)置在所述安裝板（2）的固定法蘭（201）上，所述軸向旋轉(zhuǎn)法蘭（302）上固定有所述第一齒輪（301）和所述轉(zhuǎn)接板；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接板包括第一轉(zhuǎn)接板（306）和第二轉(zhuǎn)接板（307），所述第一轉(zhuǎn)接板（306）和所述第二轉(zhuǎn)接板（307）對稱設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)組件上，所述固定部（303）固定在所述第一轉(zhuǎn)接板（306）和所述第二轉(zhuǎn)接板（307）的背面，所述第一轉(zhuǎn)接板（306）和所述第二轉(zhuǎn)接板（307）之間設(shè)有所述加載鋼纜（5）穿過的通道（308）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，其特征在于，所述空間力加載裝置還包括預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（7），所述預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（7）設(shè)置在所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（3）背面的固定部（303）上，所述加載鋼纜（5）的一端設(shè)置在所述預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（7）上，另一端依次穿過所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（3）中心和所述徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（4）后與所述加載架（6）連接，所述預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（7）用于調(diào)整所述加載鋼纜（5）的受力大小，為位于所述加載架（6）下方的多分力臺架提供校準(zhǔn)預(yù)緊力。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，其特征在于，所述預(yù)緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（7）包括第一固定支架（701）、第二固定支架（702）、繞絲輪（703）和繞絲伺服電機(jī)（704），所述第一固定支架（701）和所述第二固定支架（702）固定在所述固定部（303）上，所述第一固定支架（701）和所述第二固定支架（702）之間經(jīng)轉(zhuǎn)軸設(shè)置有所述繞絲輪（703），所述繞絲輪（703）上纏繞有所述加載鋼纜（5），所述轉(zhuǎn)軸與所述繞絲伺服電機(jī)（704）輸出軸連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，其特征在于，所述空間力加載裝置還包括位移傳感器和校準(zhǔn)力傳感器（8），所述位移傳感器設(shè)置在所述安裝板（2）上，用于測量加載鋼纜（5）的位移變化量以計算所述校準(zhǔn)空間角；所述校準(zhǔn)力傳感器（8）的一端與所述加載鋼纜（5）連接，另一端與所述加載架（6）連接，所述校準(zhǔn)力傳感器（8）用于測量所述校準(zhǔn)預(yù)緊力。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，其特征在于，校準(zhǔn)力傳感器（8）的兩端分別經(jīng)球鉸（501）與所述加載鋼纜（5）和所述加載架（6）連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，其特征在于，所述徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（4）包括對稱設(shè)置在所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（3）上且同步運動的第一徑向位移機(jī)構(gòu)和第二徑向位移機(jī)構(gòu)，所述第一徑向位移機(jī)構(gòu)和所述第二徑向位移機(jī)構(gòu)的滑塊之間設(shè)有導(dǎo)向筒（401），所述加載鋼纜（5）與所述導(dǎo)向筒（401）表面接觸。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，其特征在于，所述第一徑向位移機(jī)構(gòu)和所述第二徑向位移機(jī)構(gòu)相同，均包括絲杠固定部（402）、絲杠（403）、滑塊（404）和徑向伺服電機(jī)（405），所述絲杠固定部（402）固定在所述周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（3）上，所述絲杠固定部（402）上設(shè)有所述絲杠（403），所述絲杠（403）上設(shè)有所述滑塊（404），所述徑向伺服電機(jī)（405）的輸出端與所述絲杠（403）連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，涉及發(fā)動機(jī)多分力臺架校準(zhǔn)裝置設(shè)計技術(shù)，公開了一種航空發(fā)動機(jī)多分力臺架的空間力加載裝置，包括水平安裝架、安裝板、周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、加載鋼纜和加載架。安裝板固定在水平安裝架上；周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動設(shè)置在安裝板中心，周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上固定有徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；加載鋼纜的一端設(shè)置在周向角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的中心，另一端穿過徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)后固定在加載架上。本發(fā)明的空間力加載裝置能夠為多分力臺架的校準(zhǔn)加載一定的校準(zhǔn)空間角和預(yù)緊力，實現(xiàn)當(dāng)采用柔性拉索進(jìn)行傳力時，在確保校準(zhǔn)裝置空間位置信息準(zhǔn)確的前提下控制空間多分力的加載精度小于0.1°，以提升多分力臺架的校準(zhǔn)精度。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘華貴,王建,張有,劉冬根,侯鑫正,鄺文,賈偉,劉文雙
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航發(fā)四川燃?xì)鉁u輪研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5