一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置的制造方法
【专利摘要】一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，它包括等效叶片和倾斜装置，所述等效叶片经桨叶轮毂与主旋翼轴连接；所述倾斜装置包括固定连接在试验台支架上的底座、轴向固定连接在主旋翼轴上的球体以及套装于球体上的球铰轴承、分别与球铰轴承和底座连接的助力器、以及与球铰轴承和叶片连接的拉力杆；它采用设置等效叶片和倾斜装置能克服现有加载盘加载弯矩困难的缺陷，为分析主旋翼轴的载荷特性和振动特性，确保传动系统安全高效运行提供科学依据，并且整体结构科学合理，安装简便，制造成本低；它广泛适用于直升机主旋翼轴的模拟故障分析、健康维护方法与策略研究。
【专利说明】
一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及直升机技术领域，尤其涉及一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置。
【背景技术】
[0002]由直升机的飞行原理可知，直升机的每个飞行状态其桨叶都有相应的姿态，如直升机上升时，它的叶片在水平面内旋转;前飞时，其叶片在与水平面有一个倾斜角的平面内旋转;根据直升机的飞行姿态，分析主旋翼轴受力情况，一般受到以下几个力:自身带动桨叶旋转而产生的扭矩，叶片在倾斜面上旋转而带来的弯矩;所以直接用加载圆盘来加载弯矩是很困难的，因为加载盘随主旋翼轴一起旋转导致弯矩的方向始终在变化，而实际飞行中在一定的时间内是不变的。
[0003]如图4所示，T为旋翼拉力，T^T2;分别为旋翼拉力在X、Y、Z轴上的分力;T1为平衡直升机的重力，T2S平衡机身的后向力，T3为平衡尾旋翼的推力；当直升机前飞时，主旋翼轴所受的弯矩由旋翼拉力T在YZ面上的分力，S卩TdPT3的合力所产生的，它的方向是不变的;所以用加载盘来模拟加载直升机不同的飞行姿态主旋翼轴所受的力是很困难的，并且如果直接把实际直升机上的自动倾斜器移植在实验台上，造成实验成本太高。
【发明内容】
[0004]针对上述情况，本实用新型的目的在于提供一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，它采用设置等效叶片和倾斜装置能克服现有加载盘加载弯矩困难的缺陷，并且整体结构科学合理，安装简便，制造成本低，能有效模拟不同飞行状态下叶片各种姿态的加载，为分析主旋翼轴的载荷特性和振动特性提供科学依据，从而实现传动系统安全高效运行。
[0005]为实现上述任务，一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，它包括等效叶片和倾斜装置，所述等效叶片经桨叶轮毂与主旋翼轴连接;所述倾斜装置包括固定连接在试验台支架上的底座、轴向固定连接在主旋翼轴上的球体以及套装于球体上的球铰轴承、分别与球铰轴承和底座连接的助力器、以及与球铰轴承和等效叶片连接的拉力杆。
[0006]为实现本实用新型结构、效果优化，其进一步的措施:所述等效叶片为五片并均与分布于桨叶轮毂的外圆柱面。
[0007]所述助力器的一端与球铰轴承的轴承外圈铰接，另一端与底座铰接。
[0008]所述助力器为三个并均匀分布于底座外缘。
[0009]所述助力器为液压助力器。
[0010]所述拉力杆的一端与球铰轴承的轴承内圈铰接，另一端与等效叶片铰接。
[0011]所述拉力杆为五个并分别与五片等效叶片一一对应连接。
[0012]本实用新型提供一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，它包括等效叶片和倾斜装置，所述等效叶片经桨叶轮毂与主旋翼轴连接;所述倾斜装置包括固定连接在试验台支架上的底座、轴向固定连接在主旋翼轴上的球体以及套装于球体上的球铰轴承、分别与球铰轴承和底座连接的助力器、以及与球铰轴承和叶片连接的拉力杆的技术方案;它采用设置等效叶片和倾斜装置能克服现有加载盘加载弯矩困难的缺陷，为分析主旋翼轴的载荷特性和振动特性，确保传动系统安全高效运行提供科学依据，并且整体结构科学合理，安装简便，制造成本低，具有显著的经济效益和社会效益，市场前景广阔，便于推广使用。
[0013]本实用新型相比现有技术所产生的有益效果:
[0014]1、本实用新型采用等效叶片和倾斜装置，从而实现了直升机主旋翼轴弯矩的综合加载，有利于分析各种工况下直升机主旋翼轴载荷特性，有利于开展主旋翼轴振动测试研究；
[0015]Π、本实用新型便于更全面的进行直升机主旋翼轴的故障演化机理、信号特征提取方法、早期故障诊断方法、健康维护方法与策略研究；
[0016]m、本实用新型能有效模拟不同飞行状态下叶片各种姿态的加载，为分析主旋翼轴的载荷特性和振动特性，确保传动系统安全高效运行提供科学依据，并且整体结构科学合理，安装简便，制造成本低，具有显著的经济效益和社会效益，市场前景广阔，便于推广使用。
[0017]本实用新型适用于直升机主旋翼轴的模拟故障分析、健康维护方法与策略研究。
[0018]下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型整体结构主视图。
[0020]图2为本实用新型整体结构安装主视图。
[0021 ]图3为本实用新型的整体结构安装俯视图。
[0022]图4为直升机受力分析图。
[0023]图中:1-底座，2-助力器，3-主旋翼轴，4-球铰轴承，41-轴承外圈，42-轴承内圈，5-拉力杆，6-等效叶片，7-轮毂，8-球体，11-支架，12-减速器，13-驱动电机，T-旋翼拉力，T1-平衡直升机的重力，T2-平衡机身的后向力，T3-平衡尾旋翼的推力。
【具体实施方式】
[0024]参照附图，本实用新型是这样实现的:一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，它包括等效叶片6和倾斜装置，所述等效叶片6经桨叶轮毂7与主旋翼轴3连接;所述倾斜装置包括固定连接在试验台支架11上的底座1、轴向固定连接在主旋翼轴3上的球体8以及套装于球体8上的球铰轴承4、分别与球铰轴承4和底座I连接的助力器2、以及与球铰轴承4和等效叶片6连接的拉力杆5。
[0025]如图1和图2所示，本实用新型的助力器2分为三个并均匀分布于底座I外缘，所述助力器3的一端与球铰轴承4的轴承外圈41铰接，另一端与底座I铰接，所述助力器2为液压助力器，该结构有利于通过三个助力器2来控制球铰轴承4沿任意方向倾斜，保障满足实验需求。
[0026]如图3所示，本实用新型的等效叶片6为五片并均匀分布于桨叶轮毂7的外圆柱面，所述拉力杆5共五个并分别与五片等效叶片6—一对应连接，所述拉力杆5的一端与球铰轴承4的轴承内圈42铰接，另一端与等效叶片6铰接;该结构可使球铰轴承4倾斜时带动主旋翼轴3沿着相同的方向倾斜，因为球铰轴承4经垂直拉力杆5与等效叶片6相铰接，所以球铰轴承4旋转面的倾斜会引起等效叶片6绕主旋翼轴3做周期性转动，即每旋转一周重复一次。
[0027]结合附图，本实用新型的工作原理:启动驱动电机13，两台驱动电机13经过两个套齿带动减速器12旋转，球体8随着主旋翼轴3—起旋转，主旋翼轴3经过桨叶轮毂7带动等效叶片6旋转，等效叶片6经五根拉力杆5与球铰轴承内圈42相铰接，所以球铰轴承内圈42随着等效叶片6—起旋转，即球体8与球铰轴承内圈42同时随着主旋翼轴3—起旋转;然后通过调节三个液压助力器2来改变球铰轴承4的倾斜度从而改变等效叶片6的倾斜度，采用本加载装置即可实现不同飞行姿态的加载，从而测得更理想的实验数据。
[0028]实施例1模拟直升机前飞时的加载:依据直升机的飞行原理可知，直升机的主旋翼会沿着相对于尾桨相反方向的斜前方倾斜；当启动电机，两台驱动电机13经过两个套齿带动主减速器12旋转，球体8随着主旋翼轴3—起旋转，主旋翼轴3经过桨叶轮毂7带动等效叶片6旋转，等效叶片6经五根拉力杆5与球铰轴承内圈42相铰接，所以球铰轴承内圈42随着等效叶片6—起旋转;然后调节三个液压助力器2使球铰轴承4的倾斜度与直升机前飞的倾斜度一致，接着球铰轴承4的倾斜会带动等效叶片6沿同一方向倾斜，此时模拟加载完成，测试人员则可以利用传感器等工具测得所需的数据，如振动、功率、转速等。
[0029]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化;凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，其特征在于包括等效叶片和倾斜装置，所述等效叶片经桨叶轮毂与主旋翼轴连接;所述倾斜装置包括固定连接在试验台支架上的底座、轴向固定连接在主旋翼轴上的球体以及套装于球体上的球铰轴承、分别与球铰轴承和底座连接的助力器、以及与球铰轴承和等效叶片连接的拉力杆。2.根据权利要求1所述的一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，其特征在于所述等效叶片为五片并均与分布于桨叶轮毂的外圆柱面。3.根据权利要求1所述的一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，其特征在于所述助力器的一端与球铰轴承的轴承外圈铰接，另一端与底座铰接。4.根据权利要求3所述的一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，其特征在于所述助力器为三个并均匀分布于底座外缘。5.根据权利要求4所述的一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，其特征在于所述助力器为液压助力器。6.根据权利要求1所述的一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，其特征在于所述拉力杆的一端与球铰轴承的轴承内圈铰接，另一端与等效叶片铰接。7.根据权利要求2所述的一种基于等效叶片的直升机主旋翼轴加载装置，其特征在于所述拉力杆为五个并分别与五片等效叶片 对应连接。
【文档编号】G01M13/00GK205593740SQ201620423393
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】蒋玲莉, 印道轩, 韩清凯, 唐思文, 李学军, 冯和英
【申请人】湖南科技大学