双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置的制作方法

本发明属于航空卡箍支撑领域，具体涉及双测距航空带垫卡箍力学刚度参数智能测试装置。

背景技术：

卡箍是航空管路系统中重要的支撑装置，一般由金属支架和衬垫组成。带垫卡箍是飞机上应用最多的支撑方式，其中衬垫的材料主要有丁腈橡胶、聚四氟乙烯、乙丙橡胶和硅橡胶等。衬垫的主要作用为阻尼隔振以及防止卡箍与管道磨伤等。由于卡箍具有一定的柔性和阻尼作用，因而其对管路系统的振动特性产生较大的影响。目前卡箍在管路系统振动分析中主要简化为固支边界或者弹性支撑，其具体的刚度值一般根据工程经验，采用试凑的方法，导致管路系统振动计算结果误差较大。因此，准确地确定卡箍力学刚度参数对航空管路系统设计与分析具有重要的意义。

但是，现有航空带垫卡箍刚度标定装置主要采用手动螺纹加载方式，加载力不可控，加载杆刚度低，加载杆在较大加载力下容易产生变形，卡箍刚度测量精度存在一定的误差。虽然，在此基础上研制了微进给航空发动机卡箍线刚度测量装置，可以控制加载力的大小，但是采用手动加载方式，卡箍刚度参数标定效率低，且在加载过程中加载杆在较大力下容易产生变形，影响测量的精度。因此，需要设计一种新型卡箍刚度参数智能标定装置通过采用新型加载方式提高卡箍刚度参数的测量精度和效率。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述问题，本实用新型公开一种双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置，所述装置能够同时获得对卡箍的加载压力，而且，可以分别通过刻度滑杠和激光测距传感器获得卡箍在压力下的变形量。所述装置操作简单，对使用者的技术水平要求不高。丝杠滑台标有刻度可以直接读出卡箍的变形量，防止激光测距传感器出现问题影响实验结果，两者比较，可以验证读数的准确。

为了达到上述发明目的高效准确的测量卡箍的线刚度，本发明技术方案如下所述：

双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置，包括底座1、下工作台2、测距安装台3、激光测距传感器4、上工作台5、卡箍安装滑台6、航空带垫卡箍7、加载横杆8、加载u型头9、压力传感器10、压力安装台11、步进电机12、连接螺栓13、滑台刻度机构14，

下工作台2、测距安装台3、滑台刻度机构14固定于底座1上，上工作台5安装于所述下工作台2上，卡箍安装滑台6固定在上工作台5上，激光测距传感器4固定在测距安装台3上，

所述压力安装台11通过螺栓13固定于所述连接块145上，而且，所述压力安装台11上固定有压力传感器10，所述压力传感器10另一端与加载u型头9固定，所述加载u型头9上安装有加载横杆8，

所述滑台刻度机构14包括滑台底座141、刻度滑杠142、丝杠143、滑块144、连接块145，刻度滑杠142、丝杠143套装于所述底座141上，并且，滑块144螺纹套装于所述丝杠143上使得所述滑块144能够随丝杠143的螺纹转动沿直线移动，所述滑块144滑动套装于所述刻度滑杠142上使得所述滑块144能够相对所述刻度滑杠142滑动，另外，所述刻度滑杠142上制有距离刻度，连接块145与所述滑块144固定连接，

所述卡箍安装滑台6上通过螺钉固定航空带垫卡箍7的箍扣73端，航空带垫卡箍7通过卡环71套装于加载横杆8上，

所述丝杠143通过联轴器与步进电机12连接，所述步进电机12驱动所述丝杠143转动使得所述滑块144带动连接块145移动并通过所述加载u型头9、所述加载横杆8对所述航空带垫卡箍7施加压力使其变形，所述刻度滑杠142上的刻度移动差值显示所述航空带垫卡箍7的变形量，同时，激光测距传感器4测量航空带垫卡箍7的变形量。

优选，所述下工作台2上表面制有若干个t型槽，所述上工作台5通过置于所述下工作台2上t型槽内的螺栓与其固定，通过调整所述上工作台5安装于不同所述下工作台2上t型槽的位置调整所述上工作台5的位置，具体为：螺栓的头端置于所述下工作台2上t型槽内，螺栓尾端穿过上工作台5的通孔通过螺母将所述上工作台5与下工作台2固定，通过调整螺栓在不同的t型槽中的位置实现所述上工作台5在下工作台2上的位置调整。

优选，所述上工作台5上制有t型槽，所述卡箍安装滑台6通过置于所述上工作台5上t型槽内的螺栓固定，进而调整所述卡箍安装滑台6在所述上工作台5上的安装位置，具体为：螺栓头端置于所述上工作台5的t型槽内，螺栓尾端穿过所述卡箍安装滑台6的通孔通过螺母将所述卡箍安装滑台6与所述上工作台5固定，通过调整螺栓在所述上工作台5上t型槽中的位置实现所述卡箍安装滑台6在上工作台5垂直方向的位置。

本发明的有益效果是：

1）配套软件系统操作简单，对于使用人员的技术水平要求较低，利用计算机的配套软件实时控制，改变加载过程只需要在软件里输入参数，无需重新编程。可以提前设置参数，自动测量，获得完整的力和位移曲线，也可以实时控制加载过程，设定步进电机转几度，获得一段力和位移曲线之后停下，再根据已有数据设置下一阶段的位移变化或者力的变化，获得另一段力和位移曲线。

2）利用计算机的配套软件实时控制，测量效率高，改变加载过程只需要在软件里输入参数，无需重新编程，实时显示力和位移，既可以提前设置参数，自动测量，又可以加载过程实时控制，并且可以精准的测量卡箍的刚度，丝杠滑台标有刻度直接读出位移，并且有激光测距传感器相互印证，读数准确，可以为工程应用提供参考。

附图说明

图1是双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置示意图。

图2是双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置直视示意图。

图3是双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置局部图一。

图4是双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置局部图二。

图5是航空带垫卡箍示意图。

图1-5中：1为底座、2为下工作台、3为测距安装台、4为激光测距传感器、5为上工作台、6为卡箍安装滑台、7为航空带垫卡箍、8为加载横杆、9为加载u型头、10为压力传感器、11为压力安装台、12为步进电机、13为连接螺栓、14为滑台刻度机构。

并且，航空带垫卡箍7包括卡环71、垫圈72、箍扣73，所述滑台刻度机构14包括滑台底座141、刻度滑杠142、丝杠143、滑块144、连接块145。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中标出，相同标号代表同一零件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置，可以实时显示力和位移，加载过程实时控制，只需在软件里输入参数，无需重新编程，操作简单，丝杠滑台标有刻度，可以直接读出位移，并且有激光测距传感器相互印证，读数准确，可以精确测量卡箍刚度。

实施例1

所述双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置安装过程：

如图一至五所示，下工作台2、测距安装台3、滑台刻度机构14分别使用螺钉固定在底座1上，所述底座1是整个测量装置的基座。

激光测距传感器4固定在所述测距安装台3上，用来测量航空带垫卡箍7变形量，并通过数据采集仪连接至计算机实时显示变形量。

所述下工作台2上表面制有若干个t型槽，上工作台5通过置于所述下工作台2上t型槽内的螺栓与其固定，通过调整所述上工作台5安装于不同所述下工作台2上t型槽的位置调整所述上工作台5的位置，具体为：螺栓的头端置于所述下工作台2上t型槽内，螺栓尾端穿过上工作台5的通孔通过螺母将所述上工作台5与下工作台2固定，通过调整螺栓在不同的t型槽中的位置实现所述上工作台5在下工作台2上的位置调整。

所述上工作台5上制有t型槽，所述卡箍安装滑台6通过置于所述上工作台5上t型槽内的螺栓固定，进而调整所述卡箍安装滑台6在所述上工作台5上的安装位置，具体为：螺栓头端置于所述上工作台5的t型槽内，螺栓尾端穿过所述卡箍安装滑台6的通孔通过螺母将所述卡箍安装滑台6与所述上工作台5固定，通过调整螺栓在所述上工作台5上t型槽中的位置实现所述卡箍安装滑台6在上工作台5垂直方向的位置，所述卡箍安装滑台6上通过螺钉固定航空带垫卡箍7的箍扣73端。

航空带垫卡箍7为被测试验件。

同时，航空带垫卡箍7通过卡环71套装于加载横杆8上，加载u型头9的一端与加载横杆8的两端接触固定，另一端通过螺钉与压力传感器10连接，压力传感器10的另一端通过螺栓与压力安装台11固定，通过加载u型头9对航空带垫卡箍7进行加载，压力传感器10通过数据采集仪连接至计算机实时显示施加压力的大小。

而且，所述压力安装台11通过螺栓13固定于滑台刻度机构14的连接块145上，丝杠143通过联轴器与步进电机12连接。

实施例2

如图一至四所示，双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置，包括底座1、下工作台2、测距安装台3、激光测距传感器4、上工作台5、卡箍安装滑台6、航空带垫卡箍7、加载横杆8、加载u型头9、压力传感器10、压力安装台11、步进电机12、连接螺栓13、滑台刻度机构14，

下工作台2、测距安装台3、滑台刻度机构14固定于底座1上，上工作台5安装于所述下工作台2上，卡箍安装滑台6固定在上工作台5上，所述压力安装台11通过螺栓13固定于所述连接块145上，而且，所述压力安装台11上固定有压力传感器10，所述压力传感器10另一端与加载u型头9固定，所述加载u型头9上安装有加载横杆8，

所述滑台刻度机构14包括滑台底座141、刻度滑杠142、丝杠143、滑块144、连接块145，刻度滑杠142、丝杠143套装于所述底座141上，并且，滑块144螺纹套装于所述丝杠143上使得所述滑块144能够随丝杠143的螺纹转动沿直线移动，所述滑块144滑动套装于所述刻度滑杠142上使得所述滑块144能够相对所述刻度滑杠142滑动，另外，所述刻度滑杠142上制有距离刻度，连接块145与所述滑块144固定连接，

所述卡箍安装滑台6上通过螺钉固定航空带垫卡箍7的箍扣73端，航空带垫卡箍7通过卡环71套装于加载横杆8上，

所述丝杠143通过联轴器与步进电机12连接，所述步进电机12驱动所述丝杠143转动使得所述滑块144带动连接块145移动并通过所述加载u型头9、所述加载横杆8对所述航空带垫卡箍7施加压力使其变形，所述刻度滑杠142上的刻度移动差值显示所述航空带垫卡箍7的变形量。

使用时，计算机控制步进电机12转动，通过丝杠143转动带动滑块144位移提供加载力，同时，可以实现加载压力f的精准控制。而且，刻度滑杠142标有长度刻度可以直接读出航空带垫卡箍7的变形量x，激光测距传感器4通过航空带垫卡箍7变形前后对所述加载横杆8的位移获得变形量x，即达到双测距航空带垫卡箍7力学刚度变形量x。

最后通过公式k=f/x计算出航空带垫卡箍7在加载方向上的刚度值。

本专利的双测距航空带垫卡箍力学刚度参数检测装置能够有效防止激光测距传感器4得出的x值出现问题影响实验结果，两者比较，可以验证读数的准确。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。