一种可调节预紧力的载荷机构装置的制作方法

本发明属于飞机操纵系统领域，具体的涉及一种可调节预紧力的载荷机构装置。

技术背景

载荷机构是一种弹簧机构，也是一种人工感觉装置(即杆力模拟装置)，其功能是模拟飞机操纵面气动铰链力矩形成操纵载荷，给飞行员提供反馈力，飞行员通过载荷机构力的变化，来感受飞机的飞行姿态，以便更好地操纵飞机。载荷机构是操纵系统中的一个重要组成部分，其工作性能的好坏直接影响飞行员对飞机的操纵，进而影响飞机的安全。

直筒式载荷机构是目前广泛使用的一种弹簧载荷机构形式，这种载荷机构主要由弹簧、外筒、套筒、内轴等组成，其将所有部件置于一筒状封闭壳体内，各运动部件以壳体为导向作拉伸及压缩的直线运动。直筒式载荷机构根据其特性曲线特点又可分为单梯度载荷机构、双梯度载荷机构、多梯度载荷机构，但一直以来，所有筒式载荷机构都存在着保险后无法再调整预紧力、维修性差的问题。产品打完保险后，再拆卸时总要报废零件，给载荷机构后续的维护保养及修理带来了困难及不必要的经济损失；且一旦轴上锁紧螺母保险后，若不更换新零件，无法再调整预紧力，给飞行员控制装置的预紧力调整带来了不便。为了解决上述问题，研制一种可调节预紧力的、可以大大提高维修性、摩擦力小的筒式载荷机构成为一种迫切的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在解决直筒式载荷机构预紧力不可调、维修性差，提供一种可调节预紧力的载荷机构，解决了载荷机构保险后无法再调整预紧力、维修性差的问题，并通过优化产品结构，减小摩擦力、空气阻尼及产品重量。

技术方案

一种可调节预紧力的载荷机构装置，包含耳环套筒1、耳环螺栓2、壳体3、齿形垫片A 4、齿形垫片B 5、滑套10、轴11、滑动套12、弹簧13、防尘圈14、锁紧螺母15、螺母16、保险丝19，结构如图1～图11所示。轴11装在滑套10的内孔中，轴11与滑套10滑动配合，弹簧13套在轴11和滑套10外部，一端装在滑套10凸台上，另一端装在滑动套12的凸台上，轴11、滑套10、弹簧13和滑动套12一起构成载荷机构内部功能结构；根据实际需要调整好载荷机构内部功能结构的预紧力，在装在滑套10的内孔中的轴11端部装上螺母18、齿形垫片A 4和齿形垫片B 5，用拧紧锁紧螺母15固定，然后用保险丝打上保险封装；将封装好的载荷机构内部功能机构装入壳体3，壳体3与耳环套筒1采用螺纹连接，并在连接处装上螺母18、齿形垫片A 4和齿形垫片B 5，用拧紧锁紧螺母15固定，然后用保险丝打上保险；耳环螺栓2为外部力和位移输入接口，耳环螺栓2与轴11通过螺纹连接后，在连接处装上螺母18、齿形垫片A4和齿形垫片B 5，用拧紧锁紧螺母15固定，然后用保险丝打上保险。

所述耳环套筒1为大套筒接小套筒结构，大套筒外部为螺纹，大套筒在与小套筒连接处开有轴向卡槽1A1，见图2；

所述壳体3一端是与耳环套筒1连接的大径端，在此段内部设有连接螺纹，在连接螺纹的端口处沿圆周分布有若干个卡槽3A1，小径端设有安装有防尘圈14的卡槽3A2，见图4；

所述滑套10内部开有环形槽10A1，这样可以减少滑套10与轴11之间的接触面积，进而减少了摩擦力；在滑套10底端开有通孔10A2，使排气通畅，解决了运动中的空气阻尼问题，整个零件结构减少了产品重量，见图5。

所述轴11一端装入耳环套筒1的大套筒内，另一端与耳环螺栓2连接，在装入耳环套筒1的大套筒内的一端设有轴向卡槽11A2，在与耳环螺栓2连接的一端端口处设有径向卡槽11A1，见图6；

所述滑动套12采用带梅花边12A1的梅花型结构，采用铜合金材料制造，该种材料有自润滑性，从结构及材料上大大减小了摩擦力；在滑动套梅花型花心圆周开有圆孔12A2，减小了运动中空气阻尼，整个零件结构减少了产品重量，见图9。

所述齿形垫片A的一面为齿形，在其上中心部位设有90°的V形槽4A2,另一面为光面，其上设有一对180°对称的凸台4A2，在圆周外设有突出的耳片，耳片上设有连接孔4A1，见图7。

所述齿形垫片B的一面为齿形，在其上中心部位设有90°的V形槽5A2,另一面为光面，其上设有一对180°对称的凸台5A2，其内圆中心设有突出的突块5A1。

所述螺母18的端口上设有卡槽18A1。

本载荷机构当施力者通过耳环螺栓部件及轴推动滑套时，滑动套抵在耳环套筒上，弹簧压缩，随着压缩位移的变大，提供单梯度反作用力给施力者。

当施力者通过耳环螺栓部件及轴拉动滑动套时，滑套抵在壳体上，弹簧压缩，随着压缩位移的变大，提供单梯度反作用力给施力者。

当需要更改预紧力时，先剪断轴与耳环螺栓连接处和轴与耳环套筒部件的保险，卸下零件，将载荷机构内部功能机构裸体取出，剪断载荷机构内部功能机构的封装保险，将弹簧调节到所需预紧力，重新封装，完成载荷机构预紧力的调节。

本发明主要优点(或创新点)

本发明主要优点：①轴尾采用双锁紧螺母与齿形垫片相结合方式进行载荷机构定位防松，可以在不损伤零件的情况下进行预紧力调节。②轴与锁紧螺母4，耳环套筒与壳体、轴与耳环螺栓处采用齿形垫片与锁紧螺母合式防松保险方式，载荷机构可重复拆装，不会损伤零件，大大提高了产品的维修性。③滑动套采用梅花型结构，同时花心圆周开圆孔，并采用铜合金材料，该种材料有自润滑性，从结构及材料上大大减小了摩擦力，减小了运动中空气阻尼及产品重量。④滑套采用内部开环形槽结构，减少了摩擦力及产品重量，同时在底端开通孔，解决了运动中的空气阻尼问题。⑤壳体上采用双防尘圈结构，且防尘圈采用聚四氟乙烯材料，与传统防尘圈不同的是它与轴配合，作为结构支撑，大大减小了产品的摩擦力。

附图说明

图1是本发明所述一种可调节预紧力的载荷机构装置的结构示意图；

图2是可调节预紧力的载荷机构装置中耳环套筒示意图；

图3是可调节预紧力的载荷机构装置中耳环螺栓示意图；

图4是可调节预紧力的载荷机构装置中壳体示意图；

图5是可调节预紧力的载荷机构装置中滑套示意图；

图6是可调节预紧力的载荷机构装置中轴的示意图；

图7是可调节预紧力的载荷机构装置中齿形垫片A的示意图；

图7A是图7是侧视图；

图8是可调节预紧力的载荷机构装置中齿形垫片B的示意图；

图8A是图8的俯视图；

图9是可调节预紧力的载荷机构装置中滑动套示意图；

图10是可调节预紧力的载荷机构装置中螺母示意图；

图11是可调节预紧力的载荷机构装置中锁紧螺母示意图；

图中：1-耳环套筒、2-耳环螺栓、3-壳体、4-齿形垫片A、5-齿形垫片B、10-滑套、11-轴、12-滑动套、13-弹簧、14-防尘圈、15-锁紧螺母、18-螺母、19-保险丝、1A1-耳环套筒的轴向卡槽、2A1-耳环螺栓柱上的卡槽、3A1-壳体连接螺纹端口处卡槽、3A2-壳体小径端卡槽、10A1滑套内部的环形槽、10A2-滑套底端的通孔、12A1滑动套的梅花边、12A2-滑动套花心圆周上的圆孔、4A1-齿形垫片A连接片上的连接孔、4A2-齿形垫片A光面上的凸台、4A3-齿形垫片A齿面上的90°V形槽、5A1-齿形垫片B圆中心的突块、5A2-齿形垫片B齿面上的90°V形槽、5A3-齿形垫片B光面上的凸台、15A1-锁紧螺母的保险孔、18A1-螺母端口上的卡槽。

具体实施方式

本实施方式中，所述本载荷机构包含耳环套筒、耳环螺栓、壳体、齿形垫片A、齿形垫片B、滑套、轴、滑动套、弹簧、防尘圈、锁紧螺母、螺母、保险丝，结构如图1～图11所示。

所述耳环套筒为大套筒接小套筒结构，大套筒外部为螺纹，大套筒在与小套筒连接处开有轴向卡槽1A1，见图2；

所述壳体一端是与耳环套筒连接的大径端，在此段内部设有连接螺纹，在连接螺纹的端口处沿圆周分布有若干个卡槽3A1，小径端设有安装有防尘圈的卡槽3A2，见图4；

所述滑套内部开有环形槽10A1，这样可以减少滑套与轴之间的接触面积，进而减少了摩擦力；在滑套底端开有通孔10A2，使排气通畅，解决了运动中的空气阻尼问题，整个零件结构减少了产品重量，见图5。

所述轴一端装入耳环套筒的大套筒内，另一端与耳环螺栓连接，在装入耳环套筒的大套筒内的一端设有轴向卡槽11A2，在与耳环螺栓连接的一端端口处设有径向卡槽11A1，见图6；

所述滑动套采用梅花型结构12A1，采用铜合金材料制造，该种材料有自润滑性，从结构及材料上大大减小了摩擦力；在滑动套梅花型花心圆周开有圆孔12A2，减小了运动中空气阻尼，整个零件结构减少了产品重量，见图9。

所述齿形垫片A的一面为齿形，在其上中心部位设有90°的V形槽4A2,另一面为光面，其上设有一对180°对称的凸台4A2，在圆周外设有突出的耳片，耳片上设有连接孔4A1，见图7。

所述齿形垫片B的一面为齿形，在其上中心部位设有90°的V形槽5A2,另一面为光面，其上设有一对180°对称的凸台5A2，其内圆中心设有突出的突块5A1，见图8。

所述螺母18的端口上设有卡槽18A1，见图10。

轴装在滑套的内孔中，轴与滑套滑动配合，弹簧套在轴和滑套外部，一端装在滑套凸台上，另一端装在滑动套的凸台上，轴、滑套、弹簧和滑动套一起构成载荷机构内部功能机构；载荷机构内部功能机构根据实际需要调整好预紧力，拧入螺母，装上齿形垫片A和齿形垫片B，将齿形垫片A的凸台4A2装入螺母卡槽18A1，将齿形垫片B的凸台5A1与轴卡槽11A2配合，同时调整齿形垫片B与齿形垫片A齿面4A3、5A2配合，拧紧锁紧螺母，并用保险丝将齿形垫片A耳片的连接孔4A1与锁紧螺母的保险孔15A1锁住保险。

将载荷机构内部功能结构装入壳体，壳体与耳环套筒采用螺纹连接，装上齿形垫片A和齿形垫片B,并将齿形垫片B的凸台5A2装入壳体的卡槽3A1，齿形垫片A凸台4A1与耳环套筒卡槽1A1配合，同时调整齿形垫片B与齿形垫片A的齿面4A3、5A2配合，拧紧锁紧螺母，并用保险丝将齿形垫片B耳片5A1与锁紧螺母保险孔15A1锁住保险。

耳环螺栓为外部力和位移输入接口，耳环螺栓与轴通过螺纹连接后，装上齿形垫片A和齿形垫片B,并将齿形垫片A凸台4A2装入轴卡槽11A1，齿形垫片B凸台5A2与耳环螺栓卡槽2A2配合，同时调整齿形垫片A与齿形垫片B齿面4A3、5A2配合，拧紧锁紧螺母，并用保险丝将齿形垫片A的耳片4A1与锁紧螺母的保险孔15A1锁住保险。

本载荷机构当施力者通过耳环螺栓部件及轴推动滑套时，滑动套抵在耳环套筒上，弹簧压缩，随着压缩位移的变大，提供单梯度反作用力给施力者。

当施力者通过耳环螺栓部件及轴拉动滑动套时，滑套抵在壳体上，弹簧压缩，随着压缩位移的变大，提供单梯度反作用力给施力者。

当需要更改预紧力时，拆开各连接处的封装，将弹簧调节到所需预紧力，重新封装，完成载荷机构预紧力调节。