一种新型弹性力矩加载装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型弹性力矩加载装置，其中，其包括：一弹簧钢板；一联接件，所述联接件用于将该弹簧钢板的一端径向相对固定于一被测铰链伺服机构的传动轴上；以及一支座；所述支座包括两个相对设置且高度可调的固定卡具，用于将该弹簧钢板另一端夹持固定。所述被测铰链伺服机构受到的弹性扭矩的大小可以通过调整所述固定卡具和所述传动轴之间的距离来决定，通过弹簧钢板的跨度h的连续变化来实现弹性力矩的连续调节。
【专利说明】
一种新型弹性力矩加载装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及发动机测试技术领域，尤其涉及一种发动机模拟加载系统的加载
目.0
【背景技术】
[0002]在现有在发动机制造中，常常需要对于发动机在工况下所受到的力，例如，弹性力、摩擦力等，进行试验测试。
[0003]现有技术中，通过设置于承载对象水平方向一侧的加载弹簧对被测对象进行弹性力加载。通过改变加载侧与承载侧的随动特性，使弹簧长度发生变化，从而实现连续变化的弹性力加载。然而，使用弹簧加载时，一方面当加载力较小时，会受到弹簧重力的影响，从而造成加载不准确，另一方面当需要改变加载范围时需要更换不同刚度的弹簧，每次更换都要进行相应的标定，十分麻烦。
[0004]现有技术中，摩擦力矩加载主要采用摩擦片的形式，在承载对象被加载处添加摩擦片并施加一定的压力，从而在承载对象运动的时候产生摩擦力。通过更换摩擦片实现不同摩擦力矩加载。然而采用这种形式时，一般不能进行连续的摩擦力矩加载，标定也相对较困难，同时，针对转轴进行周向摩擦力矩加载的时候，由于加载面为曲面，摩擦片的安装会很困难，而且要保证周向的摩擦力均匀，那么施加的压力也要均匀，这些要求在这种加载形式下很难做到。
[0005]因此，在发动机测试中，如何快速有效的对被测对象进行弹性力加载和摩擦力矩加载成为目前需要解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0006]为解决如何快速有效的对被测对象进行弹性力加载的技术问题，本实用新型提供一种新型弹性力矩加载装置。
[0007]—种新型弹性力矩加载装置，其中，其包括:一弹簧钢板;一联接件，所述联接件用于将该弹簧钢板的一端径向相对固定于一被测铰链伺服机构的传动轴上；以及一支座;所述支座包括两个相对设置且高度可调的固定卡具，用于将该弹簧钢板另一端夹持固定。
[0008]如上所述的新型弹性力矩加载装置，其中，所述联接件具有一非圆形开孔。
[0009]如上所述的新型弹性力矩加载装置，其中，所述联接件具有一截面为圆形的开孔；所述开孔的内表面具有一沿轴向延伸的键槽。
[0010]如上所述的新型弹性力矩加载装置，其中，所述弹簧钢板为宽度和厚度均匀的长条形;所述联接件为一截面为圆环形的中空圆柱体;所述中空圆柱体的内表面具有该键槽。
[0011]如上所述的新型弹性力矩加载装置，其中，所述弹簧钢板与所述联接件为一体结构。
[0012]如上所述的新型弹性力矩加载装置，其中，所述弹簧钢板与所述联接件可拆卸式固定连接。
[0013]如上所述的新型弹性力矩加载装置，其中，所述支座还包括一座体;所述座体具有两个平行间隔设置的凹槽;所述固定卡具分别卡设于凹槽内，且可以沿着凹槽在一个自由度上连续移动，从而能使所述弹簧钢板产生的弹性力矩连续可调。
[0014]如上所述的新型弹性力矩加载装置，其中，所述凹槽为截面为T形状的T型槽;所述固定卡具为H型，从而使该两个固定卡具分别卡设于T型槽内。
[0015]如上所述的新型弹性力矩加载装置，其中，所述支座还包括一高度调节装置;该固定卡具设置于该高度调节装置上。
[0016]如上所述的新型弹性力矩加载装置，其中，所述两个固定卡具具有两个相对且平行于该弹簧钢板的夹持平面。
[0017]所述被测铰链伺服机构受到的弹性扭矩的大小可以通过调整所述固定卡具和所述传动轴之间的距离来决定，通过弹簧钢板的跨度h的连续变化来实现弹性力矩的连续调
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[0018]本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0019]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0020]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0021]图1为本实用新型实施例提供的发动机模拟加载系统的结构示意图。
[0022]图2为本实用新型实施例提供的发动机模拟加载系统的加载平台的机械结构分解图。
[0023]图3为本实用新型实施例提供的发动机模拟加载系统的加载平台的弹性力矩加载装置的结构示意图。
[0024]图4为本实用新型实施例1提供的发动机模拟加载系统的弹性力矩加载装置的联接件与被测铰链伺服机构的传动轴配合的结构示意图。
[0025]图5为本实用新型实施例提供的发动机模拟加载系统的加载平台的弹性力矩加载装置的工作原理示意图。
[0026]图6为本实用新型实施例提供的发动机模拟加载系统的加载平台的摩擦力矩加载装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。为了便于理解，本实用新型结合整个发动机模拟加载系统对该新型弹性力矩加载装置进行说明。
[0028]请参见图1，本实用新型实施例1提供的发动机模拟加载系统10包括:一加载平台12、一油源14、一控制柜16以及计算机18。所述控制柜16内设置有测控系统;所述测控系统包括油源控制器、加载控制器、传感器调理模块、并行通讯模块以及上下位计算机。所述计算机18用于控制整个系统的工作和对测试结果进行分析。
[0029]请进一步参见图2，所述加载平台12包括:两个间隔设置的轴承支座120、一弹性力矩加载装置121、一摩擦力矩加载装置122、一被测铰链伺服机构123、一液压马达124以及一扭矩传感器125。所述轴承支座120具有一开孔，且两个轴承支座120的开孔同轴设置。所述加载平台12使用时，所述被测铰链伺服机构123的传动轴126两端分别穿过所述两个轴承支座120的开孔，从而使该被测铰链伺服机构123悬空设置。所述被测铰链伺服机构123的传动轴126—端通过所述扭矩传感器125与所述液压马达124固定连接，另一端与所述弹性力矩加载装置121或摩擦力矩加载装置122连接。所述液压马达124用于旋转产生一扭矩。所述扭矩传感器125将所述液压马达124产生的扭矩传递给被测铰链伺服机构123。所述弹性力矩加载装置121和摩擦力矩加载装置122独立设置，用于对所述被测铰链伺服机构123进行弹性力或摩擦力的模拟加载。
[0030]请进一步参见图3-4，所述弹性力矩加载装置121包括一弹簧钢板1210、一联接件1212、以及一支座1213。所述联接件1212用于将该弹簧钢板1210的一端固定于所述被测铰链伺服机构123的传动轴126上。所述联接件1212的结构形状不限，可以根据需要设计，只要确保所述联接件1212相对于所述被测铰链伺服机构123的传动轴126径向固定即可。例如，所述联接件1212具有三角形或方形等非圆形开孔，所述被测铰链伺服机构123的传动轴126具有一与该非圆形开孔相配合的用于插入该非圆形开孔内的端部。优选地，所述联接件1212和所述被测铰链伺服机构123的传动轴126之间键连接，使得在传动过程中面贴合，使用寿命长，可靠性高。
[0031]所述弹簧钢板1210与所述联接件1212可以为一体结构或分体结构。所述支座1213包括两个相对设置且高度可调的固定卡具1215，用于固定该弹簧钢板1210另一端。所述两个固定卡具1215具有两个相对且平行于该弹簧钢板1210的夹持平面，用于将该弹簧钢板1210另一端夹持固定。所述支座1213用于固定该弹簧钢板1210的另一端，使所述被测铰链伺服机构123的传动轴126旋转过程中，所述弹簧钢板1210位于该传动轴126和该固定卡具1215之间的部分可以发生弯曲，从而给所述被测铰链伺服机构123施加一弹性力矩。所述固定卡具1215调节高度的方式不限，例如可以将该固定卡具1215设置于一高度调节装置上。通过调节该固定卡具1215相对于所述弹簧钢板1210另一端的高度，可以调节所述弹簧钢板1210位于该传动轴126和该固定卡具1215之间的部分的跨度h。
[0032]本实施例中，所述弹簧钢板1210与所述联接件1212为一体结构。所述弹簧钢板1210为宽度和厚度均匀的长条形。所述联接件1212为一截面为圆环形的中空圆柱体，且中空圆柱体高度等于所述弹簧钢板1210为宽度。所述中空圆柱体的内表面具有一沿轴向延伸的键槽1217。所述被测铰链伺服机构123的传动轴126为圆柱形，且外表面具有一沿轴向延伸的且与该键槽1217配合的凸起1262。所述支座1213还包括一座体1214。所述座体1214具有两个平行间隔设置且截面为T形状的T型槽1216。所述固定卡具1215为H型，从而使该两个固定卡具1215分别卡设于T型槽1216内。所述固定卡具1215可以沿着T型槽1216在一个自由度上连续移动，从而能使所述弹簧钢板1210产生的弹性力矩连续可调。
[0033]请参见图5，当所述弹性力矩加载装置121使用时，所述弹簧钢板1210通过所述联接件1212键联接与所述被测铰链伺服机构123的的传动轴126实现径向的相对固定，所述弹簧钢板1210的一部分竖直设置于所述传动轴126和该固定卡具1215之间。所述液压马达124旋转产生一扭矩，并通过所述扭矩传感器125将该扭矩传递给所述被测铰链伺服机构123。所述被测铰链伺服机构123在扭矩作用下也产生旋转，从而使所述弹簧钢板121产生弹性形变也产生一扭矩。当所述被测铰链伺服机构123两端输出的扭矩到达平衡的时候，通过所述扭矩传感器125就可以测出所述被测铰链伺服机构123所受到的扭矩。当所述弹性力矩加载装置121不使用时，将弹簧钢板1210和所述联接件1212从所述被测铰链伺服机构123上取下，此时可进行其它力矩的加载。
[0034]本实用新型的弹性力矩加载装置121使用时，一方面所述被测铰链伺服机构123受到的弹性扭矩的大小可以通过调整所述固定卡具1215和所述被测铰链伺服机构123的传动轴126之间的距离来决定，S卩，通过弹簧钢板1210的跨度h的连续变化来实现弹性力矩的连续调节。另一方面，由于所述弹簧钢板1210弯曲时产生的弹性力的理论值容易计算，可以通过弹簧钢板1210的厚度、宽度、跨度以及摆动角度等参数来进行计算，因此，所述被测铰链伺服机构123受到的弹性力矩易于标定。
[0035]请参见图6，所述摩擦力矩加载装置122包括一支撑体1220、多个设置于该支撑体1220上的液压缸1222以及多个设置于该液压缸1222上的轴瓦式摩擦片1224。所述支撑体1220的形状和结构不限，用于固定多个液压缸1222，从而使该多个液压缸1222均布于所述被测铰链伺服机构123的传动轴126的径向。所述多个液压缸1222的一端与所述支撑体1220连接，另一端与所述轴瓦式摩擦片1224连接。所述多个液压缸1222与多个轴瓦式摩擦片1224—一对应，其数目为3个至8个。可以理解，数目越多，施加的摩擦力矩越均匀，但是结构越复杂且成本越高。所述多个液压缸1222与多个轴瓦式摩擦片1224均匀分布于所述被测铰链伺服机构123的传动轴126的径向一周。即，相邻两个液压缸1222之间的夹角为360/N度，每个轴瓦式摩擦片1224的弧度也是360/N度。所述多个液压缸1222的油路是并联的，可以事先标定出液压力与摩擦力矩间的对应关系。
[0036]本实施例中，所述支撑体1220为圆环形。四个液压缸1222分别设置于所述被测铰链伺服机构123的传动轴126径向相互垂直的四个方向。每个液压缸1222的一端与所述支撑体1220的内表面连接，另一端与一弧度为90度的轴瓦式摩擦片1224的外侧连接。四个轴瓦式摩擦片1224可以在所述被测铰链伺服机构123的传动轴126的圆周外侧围成一圆环并与所述被测铰链伺服机构123的传动轴126的外表面接触。
[0037]所述摩擦力矩加载装置122工作时，通过均布于所被测铰链伺服机构123的传动轴126的四个液压缸1222施加正压力，使四个轴瓦式摩擦片1224抱住所述传动轴126，进行摩擦力矩的加载。所述液压马达124旋转产生一扭矩，并通过所述扭矩传感器125将该扭矩传递给所述被测铰链伺服机构123。所述被测铰链伺服机构123在扭矩作用下也产生旋转。所述轴瓦式摩擦片1224对所述被测铰链伺服机构123的传动轴126施加摩擦力矩。于是在某一状态下，所述被测铰链伺服机构123两端分别受到两个大小相等，方向相反的扭矩。因此，通过所述扭矩传感器125可以读出所述轴瓦式摩擦片1224对所述被测铰链伺服机构123施加的摩擦力矩。当此四个液压缸1222处于空载状态时，即可去除摩擦力矩，此时可进行其它力矩的加载。
[0038]本实用新型的基于电液伺服系统的新型摩擦力矩加载技术通过改变液压缸1222产生不同的正向压力，即可实现摩擦力矩的连续调节。另一方面通过扭矩传感器125可读出加载力矩的具体数值，建立液压缸1222输出力与摩擦力矩的关系值表，容易进行标定。
[0039]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种新型弹性力矩加载装置，其特征在于，其包括:一弹簧钢板;一联接件，所述联接件用于将该弹簧钢板的一端径向相对固定于一被测铰链伺服机构的传动轴上；以及一支座;所述支座包括两个相对设置且高度可调的固定卡具，用于将该弹簧钢板另一端夹持固定。2.如权利要求1所述的新型弹性力矩加载装置，其特征在于，所述联接件具有一非圆形开孔。3.如权利要求1所述的新型弹性力矩加载装置，其特征在于，所述联接件具有一截面为圆形的开孔;所述开孔的内表面具有一沿轴向延伸的键槽。4.如权利要求3所述的新型弹性力矩加载装置，其特征在于，所述弹簧钢板为宽度和厚度均匀的长条形;所述联接件为一截面为圆环形的中空圆柱体;所述中空圆柱体的内表面具有该键槽。5.如权利要求1所述的新型弹性力矩加载装置，其特征在于，所述弹簧钢板与所述联接件为一体结构。6.如权利要求1所述的新型弹性力矩加载装置，其特征在于，所述弹簧钢板与所述联接件可拆卸式固定连接。7.如权利要求1所述的新型弹性力矩加载装置，其特征在于，所述支座还包括一座体；所述座体具有两个平行间隔设置的凹槽;所述固定卡具分别卡设于凹槽内，且可以沿着凹槽在一个自由度上连续移动，从而能使所述弹簧钢板产生的弹性力矩连续可调。8.如权利要求7所述的新型弹性力矩加载装置，其特征在于，所述凹槽为截面为T形状的T型槽;所述固定卡具为H型，从而使该两个固定卡具分别卡设于T型槽内。9.如权利要求1所述的新型弹性力矩加载装置，其特征在于，所述支座还包括一高度调节装置;该固定卡具设置于该高度调节装置上。10.如权利要求1所述的新型弹性力矩加载装置，其特征在于，所述两个固定卡具具有两个相对且平行于该弹簧钢板的夹持平面。
【文档编号】G01M15/02GK205607648SQ201620428741
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】陈寒啸, 虞毅, 喻统武, 沈东凯
【申请人】北京航空航天大学, 上海航天控制技术研究所