本发明属于分析及测量控制技术领域。具体涉及专用于对直升机弹性轴承进行多维方向力与力矩的液压加载控制。
背景技术：
弹性轴承是第三代旋翼系统的三大技术之一，是旋翼系统的重要组成部件，虽然体积质量不大，但是价格非常昂贵，根据不同型号，一个弹性轴承平均价格为24万元左右，其刚度特性及质量对直升机的飞行性能及安全性至关重要，并直接影响直升机的质量与销路，因此弹性轴承刚度特性是弹性轴承最重要的特性，有必要对此进行准确的检测。
由于加载点多，设计技术复杂，目前国内还没有设计出对直升机弹性轴承多维力与力矩一次性同时进行加载的设备，而是在不同加载设备上分别进行加载测量，这造成检测效率低，检测人员的工作强度大，检测过程安全性差，检测结果精度低等缺点。
技术实现要素：
为了提高检测效率、降低检测人员的工作强度、提高检测过程的安全性，本发明提供一次性装夹即能完成多点加载检测的一种用于弹性轴承多维刚度测试的液压控制系统。
一种用于弹性轴承多维刚度测试的液压控制系统包括油泵10、七个工作液压缸、十一个电磁换向阀和液压油箱；
所述七个工作液压缸分别为两个扭转液压缸、两个弯曲液压缸、两个锁止液压缸和压缩液压缸4；
所述十一个电磁换向阀为一个两位三通电磁换向阀、五个两位两通电磁换向阀和五个两位四通电磁换向阀，所述两位三通电磁换向阀为第一电磁换向阀11，五个两位两通电磁换向阀为第二电磁换向阀12、第四电磁换向阀14、第六电磁换向阀16、第八电磁换向阀18和第九电磁换向阀19；五个两位四通电磁换向阀为第三电磁换向阀13、第五电磁换向阀15、第七电磁换向阀17、第十电磁换向阀20和第十一电磁换向阀21；
通过控制所述十一个电磁换向阀的开关实现控制油路的通断，实现控制七个工作液压缸的压力，从而实现检测弹性轴承在x轴向压缩，y轴向、z轴向弯曲，绕x轴扭转以及同时耦合作用下三个维度方向的刚度特性；进而得到弹性轴承在x轴向的刚度，y轴向、z轴向的弯曲刚度、x轴向的扭转刚度和同时承受压缩、扭转、弯曲同时耦合作用下的刚度特性。
进一步限定的技术方案如下：
所述两个扭转液压缸为第一扭转液压缸1和第二扭转液压缸7，所述两个弯曲液压缸为第一弯曲液压缸2和第二弯曲液压缸5，所述两个锁止液压缸为第一锁止液压缸3和第二锁止液压缸6；
所述两个扭转液压缸的有杆腔并联、无杆腔并联；两个锁止液压缸的有杆腔和无杆腔之间通过四个液控单向阀组成的液控单向阀桥路并联；
所述油泵10的出口连通着单向阀9，单向阀9的出口连通着第一电磁换向阀11的第一进口p1，第一电磁换向阀11的第一出口a1分别连通着第二电磁换向阀12的进口p1、第四电磁换向阀14的进口p1、第六电磁换向阀16的进口p1、第八电磁换向阀18的进口p1和第九电磁换向阀19的进口p1；
第二电磁换向阀12的出口a1连通着第三电磁换向阀13的第二进口p2，第三电磁换向阀13的第二出口a2连通着压缩液压缸4的无杆腔，压缩液压缸4的有杆腔连通到第三电磁换向阀13的入口b2；
第四电磁换向阀14的出口a1连通着第五电磁换向阀15的第二进口p2，第五电磁换向阀15的第二出口a2连通着第二弯曲液压缸5的无杆腔，第二弯曲液压缸5的有杆腔连通到第五电磁换向阀15的入口b2；
第六电磁换向阀16的出口a1连通着第七电磁换向阀17的第二进口p2，第七电磁换向阀17的第二出口a2连通着第一弯曲液压缸2的无杆腔，第一弯曲液压缸2的有杆腔连通到第七电磁换向阀17的入口b2；
第三电磁换向阀13的第二回油口t2、第五电磁换向阀15的第二回油口t2和第七电磁换向阀17的第二回油口t2并联连通着液压油箱；
第八电磁换向阀18的出口a1连通着第十电磁换向阀20的第二进口p2，第十电磁换向阀20的第二出口a2通过液控单向阀桥路分别连通着第一锁止液压缸3的无杆腔和第二锁止液压缸6无杆腔，第一锁止液压缸3的有杆腔和第二锁止液压缸6有杆腔通过液控单向阀桥路连通到第十电磁阀20的入口b2通过；
第九电磁换向阀19的出口a1连通着第十一电磁换向阀21的第二进口p2，第十一电磁换向阀21的第二出口a2分别连通着第一扭转液压缸1的无杆腔和第二扭转液压缸7的无杆腔，第一扭转液压缸1的有杆腔和第二扭转液压缸7的有杆腔连通到第十一电磁阀21的入口b2；
第十电磁换向阀20的第二回油口t2和第十一电磁换向阀21的第二回油口t2并联连通着液压油箱。
所述液控单向阀桥路包括四个单向阀，其中两个单向阀的出口并联，两个进口分别连通着第一锁止液压缸3的无杆腔和第二锁止液压缸6无杆腔；另两个单向阀的出口并联，另两个进口分别连通着第一锁止液压缸3的有杆腔和第二锁止液压缸6有杆腔。
所述油泵10的进口串联着滤清器，出口串联着单向阀9，单向阀9的出口设有溢流阀8。
第三电磁换向阀13的第二回油口t2、第五电磁换向阀15的第二回油口t2和第七电磁换向阀17的第二回油口t2的并联处设有滤清器。
第十电磁换向阀20的第二回油口t2和第十一电磁换向阀21的第二回油口t2并联处设有滤清器。
本发明的有益技术效果体现在以下方面：
1.本发明可以实现一次性装夹的同时，通过不同的电磁阀控制不同的液压缸，实现对弹性轴承三维力及力矩的分别或同时加载，整个弹性轴承多维刚度特性的测试可以在一台检测台上实现；通过不同的电磁换向阀控制不同的液压缸，即可以同时对直升机弹性轴承施加x轴向压力、绕x轴的扭矩、z及y轴向弯矩的三维力或力矩，从而提高了弹性轴承检测的效率、降低了检测人员的工作强度，提高了检测过程的安全性。
2.本发明的液压控制系统设计合理，通过优化设计，使用最精简的液压元器件实现了系统功能的同时，降低了产品的成本。
3.系统中配置了溢流阀，以防止油压过高损坏液压部件系统，同时配置了单向阀，避免液压油倒流，上述配置提高了系统的工作可靠性。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明用于弹性轴承x轴向的刚度检测加载原理图。
图3为本发明用于弹性轴承x轴向的刚度检测卸载原理图。
图4为本发明用于弹性轴承y轴向的弯曲刚度检测加载原理图。
图5为本发明用于弹性轴承y轴向的弯曲刚度检测卸载原理图。
图6为本发明用于弹性轴承z轴向的弯曲刚度检测加载原理图。
图7为本发明用于弹性轴承z轴向的弯曲刚度检测卸载原理图。
图8为本发明用于弹性轴承x轴向的扭转刚度检测加载原理图。
图9为本发明用于弹性轴承x轴向的扭转刚度检测卸载原理图。
图10为本发明用于弹性轴承压缩、扭转、弯曲等同时作用下检测加载原理图。
图11为本发明用于弹性轴承压缩、扭转、弯曲等同时作用下检测卸载原理图。
上图中序号：第一扭转液压缸1、第一弯曲液压缸2、第一锁止液压缸3、压缩液压缸4、第二弯曲液压缸5、第二锁止液压缸6、第二扭转液压缸7、溢流阀8、单向阀9、马达油泵10、第一电磁换向阀11、第二电磁换向阀12、第三电磁换向阀13、第四电磁换向阀14、第五电磁换向阀15、第六电磁换向阀16、第七电磁换向阀17、第八电磁换向阀18、第九电磁换向阀19、第十电磁换向阀20、第十一电磁换向阀21。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。
实施例
参见图1和图10，一种用于弹性轴承多维刚度测试的液压控制系统包括油泵10、七个工作液压缸、十一个电磁换向阀和液压油箱。
七个工作液压缸分别为两个扭转液压缸、两个弯曲液压缸、两个锁止液压缸和压缩液压缸4。两个扭转液压缸为第一扭转液压缸1和第二扭转液压缸7，所述两个弯曲液压缸为第一弯曲液压缸2和第二弯曲液压缸5，所述两个锁止液压缸为第一锁止液压缸3和第二锁止液压缸6。两个扭转液压缸的有杆腔并联、无杆腔并联；两个锁止液压缸的有杆腔和无杆腔之间通过四个液控单向阀组成的液控单向阀桥路并联。
液控单向阀桥路包括四个液控单向阀，其中两个液控单向阀的出口并联，两个进口分别连通着第一锁止液压缸3的无杆腔和第二锁止液压缸6无杆腔；另两个单向阀的出口并联，另两个进口分别连通着第一锁止液压缸3的有杆腔和第二锁止液压缸6有杆腔。
十一个电磁换向阀为一个两位三通电磁换向阀、五个两位两通电磁换向阀和五个两位四通电磁换向阀。两位三通电磁换向阀为第一电磁换向阀11；五个两位两通电磁换向阀为第二电磁换向阀12、第四电磁换向阀14、第六电磁换向阀16、第八电磁换向阀18和第九电磁换向阀19；五个两位四通电磁换向阀为第三电磁换向阀13、第五电磁换向阀15、第七电磁换向阀17、第十电磁换向阀20和第十一电磁换向阀21。
上述液压控制系统的具体结构说明如下：
所述油泵10的进口串联着滤清器，出口串联着单向阀9，单向阀9的出口设有溢流阀8。
单向阀9的出口连通着第一电磁换向阀11的第一进口p1，第一电磁换向阀11的第一出口a1分别连通着第二电磁换向阀12的进口p1、第四电磁换向阀14的进口p1、第六电磁换向阀16的进口p1、第八电磁换向阀18的进口p1和第九电磁换向阀19的进口p1；
第二电磁换向阀12的出口a1连通着第三电磁换向阀13的第二进口p2，第三电磁换向阀13的第二出口a2连通着压缩液压缸4的无杆腔，压缩液压缸4的有杆腔连通到第三电磁换向阀13的入口b2；
第四电磁换向阀14的出口a1连通着第五电磁换向阀15的第二进口p2，第五电磁换向阀15的第二出口a2连通着第二弯曲液压缸5的无杆腔，第二弯曲液压缸5的有杆腔连通到第五电磁换向阀15的入口b2；
第六电磁换向阀16的出口a1连通着第七电磁换向阀17的第二进口p2，第七电磁换向阀17的第二出口a2连通着第一弯曲液压缸2的无杆腔，第一弯曲液压缸2的有杆腔连通到第七电磁换向阀17的入口b2；
第三电磁换向阀13的第二回油口t2、第五电磁换向阀15的第二回油口t2和第七电磁换向阀17的第二回油口t2并联连通着液压油箱；
第八电磁换向阀18的出口a1连通着第十电磁换向阀20的第二进口p2，第十电磁换向阀20的第二出口a2通过液控单向阀桥路分别连通着第一锁止液压缸3的无杆腔和第二锁止液压缸6无杆腔，第一锁止液压缸3的有杆腔和第二锁止液压缸6有杆腔通过液控单向阀桥路连通到第十电磁阀20的入口b2通过；
第九电磁换向阀19的出口a1连通着第十一电磁换向阀21的第二进口p2，第十一电磁换向阀21的第二出口a2分别连通着第一扭转液压缸1的无杆腔和第二扭转液压缸7的无杆腔，第一扭转液压缸1的有杆腔和第二扭转液压缸7的有杆腔连通到第十一电磁阀21的入口b2；
第十电磁换向阀20的第二回油口t2和第十一电磁换向阀21的第二回油口t2并联连通着液压油箱。
本发明的具体工作原理说明如下：
将被检测弹性轴承装夹在夹具中，打开总电源开关，给用电设备供电，做好检测准备工作。
工况一：对弹性轴承进行x轴向刚度特性测试
参见图2和表1，当需要测试弹性轴承x轴向的刚度时，使相关的电磁换向阀得电工作，不相关的电磁换向阀断电。即第一电磁换向阀11、第二电磁换向阀12移动到1位置，第三电磁换向阀13、第四电磁换向阀14、第六电磁换向阀16、第八电磁换向阀18、第九电磁换向阀19移动到2位置，其余电磁换向阀位置任意。此时，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第二电磁换向阀12的出口a1、第三电磁换向阀13的第二出口a2进入压缩液压缸4的无杆腔，经第三电磁换向阀13的第二回油口t2、过滤器回到液压油箱，完成对弹性轴承x轴向的加压。其余液压缸不工作。各电磁换向阀的工作位置如表1所示。分别测出弹性轴承所承受的压力以及此压力作用下弹性轴承的x轴向压缩变形量。
参见图3，当需要卸载时，第三电磁换向阀13由位置2换到位置1，其余电磁换向阀位置不变。此时，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的出口a1、第二电磁换向阀12的出口a1、第三电磁换向阀13的第一出口a1进入压缩液压缸4的有杆腔，经第三电磁换向阀13的第一回油口t1、过滤器回到液压油箱，完成对弹性轴承x轴向施加压力的卸载。
工况二：对弹性轴承进行y轴向弯曲刚度特性测试
参见图4和表1，当需要测试弹性轴承y轴向弯曲刚度时，使相关的电磁换向阀得电工作，不相关的电磁换向阀断电。第一电磁换向阀11、第四电磁换向阀14移动到1位置，第二电磁换向阀12、第五电磁换向阀15、第六电磁换向阀16、第八电磁换向阀18、第九电磁换向阀19移动到2位置，其余电磁换向阀位置任意。此时，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第四电磁换向阀14的出口a1、第五电磁换向阀15的第二出口a2进入第二弯曲液压缸5的无杆腔，经第五电磁换向阀15的第二回油口t2、过滤器回到液压油箱，完成对弹性轴承y轴向的加压。其余液压缸不工作，各电磁换向阀的工作位置如表1所示。分别测出弹性轴承所承受的弯曲力以及该力作用下弹性轴承的弯曲角度。
参见图5，当需要卸载时，第五电磁换向阀15由位置2换到位置1，其余电磁换向阀位置不变。此时，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第四电磁换向阀14的出口a1、第五电磁换向阀15的第一出口a1进入第二弯曲液压缸5的有杆腔，经第五电磁换向阀15的油口b1、第一回油口t1和过滤器回到液压油箱，完成对弹性轴承y轴向施加压力的卸载。
工况三：对弹性轴承进行z轴向弯曲刚度特性测试操作
参见图6和表1，当需要测试弹性轴承z轴向弯曲刚度时，使相关的电磁换向阀得电工作，不相关的电磁换向阀断电。第一电磁换向阀11、第六电磁换向阀16移动到1位置，第二电磁换向阀12、第四电磁换向阀14、第七电磁换向阀17、第八电磁换向阀18、第九电磁换向阀19移动到2位置，其余电磁换向阀位置任意。此时，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第六电磁换向阀16的油口a1、第七电磁换向阀17的第二出口a2进入第一弯曲液压缸2的无杆腔；经第七电磁换向阀17的油口b2、第二回油口t2和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承z轴的加压。其余液压缸不工作，各电磁换向阀的工作位置如表1所示。分别测出弹性轴承所承受的弯曲力以及该力作用下弹性轴承的弯曲角度。
参见图7，当需要卸载时，第七电磁换向阀17由位置2换到位置1，其余电磁换向阀位置不变。此时，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第六电磁换向阀16的油口a1、第七电磁换向阀17的第一出口a1进入第一弯曲液压缸2的有杆腔；经第七电磁换向阀17的油口b1、第一回油口t1和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承z轴的施加压力的卸载。
工况四：对弹性轴承进行x轴向扭转刚度特性测试操作
参见图8和表1，当需要测试弹性轴承x轴向扭转刚度时，使相关的电磁换向阀得电工作，不相关的电磁换向阀断电。第一电磁阀11、第八电磁换向阀18移动到位置1，第二电磁换向阀12、第四电磁换向阀14、第六电磁换向阀16、第九电磁换向阀19、第十电磁换向阀20移动到位置2。2秒钟后，第九电磁换向阀19移动到1位置，第十一电磁换向阀11移动到2位置，其余电磁换向阀位置任意。此时，形成两条工作路线；
第一条工作路线，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第八电磁换向阀18的出油口a1、第十电磁换向阀20的第二进出油口a2通过液控单向阀桥路分别进入第一锁止液压缸3的无杆腔和第二锁止液压缸6的无杆腔；第一锁止液压缸3的有杆腔和第二锁止液压缸6的有杆腔的液压油经第十电磁换向阀20的油口b2、第二回油口t2和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承的加紧，使其固定不动。
第二条工作路线，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第九电磁换向阀19的出油a1、第十一电磁换向阀21的第二出油口a2进入第一扭转液压缸1的无杆腔和第二扭转液压缸7的无杆腔；经第十一电磁换向阀21的油口b2、第二回油口t2和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承x轴的扭矩施加。各电磁换向阀的工作位置如表1所示。测试出扭转力，同时测算弹性轴承绕x轴偏转的角度。
参见图9，当需要卸载时，第十一电磁换向阀21由位置2换到位置1；2秒钟后，第十电磁换向阀20也由位置2换到位置1，其余电磁换向阀位置不变。此时，形成两条卸载路线；
第一条卸载路线，油泵10将液压油输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第九电磁换向阀19的出油口a1、第十一电磁换向阀21的第二出油口a1进入第一扭转液压缸1的有杆腔和第二扭转液压缸7的有杆腔；经第十一电磁换向阀21的油口b1、第一回油口t1和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承x轴施加扭矩的卸载。
第二条卸载路线，油泵10将液压油输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第八电磁换向阀18的出油口a1、第十电磁换向阀20的第一出油口a1进入第一锁止液压缸3的有杆腔和第二锁止液压缸6的有杆腔的液压油；经第十电磁换向阀20的油口b1、第一回油口t1和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承的卸载。
工况五：对弹性轴承进行压缩、扭转、弯曲等同时耦合作用下的各维度的刚度特性测试操作
参见图10和表1，当需要测试弹性轴承压缩、扭转、弯曲等同时耦合作用下的各维度的刚度时，使相关的电磁换向阀得电工作，不相关的电磁换向阀断电。第一电磁换向阀11、第八电磁换向阀18移动到位置1，第二电磁换向阀12、第四电磁换向阀14、第六电磁换向阀16、第九电磁换向阀19、第十电磁换向阀20移动到位置2，2秒钟后第二电磁换向阀12、第四电磁换向阀14、第六电磁换向阀16、第九电磁换向阀19移动到1位置，第三电磁换向阀13、第五电磁换向阀15、第七电磁换向阀17、第十一电磁换向阀21移动到位置2。此时，形成五条工作路线。
第一条工作路线，油泵10将液压油输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第八电磁换向阀18的出油口a1、第十电磁换向阀20的第二出油口a2通过液控单向阀桥路分别进入第一锁止液压缸3的无杆腔和第二锁止液压缸6的无杆腔；第一锁止液压缸3的有杆腔和第二锁止液压缸6的有杆腔的液压油经第十电磁换向阀20的油口b2、第二回油口t2和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承的加紧，使其固定不动。
第二条工作路线，油泵10将液压油输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第二电磁换向阀12的出口a1、第三电磁换向阀13的第二出口a2进入压缩液压缸4的无杆腔，经第三电磁换向阀13的第二回油口t2、过滤器回到液压油箱，完成对弹性轴承x轴向的加压。
第三条工作路线，油泵10将液压油输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第四电磁换向阀14的出口a1、第五电磁换向阀15的第二出口a2进入第二弯曲液压缸5的无杆腔，经第五电磁换向阀15的第二回油口t2、过滤器回到液压油箱，完成对弹性轴承y轴向的加压。
第四条工作路线，油泵10将液压油的送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第六电磁换向阀16的油口a1、第七电磁换向阀17的第二出口a2进入第一弯曲液压缸2的无杆腔；经第七电磁换向阀17的油口b2、第二回油口t2和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承z轴的加压。
第五条工作路线，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第九电磁换向阀19的出油a1、第十一电磁换向阀21的第二出油口a2进入第一扭转液压缸1的无杆腔和第二扭转液压缸7的无杆腔；经第十一电磁换向阀21的油口b2、第二回油口t2和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承x轴的扭矩施加。
此时所有液压缸都工作，同时测试出所有力以及变形量。
参见图11，需要卸载时，第三电磁换向阀13、第五电磁换向阀15、第七电磁换向阀17、第十一电磁换向阀21由位置2移动到位置1,2s后第十电磁换向阀20由位置2移动到位置1。此时，形成五条卸载路线；
第一条卸载路线，油泵10将液压油输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第九电磁换向阀19的出油口a1、第十一电磁换向阀21的第一出油口a1进入第一扭转液压缸1的有杆腔和第二扭转液压缸7的有杆腔；经第十一电磁换向阀21的油口b1、第一回油口t1和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承x轴施加扭矩的卸载。
第二条卸载路线，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第六电磁换向阀16的油口a1、第七电磁换向阀17的第一出口a1进入第一弯曲液压缸2的有杆腔；经第七电磁换向阀17的油口b1、第一回油口t1和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承z轴的施加压力的卸载。
第三条卸载路线，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第四电磁换向阀14的出口a1、第五电磁换向阀15的第一出口a1进入第二弯曲液压缸5的有杆腔，经第五电磁换向阀15的油口b1、第一回油口t1和过滤器回到液压油箱，完成对弹性轴承y轴向施加压力的卸载。
第四条卸载路线，油泵10将液压油的输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的出口a1、第二电磁换向阀12的出口a1、第三电磁换向阀13的第一出口a1进入压缩液压缸4的有杆腔，经第三电磁换向阀13的第一回油口t1、过滤器回到液压油箱，完成对弹性轴承x轴向施加压力的卸载。
第五条卸载路线，油泵10将液压油输送流经单向阀9、第一电磁换向阀11的第一出口a1、第八电磁换向阀18的出油口a1、第十电磁换向阀20的第一出油口a1和液控单向阀桥路进入第一锁止液压缸3的有杆腔和第二锁止液压缸6的有杆腔；经第十电磁换向阀20的油口b1、第一回油口t1和过滤器回到液压油箱。完成对弹性轴承的卸载。