一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置的制作方法

本发明涉及直升机技术领域，特别是指一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置。

背景技术：

直升机尾减速器位于尾端的涵道内，其主要功能是利用尾传动轴传递过来的动力，通过一对轴交角为90度的螺旋锥齿轮经减速后驱动尾桨，并通过操纵轴和操纵杆调节尾桨桨矩，来平衡主旋翼的扭矩，以保证直升机的正常飞行。在涵道内，尾减速器的后端通过尾减机匣上的两个固定耳固定在尾梁上，前端通过固定在尾减机匣上的连接轴套固定在飞机上。它主要承受尾桨毂载荷和尾助力器轴向力的作用，失效形式多为疲劳破坏。为防止尾减速器机匣发生疲劳失效破坏，降低机匣失效概率，在设计研制阶段应进行机匣疲劳寿命评估，最有效的方法就是通过疲劳试验来进行。目前，国内外关于直升机减速器机匣疲劳试验的报道很少。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明提出一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置。

本发明的技术方案是这样实现的：一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，包括疲劳试验台、多点协调加载系统，所述多点协调加载系统通过电信号线连接和控制所述疲劳试验台；

所述疲劳试验台包括

机架，固定在试验室内；

模拟载荷驱动装置，对直升机尾减速器机匣实施载荷力；

驱动固定件，固定在所述模拟载荷驱动装置的末端；

机匣固定装置，用于将直升机尾减速器机匣固定，所述机匣固定装置固定在试验室地板上；

直升机尾减速器机匣上设有尾桨轴、助力器轴，所述尾桨轴上固定有第一接头，所述助力器轴上固定连接有第二接头；

所述模拟载荷驱动装置通过所述驱动固定件固定在所述机架上，

所述模拟载荷驱动装置通过所述第一接头、第二接头与直升机尾减速器机匣连接。

优选的，所述模拟载荷驱动装置由模拟尾桨榖载荷力机构、模拟助力器轴向力机构构成；

模拟尾桨榖载荷力机构包含八个位于顶端的液压油缸，八个所述液压油缸的杆头通过所述第一接头与直升机尾减速器机匣连接；

模拟助力器轴向力机构包含一个位于底端的下液压油缸，一个所述下液压油缸的杆头通过所述第二接头与直升机尾减速器机匣连接，对机匣实施向下的载荷力。

优选的，八个顶端的所述液压油缸分别是四个第一液压油缸、一个第二液压油缸、一个第三液压油缸、两个第四液压油缸；

四个所述第一液压油缸均位于所述第一接头的顶端，对机匣实施向上的载荷力；

所述第二液压油缸位于所述第一接头的右侧，对机匣实施向左的载荷力；

所述第三液压油缸位于所述第一接头的后侧，对机匣实施向后的载荷力；

两个所述第四液压油缸均位于所述第一接头的左侧，对机匣实施向左的载荷力。

优选的，多点协调加载系统包括工控机、控制卡、驱动卡、数据采集卡、打印机；

工控机通过ISA总线分别连接所述控制卡、驱动卡、数据采集卡；

工控机通过USB连接所述打印机；

工控机还包括显示器、大容量存储器。

优选的，所述多点协调加载系统的工作程序为：

步骤1：工控机输入直升机尾减速器机匣的疲劳试验谱；

步骤2：工控机通过控制卡将疲劳试验谱分解为对模拟载荷驱动装置的控制命令；

步骤3：控制卡通过驱动卡控制模拟载荷驱动装置；

步骤4：模拟载荷驱动对测试的直升机尾减速器机匣施加载荷；

步骤5：模拟载荷驱动将实际载荷状态反馈给数据采集卡；

步骤6：数据采集卡采样实际载荷状态，得到状态数据，并将状态数据发给工控机；

步骤7：工控机显示和记录状态数据，形成疲劳试验报告；

步骤8：工控机通过打印机打印疲劳试验报告。

优选的，所述疲劳试验谱按照直升机实际飞行任务和飞行中减速器机匣的受力状态编制，

所述疲劳试验谱包括载荷力大小、周期、持续时间。

本发明根据直升机尾减速器机匣的受力，主要承受尾桨毂载荷和尾助力器轴向力的作用，采用九通道的电液伺服油缸模拟各个载荷力，且利用多点协调加载系统能够较好的控制九通道的电液伺服油缸，准确的下达各个载荷力命令，监控进程，精确的记录各个信息，机匣的疲劳试验能较好的开展，填补了这一研究空白的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明坐标系与载荷图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明疲劳试验加载方案示意图。

图中：1-尾减速器机匣；2-驱动固定件；3-机匣固定装置；401-第一液压油缸；402-第二液压油缸；403-第三液压油缸；404-第四液压油缸；405-下液压油缸；5-第一接头；6-第二接头。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

如图1所示，尾减速器机匣主要承受尾桨榖载荷6力素和尾助力器轴向力作用。在尾桨轴上的尾桨榖载荷Fx为后向力，Fy为垂向力，Fz为轴向力，Mx、My、Mz为对应的力矩，Fq为助力器对机匣和操纵轴的轴向作用力。此外还有减速器内部的齿轮啮合力Fn和Ft等，属于减速器的内部作用力(所有载荷均以图1示方向为正)。作用在桨榖中心点的尾桨榖载荷，通过尾桨轴及其支撑传递给机匣和传动齿轮副，其中在齿轮副中形成的齿轮啮合力又由齿轮轴的支撑传递给机匣。而助力器的轴向力一端直接通过助力器壳体传递给尾减速器机匣1，另一端则通过操作线系、尾桨叶、尾桨榖、尾桨轴传递给尾减速器机匣1。

如图2、图3所示，一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置，包括疲劳试验台、多点协调加载系统，多点协调加载系统通过电信号线连接和控制疲劳试验台；

疲劳试验台包括

机架，固定在试验室内；

模拟载荷驱动装置，对直升机尾减速器机匣1实施载荷力；

驱动固定件2，固定在模拟载荷驱动装置的末端；

机匣固定装置3，用于将直升机尾减速器机匣1固定，机匣固定装置3固定在试验室地板上；

直升机尾减速器机匣1上设有尾桨轴、助力器轴，尾桨轴上固定有第一接头5，助力器轴上固定连接有第二接头6；

模拟载荷驱动装置通过驱动固定件2固定在机架上，

模拟载荷驱动装置通过所述第一接头5、第二接头6与直升机尾减速器机匣1连接。

模拟载荷驱动装置由模拟尾桨榖载荷力机构、模拟助力器轴向力机构构成；

模拟尾桨榖载荷力机构包含八个位于顶端的液压油缸，八个液压油缸的杆头通过第一接头5与直升机尾减速器机匣1连接；

模拟助力器轴向力机构包含一个位于底端的下液压油缸405，一个下液压油缸405的杆头通过第二接头6与直升机尾减速器机匣1连接，对机匣实施向下的载荷力。

八个顶端的液压油缸分别是四个第一液压油缸401、一个第二液压油缸402、一个第三液压油缸403、两个第四液压油缸404；

四个第一液压油缸401均位于第一接头5的顶端，对机匣实施向上的载荷力；

第二液压油缸402位于第一接头5的右侧，对机匣实施向左的载荷力；

第三液压油缸403位于第一接头5的后侧，对机匣实施向后的载荷力；

两个第四液压油缸404均位于第一接头5的左侧，对机匣实施向左的载荷力。

多点协调加载系统包括工控机、控制卡、驱动卡、数据采集卡、打印机；

工控机通过ISA总线分别连接所述控制卡、驱动卡、数据采集卡；

工控机通过USB连接所述打印机；

工控机还包括显示器、大容量存储器。

多点协调加载系统的工作程序为：

步骤1：工控机输入直升机尾减速器机匣1的疲劳试验谱；

步骤2：工控机通过控制卡将疲劳试验谱分解为对模拟载荷驱动装置的控制命令；

步骤3：控制卡通过驱动卡控制模拟载荷驱动装置；

步骤4：模拟载荷驱动对测试的直升机尾减速器机匣1施加载荷；

步骤5：模拟载荷驱动将实际载荷状态反馈给数据采集卡；

步骤6：数据采集卡采样实际载荷状态，得到状态数据，并将状态数据发给工控机；

步骤7：工控机显示和记录状态数据，形成疲劳试验报告；

步骤8：工控机通过打印机打印疲劳试验报告。

疲劳试验谱按照直升机实际飞行任务和飞行中减速器机匣的受力状态编制，

疲劳试验谱包括载荷力大小、周期、持续时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。