一种伺服机构力学环境试验安装装置及试验方法与流程

本发明涉及一种伺服机构力学环境试验安装装置及试验方法，属于伺服机构的力学环境试验技术领域。

背景技术：

某火箭配套电液伺服机构进行性能测试时，需要进行不同方向的振动、冲击、加速度、噪声等高量级的力学环境试验。力学试验时，伺服机构在接受外部激励的同时，还需按照控制指令运动。为保证外部激励的准确性，需要保持伺服机构X、Y或Z方向与激励源方向保持一致，减少因其他方向的分解造成的试验误差。

伺服机构的自重(约100kg)和外形尺寸较大(长约2000mm)，需要解决其与力学环境试验台之间的连接方式，力学环境试验需要X、Y、Z三个方向，因此伺服机构的安装方向与实验台环境试验方向之间应该能够实现快速转换。针对上面的分析要求，需要设置一个装置，此装置可以将伺服机构固定在力学试验台上，保证伺服机构某一方向与激励源方向一致，进行相应的试验；同时该装置可以实现伺服机构X-Y和Y-Z方向的变换，从而完成剩下两个方向的力学环境试验。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题为：克服现有技术的不足，提供了一种伺服机构力学环境试验安装装置及试验方法，解决了伺服机构与力学环境试验台之间的连接方式，以及伺服机构在力学环境试验时实现X-Y和Y-Z方向的快速转换的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种伺服机构力学环境试验安装装置，包括：支耳螺栓、支耳销、键、锁紧螺母、右支撑、螺栓销、随动活塞、限位螺钉、左支撑、底板；

底板中部有安装孔，两端有矩形凹槽，通过安装螺钉将底板固定在振动台上，右支撑和左支撑均为倒T形支撑结构，分别固定安装在所述底板的两端的矩形凹槽中，左支撑顶部有通孔，随动活塞从左支撑顶部通孔中穿过，随动活塞的一端安装有限位螺钉，另一端通过螺栓销与伺服机构活塞杆端的支耳销孔连接，伺服机构工作时，活塞杆的伸缩运动带动随动活塞的往复运动；

右支撑的顶部有通孔，在该通孔的内壁上有两个成°夹角的键槽，支耳螺栓上设置有一个键槽，键安装在支耳螺栓的键槽中，支耳螺栓从所述右支撑顶部通孔中穿过，键对准右支撑顶部通孔内壁的一个键槽中；

支耳螺栓的一端设置有螺纹，与锁紧螺母配合，将支耳螺栓紧固在右支撑上，支耳螺栓的另一端通过支耳销与伺服机构蓄压器端的支耳销孔连接。

所述左支撑和右支撑对称分布。

左支撑顶端的通孔与右支撑顶端的通孔同轴。

左支撑和右支撑上均设置有加强筋。

底板两端的矩形凹槽的深度相通，对称分布。

一种基于伺服机构力学环境试验安装装置实现的力学环境试验方法，步骤如下：

(1)调整支耳螺栓上安装的键的位置，使得键对准右支撑顶部通孔内壁的一个键槽中，用锁紧螺母锁紧支耳螺栓；

(2)将伺服机构安装到支耳螺栓和随动活塞上，使用支耳销和螺栓销固定；

(3)通过螺钉将底板固定到实验台上，从而将整套装置固定到力学环境试验台上，令力学环境实验台的激励源方向与伺服机构的X方向一致；

(4)进行伺服机构X方向和Y方向和Z方向上相应的力学环境试验；

(5)拆下支耳销，将伺服机构蓄压器端支耳拆下，松开锁紧螺母，旋转支耳螺栓方向调整90°，使支耳螺栓上键对准右支撑顶部通孔内壁的另一个键槽中，实现Y-Z安装方向的转换；

(6)重新拧紧锁紧螺母，通过支耳销将支耳螺栓与伺服机构蓄压器端的支耳销孔连接，进行Z方向环境试验。

X方向：伺服机构活塞杆往复运动的方向；Y方向：平行于伺服机构上伺服阀安装面且与活塞杆方向垂直的方向；Z方向：垂直于伺服阀安装面的方向.

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)解决伺服机构与力学实验环境平台之间的连接问题，实现伺服机构方便可靠的与试验平台连接。

(2)随动活塞实现伺服机构在力学实验时可以同时工作检验伺服机构本身的性能。

(3)当试验平台只有一个方向的激励源时，可以快速实现X-Y和Y-Z方向转换，完成伺服机构三个方向的力学环境试验。

(4)当试验平台有两个方向的激励源时，可以快速实现X-Y方向转换，完成伺服机构三个方向的力学环境试验。

附图说明

图1是本发明伺服机构力学环境试验安装装置结构示意图；

图2是安装装置结构示意图。

图3是方向变换后的安装装置结构示意图；

图4是键槽位置和旋转示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

本发明设计了一种伺服机构力学环境试验安装装置。进行力学环境试验时，能够保证伺服机构在工作过程中力学激励的量级，同时可实现试验方向的快速变换。由于其自重轻，降低了对试验台的要求。此套装置可以扩展应用于其他具有类似结构和装配要求的伺服机构上。

如图1所示，本发明提供的一种伺服机构力学环境试验安装装置，包括：支耳螺栓2、支耳销3、键4、锁紧螺母5、右支撑6、螺栓销7、随动活塞8、限位螺钉9、左支撑10、底板11；

底板11中部有安装孔，如图2中的1所示。两端有矩形凹槽，通过螺钉将底板11固定在振动台上，右支撑6和左支撑10均为倒T形支撑结构，分别固定安装在所述底板11的两端的矩形凹槽中，左支撑10顶部有通孔，随动活塞8从左支撑10顶部通孔中穿过，随动活塞8的一端安装有限位螺钉9，另一端通过螺栓销7与伺服机构活塞杆端的支耳销孔连接，伺服机构工作时，活塞杆的伸缩运动带动随动活塞8的往复运动；

右支撑6的顶部有通孔，在该通孔的内壁上有两个成90°夹角的键槽，支耳螺栓2上设置有一个键槽，键4安装在支耳螺栓2的键槽中，支耳螺栓2从所述右支撑6顶部通孔中穿过，键4对准右支撑6顶部通孔内壁的一个键槽中；

支耳螺栓2的一端设置有螺纹，与锁紧螺母5配合，将支耳螺栓2紧固在右支撑6上，支耳螺栓2的另一端通过支耳销3与伺服机构蓄压器端的支耳销孔连接。

所述左支撑10和右支撑6对称分布。左支撑10顶端的通孔与右支撑6顶端的通孔同轴。底板11两端的矩形凹槽的深度相通，对称分布。这样能够保证支耳螺栓2的轴线和随动活塞8的轴向在统一轴向上，从而确保伺服机构装在整套装置上之后，不会产生其他方向的分力。

左支撑10和右支撑6上均设置有加强筋，伺服机构装在整套装置上之后具有较好的刚度，减少对激励源的吸收干扰，同时不会使整套装置重量太高。

伺服机构启机在X方向运动时，随动活塞8在左支撑10内孔中跟随运动，保证伺服机构沿轴向运动，限位螺钉9保证伺服机构运动位置。

当试验平台有两个方向的激励源时，支耳螺栓2抽出旋转90°，改变键4对准的键槽位置，右支撑6上具有两个90°的键槽，可以实现Y-Z方向快速换向。完成伺服机构三个方向的力学环境试验。

整套试验装置与力学实验台通过螺钉连接，当试验平台只有一个方向的激励源时，可拆下底板11上的安装螺钉1(图2)，将底板在力学实验台上水平旋转90°，实现X-Y安装方向快速换向。支耳螺栓2抽出旋转90°，改变键4对准的键槽位置，右支撑6上具有两个90°的键槽，可以实现Y-Z方向快速换向。完成伺服机构三个方向的力学环境试验。

基于上述安装装置，本发明还提供了一种伺服机构力学环境试验方法，步骤如下：

1、调整支耳螺栓2上安装的键4的位置，使得键4对准右支撑6顶部通孔内壁的一个键槽中，用锁紧螺母5锁紧支耳螺栓2；

2、将伺服机构安装到支耳螺栓2和随动活塞8上，使用支耳销3和螺栓销7固定；

3、通过螺钉将底板11固定到试验台上，从而将整套装置固定到力学环境试验台上，令力学环境实验台的试验方向与整套安装装置的X方向一致；

4、进行伺服机构X方向和Y方向上相应的力学环境试验；

5、拆下支耳销3，将伺服机构蓄压器端支耳拆下，松开锁紧螺母5，旋转支耳螺栓2方向调整90°，使支耳螺栓2上键4对准右支撑6顶部通孔内壁的另一个键槽中，实现Y-Z安装方向的转换，如图3所示；

6、重新拧紧锁紧螺母5，通过支耳销3将支耳螺栓2与伺服机构蓄压器端的支耳销孔连接，如图4所示，进行Z方向环境试验。

定义：

X方向：伺服机构活塞杆往复运动的方向；

Y方向：平行于伺服机构上伺服阀安装面且与活塞杆方向垂直的方向；

Z方向：垂直于伺服阀安装面的方向。

该种试验方法合理地使用整套安装装置，实现了伺服机构要求的所有力学环境试验的要求，并且方法简单，降低了试验难度，提高了试验效率和试验可靠性和可信度。

整套装置结构简单，成本低，结合试验方法能够降低力学环境实现的难度，保证其可靠性和有效性，具有较高的经济效益。

实施例：

当力学环境试验台的激励源只有一个方向时：

1、调整支耳螺栓2上安装的键4的位置，使得键4对准右支撑6顶部通孔内壁的一个键槽中，用锁紧螺母5锁紧支耳螺栓2；

2、将伺服机构安装到支耳螺栓2和随动活塞8上，使用支耳销3和螺栓销7固定；

3、通过螺钉将底板11固定到试验台上，从而将整套装置固定到力学环境试验台上，令力学环境实验台的试验方向与整套安装装置的X方向一致；

4、进行伺服机构X方向相应的力学环境试验；

5、将底板11的连接螺钉拆下，将整套装置在力学环境实验台上水平旋转90°，实现伺服机构X-Y安装方向快速，重新使用螺钉将整套试验装置固定在试验台上。进行Y方向的环境试验。

6、拆下支耳销3，将伺服机构蓄压器端支耳拆下，松开锁紧螺母5，旋转支耳螺栓2方向调整90°，使支耳螺栓2上键4对准右支撑6顶部通孔内壁的另一个键槽中，实现Y-Z安装方向的转换，如图3所示；重新拧紧锁紧螺母5，通过支耳销3将支耳螺栓2与伺服机构蓄压器端的支耳销孔连接，如图4所示。完成伺服机构方向转换后，进行Z方向环境试验。

7、试验完成后，将整套装置从试验台上拆下，然后将伺服机构从试验装置上拆下。

当力学环境试验台的激励源有两个方向时：

1、调整支耳螺栓2上安装的键4的位置，使得键4对准右支撑6顶部通孔内壁的一个键槽中，用锁紧螺母5锁紧支耳螺栓2；

2、将伺服机构安装到支耳螺栓2和随动活塞8上，使用支耳销3和螺栓销7固定；

3、通过螺钉将底板11固定到试验台上，从而将整套装置固定到力学环境试验台上，令力学环境实验台的试验方向与整套安装装置的X方向一致；

4、进行伺服机构X方向和Y方向上相应的力学环境试验；

5、拆下支耳销3，将伺服机构蓄压器端支耳拆下，松开锁紧螺母5，旋转支耳螺栓2方向调整90°，使支耳螺栓2上键4对准右支撑6顶部通孔内壁的另一个键槽中，实现Y-Z安装方向的转换，如图3所示；重新拧紧锁紧螺母5，通过支耳销3将支耳螺栓2与伺服机构蓄压器端的支耳销孔连接，如图4所示。完成伺服机构方向转换后，进行Z方向环境试验。

6、试验完成后，将整套装置从试验台上拆下，然后将伺服机构从试验装置上拆下。