一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统的制作方法_2

文档序号:9907200阅读:来源:国知局
固定在振动台面140上,试验作动器100和振动台面140固联为一个整体置于高低温环境箱400内部,高低温环境箱400固定安装在振动平台500上,并由振动仪控制振动平台500振动进而带动试验作动器100上下振动,高低温环境箱400通过调节箱内气温来模拟环境温度,振动平台500和高低温环境箱400外形上集成一体,结构上高低温环境箱400在上、振动平台500在下,两者功能上相互分离、互不影响。
[0034]如附图2?图3所示,往复驱动系统200包括电动缸210、传动轴280、传动隔振装置240、力传感器270和LVDT传感器261,电动缸210通过电动缸支撑块212水平固定在电动缸安装台面230上,电动缸推杆211通过电动缸连接法兰220与传动轴280的一端同轴相连,传动轴280的两端部均通过轴承支座282水平安装在电动缸安装台面230上,传动轴280的两端部通过直线轴承281套在轴承支座282中,电动缸推杆211带动传动轴280往复运动,传动轴280一方面能够准确传动轴向运动,另一方面能够避免试验作动器100的振动等工况对电动缸210的影响,传动轴280由直线轴承281导向,直线轴承281安装在轴承支座282上,内涂有润滑脂,用以减少磨损;传动轴280另一端通过传动隔振装置240与力传感器270的另一端相连接。
[0035]如图3所示,传动轴280的正下方设有LVDT传感器261LVDT传感器261通过LVDT传感器夹具260水平固定在电动缸安装台面230,LVDT传感器261与传动轴280相平行,LVDT传感器261的铁芯通过LVDT传感器连杆262连接到传动轴280侧壁,使得LVDT传感器261的铁芯与传动轴280同步往复运动,LVDT传感器261测量获得传动轴120的位移和速度,并作为活塞杆120的位移和速度。
[0036]如图4所示,端盖110与活塞杆120之间的接触面装有刮尘圈111、试验密封圈112和支承环113,两端的端盖110侧面均开有径向布置的漏油口 114用以收集漏液,支承环113起着支撑和导向作用,试验密封圈112有多种型式,用以测试不同密封圈的密封性能。
[0037]如图5?图7所示,传动隔振装置240包括滑轨安装法兰246、滑轨242、滑块241,传动轴280另一端通过滑轨安装法兰246与滑轨242的一端面固定相连,滑轨242沿上下竖直方向,滑块241 —端嵌入在滑轨242内上下移动,滑块241另一端与力传感器270固定连接,嵌入在滑轨242内的滑块241中部水平套有滑块轴245,滑块轴245贯穿滑块241的两端通过滚动轴承244套装有滚轮243,滚轮243采用耐磨材料,滚轮243嵌入在滑轨242两侧竖直的条形凹槽中,滚轮243随滑块241上下振动时在条形凹槽中滚动;滑块241位于滑轨242中部,滑块241上下方的滑轨242内壁设有用于滑块241移动限位的限位螺钉247,限位螺钉247用以防止滑块241垂直振动时位移过大脱离滑轨242,
[0038]滑块241的垂直振动一部分被滚轮243的滚动摩擦吸收,另一部分则直接被卸掉,无法传递给滑轨242,从而实现隔振,滚轮243与滑轨242两侧内表面紧密接触,将滑轨242的轴向运动准确传递给滑块241。
[0039]如图8所示,液压系统300包括栗源模块320、增压模块340、保压模块360和管路加热器380,增压模块340和栗源模块320均与管路加热器380连接,增压模块340和栗源模块320之间连接有保压模块360,保压模块360连接到缸体150进出油口,栗源模块320提供液压系统300的液压源,增压模块340用以产生多种波形的压力脉冲,保压模块340保持试验作动器100内压力恒定。液压系统300可调节系统的压力和流量,通过增压模块340和保压模块的切换实现O?35MPa压力的保持和O?42MPa范围内变化的压力脉冲,并通过管路加热器380和散热器332的配合控制系统的油液温度。
[0040]如图9所示,栗源模块320提供液压系统300的液压源,包括油箱334、安装在油箱内部的空气滤清器335、从油箱334接出的吸油过滤器321和接入到油箱334的回油过滤器333,吸油过滤器321的出油口依次经手动截止阀322、柱塞栗324、单向阀325、管路过滤器326后连接到管路加热器380的输入端,伺服电机323连接柱塞栗324带动柱塞栗324旋转;管路过滤器326的出油口设有电子式压力传感器328、温度传感器327和机械式压力传感器,管路过滤器326的出油口和进油口分别经比例溢流阀329和安全阀330后连接到散热器332输入端,散热器332输出端连接到回油过滤器333的进油口,散热器332连接有比例流量阀331,散热器332与安全阀330之间的管路设有温度传感器327,并引出连接到保压模块360。
[0041]柱塞栗324由伺服电机323驱动,通过控制伺服电机323的转速实现系统的流量的匹配,实现节能,安全阀330调定压力高于比例溢流阀329,比例溢流阀329调节系统压力,散热器332防止回油箱油液温度过高,影响柱塞栗324的工作性能。
[0042]如图10所示,增压模块340包括伺服阀342,伺服阀342的P 口和T 口分别经各自的换向截止阀341连接到管路加热器380和保压模块360,伺服阀342的A 口和B 口分别连接到增压缸343的低压腔和中间腔,伺服阀342的A 口和B 口与增压缸343内腔之间的管路上均设有电子式压力传感器和温度传感器,增压缸343的高压腔连接到油箱,高压腔处设有电子式压力传感器,高压腔经换向截止阀341连接到保压模块360。
[0043]通过伺服阀342控制增压缸343中间腔和低压腔的压力差带动增压缸343活塞正向或反向运动挤压或拉伸油液从而实现压力脉冲,增压缸343反行程时泄漏油液通过油箱经单向阀补充。
[0044]如图11所示,保压模块360包括多个换向截止阀341和蓄能器390,蓄能器390连接到管路加热器380的出口,蓄能器390和管路加热器380之间的管路连接有流量计361,蓄能器390连接有电子式压力传感器328、温度传感器327和机械式压力传感器;其中两个换向截止阀341反向串联后一端连通到所述增压模块340伺服阀342T口的换向截止阀341和所述栗源模块320的比例溢流阀329之间的管路上,另一端作为连接到缸体150侧部的出油口;其中另外两个换向截止阀341反向串联后一端连通到管路加热器380的出口,另一端经最后一个换向截止阀341连接到缸体150侧部的进油口,同时另一端连接到所述增压模块340高压腔出口的换向截止阀341。
[0045]蓄能器390作为辅助动力源用以补充泄漏维持压力恒定,流量计361用以观察蓄能器390的作用。
[0046]本发明的液压系统300通过闭合不同的换向截止阀341,可实现增压模块340和保压模块360的切换,从而实现系统O?42MPa压力脉冲和O?35MPa保压功能的切换。
[0047]管路加热器380加热高压油液,散热器332以冷却水循环方式吸收回油热量,高低温环境箱400控制试验作动器100环境温度,它们三者的配合能够实现油液温度和环境温度在-55?135 °C范围内给定曲线的跟踪变化。
[0048]如附图5?图7所示,滑块241相对滑轨242上下频繁振动,但由于滑轨241在垂直方向上对滑块241基本无约束,所以滑块241的振动无法传递给滑轨242,实现了隔振的作用。并且,滚轮243与滑轨242径向上刚性接触,滚轮243又安装在滑块241上,滑轨242的水平轴向运动可准确传递,即电动缸210的轴向往复运动可以准确传递到活塞杆120,滑块241与滑轨242不直接接触,通过滚轮243将滑动摩擦转成滚动摩擦,减小了摩擦力,降低了磨损;滑块241相对滑轨242的位移通过限位螺钉247限制,防止滑块241位移过大,脱离滑轨242。
[0049]振动台面140置于高低温环境箱400中,振动平台500与振动台面140连接部分采用柔性隔热材料,有效阻止高低温条件对振动平台500的影响;振动平台500和高低温环境箱400通过不同的装置固定到地面,阻止振动传递到高低温环境箱400。
[0050]本发明的实施工作过程是:
[0051]如附图1、2和3所示,为有效模拟航空作动器往复密封的真实工况,实施中将电动缸推杆211、传动轴280、传动隔振装置240和活塞杆120同轴连接,要求传动隔振装置240安装后开口方向必须与振动方向一致,即滑轨及其条形凹槽的方向与上下振动的方向一致,通过控制电动缸推杆211轴向运动速度带动活塞杆120往复匀速运动,因为当活塞杆120匀速运动时,活塞杆120受力平衡,这活塞杆120所受的拉力就等于密封件(缸体及其缸体上的刮尘圈111、试验密封圈112和支承环113)对它的摩擦力,这样就可以测量活塞杆动密封的摩擦力特性。
[0052]试验作动器100固定在振动台面140上一起置于高低温环境箱400内部,高低温环境箱400通过控制箱内气温来模拟环境温度;振动平台500与振动台面100固联,带动试验作动器100单向振动,试验作动器100的振动通过活塞杆120向外传递,传动隔振装置240与活塞杆120同轴连接,直接隔离该振动,避免该振动对电动缸210的影响。
[0053]如附图8、9和11所示,保压试验前,开启柱塞栗324,系统充液,油液从油箱334依次流过柱塞栗324、管路加热器380、换
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