一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置的制作方法

1.本发明属于风洞试验研究技术领域，特别涉及一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置。


背景技术：

2.螺旋桨试验是一项研究螺旋桨滑流对飞行器气动力特性影响的风洞试验，试验对象一般为固定翼飞机，螺旋桨的径向尺寸通常不会很大，试验过程中会存在一定程度的振动，所以需要对螺旋桨装置采取防松措施。
3.旋翼试验对象一般为直升机和旋翼机，螺旋桨的径向尺寸通常较大，由于试验中旋翼挥舞和交变载荷带来的剧烈振动更容易造成螺纹紧固件发生松动，导致桨榖及桨叶的脱出，从而对驱动装置、测力天平及相关风洞设施造成损坏，以及延误试验计划等，目前该类风洞试验中螺旋桨的紧固装置仍存在一定安全性问题。
4.针对以上两种风洞试验，桨榖锁紧防松是解决试验安全性问题的一项重要措施，目前螺纹紧固件的防松方式主要以摩擦力的原理进行防松，事实证明现有技术的防松方法并不适用于动载荷和振动较大的场合中桨榖的锁紧防松。


技术实现要素：

5.基于以上不足之处，本发明目的提供一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置，解决在该类风洞试验中存在的桨榖的不能锁紧防松的问题。
6.本发明所采用的技术方案：一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置，包括锁紧螺母、楔入式锁环垫圈组、定位卡套和紧固螺钉，螺旋桨组件安装到安装轴上，所述的楔入式锁环垫圈组套在安装轴上，所述的楔入式锁环垫圈组的内侧与所述的螺旋桨组件的内孔安装面贴合，所述的锁紧螺母与所述的安装轴螺纹紧固连接，所述的锁紧螺母的内侧端面与所述的楔入式锁环垫圈组的外侧贴合，所述的定位卡套套在锁紧螺母上，位于所述的定位卡套的一端上的键装入螺旋桨组件上的键槽内，所述的定位卡套的另外一端的端面上均布有多组腰孔，每组所述的腰孔上安装有两个紧固螺钉，每个紧固螺钉穿过所述的腰孔与锁紧螺母外侧端面紧固连接。楔入式锁环垫圈组和定位卡套可实现锁紧螺母的双重防松；锁紧螺母即使因楔入式锁环垫圈组失效而发生松动和旋转，定位卡套仍可以维持桨榖的锁紧状态。
7.进一步的，所述的定位卡套的一端上均布有三组键，使得定位卡套与桨榖周向定位成为一体。
8.进一步的，所述的定位卡套另外一端的端面上均布有四组腰孔，并与所述的锁紧螺母的外侧端面上的八个螺纹孔对应。
9.本发明的有益效果：本发明实现对螺旋桨桨榖的锁紧和防松，即使应用于动载荷和振动较大的场合，也可以有效维持螺旋桨桨榖的锁紧状态，具有双重防松的优点，避免出现桨榖及桨叶脱出的情况而对风洞设施造成损失，提高了风洞螺旋桨(旋翼)试验的安全
性。
附图说明
10.图1为本发明的一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置的安装的结构示意图；
11.图2为定位卡套外侧端面方向腰形孔的结构示意图；
12.图3为当锁紧螺母发生松动并旋转一定角度时锁紧螺母与定位卡套的位置关系示意图；
13.图4为旋翼组件整体安装结构示意图；
14.图5为楔入式锁环垫圈组从安装轴前端装入的结构示意图；
15.图6为旋紧反向加力杆安装锁紧螺母时的结构示意图；
16.图7为装入定位卡套时的结构示意图；
17.图中，1—桨叶，2—桨榖，3—锁紧螺母，4—定位卡套，5—楔入式锁环垫圈组，6—安装轴，7—反向加力杆，8—定位垫圈，9—螺母，10—紧固螺钉。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
19.实施例1
20.如图1所示，一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置，包括锁紧螺母3、楔入式锁环垫圈组5、定位卡套4和八根紧固螺钉10，螺旋桨组件安装到安装轴6上，所述的楔入式锁环垫圈组5套在安装轴6上，所述的楔入式锁环垫圈组5的内侧与所述的螺旋桨组件的内孔安装面贴合，所述的锁紧螺母3与所述的安装轴6螺纹紧固连接，锁紧螺母可通过螺纹与螺旋桨的安装轴直接连接并锁紧。锁紧螺母在紧固过程中产生的预紧力会对螺旋桨旋翼组件产生轴向推力，在不松动的情况下一直存在，实现螺旋桨旋翼组件的轴向定位和锁紧。
21.所述的锁紧螺母3的内侧端面与所述的楔入式锁环垫圈组5的外侧贴合。楔入式锁环垫圈组与锁紧螺母配合使用，该垫圈是一种适用于较大动载荷及振动工况下使用的垫圈，其通过夹紧力而非摩擦力的方式来防止螺栓松动，垫圈的内表面为楔形，外表面为放射状锯齿，拧紧螺栓时放射状锯齿和其所接触的工件表面咬合，当工件受到较大的负载和振动时，位移只会发生在垫圈的楔形内表面之间，楔形内表面之间的位移将螺栓有效自锁，并引发夹紧力的增加。
22.所述的定位卡套4套在锁紧螺母3上，位于所述的定位卡套4的一端上均布的三组键装入螺旋桨组件上对应的三组键槽内，所述的定位卡套4的另外一端的端面上均布有四组腰孔，每组所述的腰孔上安装有两个紧固螺钉10，每个紧固螺钉10穿过所述的腰孔与锁紧螺母3外侧端面紧固连接。
23.楔入式锁环垫圈组和定位卡套可实现锁紧螺母的双重防松；锁紧螺母即使因楔入式锁环垫圈组失效而发生松动和旋转，定位卡套仍可以维持桨榖的锁紧状态。
24.当将定位卡套与锁紧螺母通过螺钉固连时，由于螺纹间隙、预紧力不同的原因，锁紧螺母上最少有四个螺纹孔是可用的。
25.实施例2
26.螺旋桨(旋翼)组件在试验准备时或者每次调整完桨叶角重新安装时，都需要安装锁紧防松装置，安装流程主要包括以下步骤：
27.步骤一：如图4所示，将螺旋桨(旋翼)组件整体安装到安装轴6上；
28.步骤二：如图5所示，将楔入式锁环垫圈组5从安装轴6前端装入；
29.步骤三：如图6所示，旋紧反向加力杆7，然后将定位垫圈8靠紧桨榖，用螺母9紧固，之后安装锁紧螺母3。该步需要至少两人操作，其中一人旋紧锁紧螺母3，另一人配合反向加力反向加力杆7，锁紧螺母3必须使用力矩扳手紧固，；
30.步骤四：如图7所示，对准键槽装入定位卡套4；
31.步骤五：在定位卡套4的外侧端面的腰形孔内安装紧固螺钉。
32.由于强烈振动等原因，锁紧螺母出现松动，由于定位卡套以及紧固螺钉的作用，以现有结构为例，如图3所示，锁紧螺母最多能旋转约40
°
，螺母的螺纹为细牙m20x1.5，折合成轴向位移约为0.167mm，之后由于螺钉卡死，将不会再松动，实现了二级机械防松的功能。


技术特征：
1.一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置，包括锁紧螺母(3)、楔入式锁环垫圈组(5)、定位卡套(4)和紧固螺钉(10)，螺旋桨组件安装到安装轴(6)上，其特征在于：所述的楔入式锁环垫圈组(5)套在安装轴(6)上，所述的楔入式锁环垫圈组(5)的内侧与所述的螺旋桨组件的内孔安装面贴合，所述的锁紧螺母(3)与所述的安装轴(6)螺纹紧固连接，所述的锁紧螺母(3)的内侧端面与所述的楔入式锁环垫圈组(5)的外侧贴合，所述的定位卡套(4)套在锁紧螺母(3)上，位于所述的定位卡套(4)的一端上的键装入螺旋桨组件上的键槽内，所述的定位卡套(4)的另外一端的端面上均布有多组腰孔，每组所述的腰孔上安装有两个紧固螺钉(10)，每个紧固螺钉(10)穿过所述的腰孔与锁紧螺母(3)外侧端面紧固连接。2.根据权利要求1所述的一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置，其特征在于：所述的定位卡套(4)的一端上均布有三组键。3.根据权利要求1或2所述的一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置，其特征在于：所述的定位卡套(4)的另外一端的端面上均布有四组腰孔，并与所述的锁紧螺母(3)的外侧端面上的八个螺纹孔对应。4.根据权利要求3所述的一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置，其特征在于：当将定位卡套(4)与锁紧螺母(3)通过紧固螺钉(10)固连时，由于螺纹间隙、预紧力不同的原因，锁紧螺母(3)上最少有四个螺纹孔是能够使用的。

技术总结
本发明公开一种应用于风洞试验螺旋桨模型安装的锁紧防松装置，属于风洞试验研究技术领域。解决的是目前风洞试验螺旋桨及旋翼试验中因存在不同程度振动导致螺纹紧固件出现松脱的问题。包括锁紧螺母、楔入式锁环垫圈、定位卡套、紧固螺钉。锁紧螺母可通过螺纹与螺旋桨安装轴直接连接并锁紧，楔入式锁环垫圈与锁紧螺母配合使用并通过夹紧力而非摩擦力的方式来防止螺栓松动，定位卡套前端通过若干个定位键与桨榖配合并与锁紧螺母通过螺钉固连。楔入式锁环垫圈和定位卡套可实现锁紧螺母的双重防松，即使因楔入式锁环垫圈失效而发生松动和旋转，定位卡套仍可以维持桨榖的锁紧状态，具有双重防松的优点，保证了风洞螺旋桨试验的安全性。全性。全性。


技术研发人员：魏立辉 李盛文 武宁 李聪 申玉鑫 李兴伟 刘传辉
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所
技术研发日：2022.05.06
技术公布日：2022/8/16