一种用于发动机试验台的自校准推力测量装置制造方法
【专利摘要】一种用于发动机试验台的自校准推力测量装置，涉及力学测量装置，它包括动架、液压缸、力传动装置、自校准传感器、测量传感器、导向系统、定架。定架与地面固定连接；动架位于定架上方；液压缸的压力输出端与力传动装置连接，力传动装置连接自校准传感器，自校准传感器和测量传感器均固定于动架上；液压缸产生推力后，通过力传动装置作用在自校准传感器上，自校准传感器把推力作用于动架上，动架产生移动并将作用力传至测量传感器上；导向系统伴随动架移动发生弹性变形；当液压缸停止工作以后，导向系统带动动架恢复到原位。本发明可计算系统刚度对测量数值产生的误差，同时保证多次试验的重复性，大幅提高试验精度。
【专利说明】一种用于发动机试验台的自校准推力测量装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种力学测量装置。
【背景技术】
[0002]在航空航天领域，现有的发动机试验台由于其本身的系统刚度误差，影响了推力测量的精度；另外，现有的发动机试验台在几次试验后，试验台偏离距离较大，难以保证多次试验的重复性。
【发明内容】
[0003]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供了一种用于发动机试验台的自校准推力测量装置，计算系统刚度对测量数值产生的误差，修正发动机推力的实验数据，同时保证多次试验的重复性，提高试验精度。
[0004]本发明的技术解决方案是:一种用于发动机试验台的自校准推力测量装置，包括动架、液压缸、力传动装置、自校准传感器、测量传感器、导向系统、定架、支撑块；所述定架与地面固定连接；动架位于定架上方；支撑块位于定架上表面的两端，用于支撑动架；液压缸固定于定架上，液压缸的压力输出端与力传动装置连接，力传动装置连接自校准传感器，自校准传感器和测量传感器均固定于动架上；所述导向系统的两端分别与定架和动架固定连接；液压缸产生推力后，通过力传动装置作用在自校准传感器上，自校准传感器产生测量结果并把推力作用于动架上，动架产生移动并将作用力传至测量传感器上；导向系统伴随动架移动发生弹性变形；当液压缸停止工作以后，导向系统带动动架恢复到原位。
[0005]所述导向系统包括若干个上拉力结构和若干个下拉力结构；所述若干个上拉力结构对称分布于定架和动架之间，每个上拉力结构包括一个弹簧片和两个Z型连接件；一个Z型连接件底部固定于定架上，顶部与弹簧片的上端固定连接；另一个Z型连接件的顶部固定连接动架，底部与弹簧片的下端固定连接；所述若干个下拉力结构对称分布于定架和动架之间，每一个下拉力结构包括一个弹簧片和两个T型连接件；两个T型连接件分别与动架和定架固定连接，一个弹簧片的上端和下端分别与两个T型连接件固定连接。
[0006]所述弹簧片包括两个连接段、两个回弹段和一个承力段；所述两个连接段分别位于弹簧片的上端和下端；所述两个回弹段分别与两个连接段相连；两个回弹段之间是承力段；回弹段与承力段的横截面均为正方形，回弹段与承力段的横截面边长之比为1:4。
[0007]所述弹簧片的材料为16Mn。
[0008]本发明与现有技术相比有益效果为:
[0009](I)本发明先将液压缸产生的推力传送到自校准传感器，再通过动架将同样大小的力传送至测量传感器，实现了对实验台系统刚度误差的测量，可在后续的推力测量实验中修正实验结果，提高实验精度；
[0010](2)本发明设计了采用弹簧片和不同形状连接件组成的导向系统，利用弹簧片的弹性变形，使系统在多次试验后仍能回到初始位置，保证系统多次实验的重复性。【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1本发明的示意图；
[0012]图2本发明中上拉力结构的示意图；
[0013]图3本发明中下拉力结构的示意图；
[0014]图4本发明中上拉力结构中弹簧片的受力示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本发明包括动架1、液压缸2、力传动装置3、自校准传感器4、测量传感器7、导向系统、定架10、支撑块11。定架10与地面固定连接；动架I位于定架10上方；支撑块11位于定架10上表面的两端，用于支撑动架I ;液压缸2固定于液压基座上，液压基座固定于定架10上，液压缸2的压力输出端与力传动装置3连接，力传动装置3连接自校准传感器4，自校准传感器4固定于自校准基座5上，测量传感器7固定于测量基座6上均固定于动架I上，自校准基座5与测量基座6均固定于动架I上。
[0016]导向系统包括若干个上拉力结构9和若干个下拉力结构8。
[0017]若干个上拉力结构9对称分布于定架10和动架I之间。如图2所示，每个上拉力结构9包括一个弹簧片和两个Z型连接件；Z型连接件的形状类似于一个镜像的Z型，故成为Z型连接件；两个Z型连接件的位置一高一低，一个Z型连接件底部固定于定架10上，顶部与弹簧片的上端固定连接；另一个Z型连接件的顶部固定连接动架1，底部与弹簧片的下端固定连接。
[0018]若干个下拉力结构8对称分布于定架10和动架I之间。如图3所示，每一个下拉力结构8包括一个弹簧片和两个T型连接件；两个T型连接件分别与动架I和定架10固定连接，一个弹簧片的上端和下端分别与两个T型连接件固定连接。当动架I向右移动时，与动架I连接的T型连接件带动弹簧片的上端向右变形，如图4所示，此时弹簧片产生向左的反作用力。
[0019]如图4所示，弹簧片在设计上采用了局部加强的方式，既保证了弹簧片的强度，又能控制弹簧片的变形，使其按照设计要求产生往复运动，对动架I形成导向作用。弹簧片包括两个连接段12、两个回弹段13和一个承力段14 ;所述两个连接段12分别位于弹簧片的上端和下端；所述两个回弹段13分别与两个连接段12相连；两个回弹段13之间是承力段14 ;回弹段13与承力段14的横截面均为正方形，回弹段13与承力段14的横截面边长之比为1:4。横截面积较小的回弹段13保证了弹簧片较大的变形量，可以产生较大的回弹力；横截面积较大的承力段14保证了弹簧片的结构强度，同时，弹簧片的材料为16Mn，该种材料同时具有良好的韧性和刚度。
[0020]在首次实验之前，先测量发动机试验台的系统刚度误差，结合图1一4说明具体过程:
[0021]一、液压缸2产生向右的推力后，通过力传动装置3作用在自校准传感器4上；
[0022]二、自校准传感器4产生测量结果并把推力作用于动架I上；
[0023]三、动架I向右移动并将作用力传至测量传感器7上，测量传感器7也产生测量结果；[0024]四、计算自校准传感器4和测量传感器7的测量结果的差值，即为发动机试验系统刚度对测量数值产生的误差；可以在后续的发动机推力测量实验中修正实验数据，提高实验精度。
[0025]在多次试验后，发动机产生的位移偏差不断累积，无法保证多次试验的重复性。本发明引入了导向系统有效解决了上述问题，具体工作过程如下:当动架I向右移动时，上拉力结构9中与动架I连接的T型连接件带动弹簧片的上端向右移动，如图4所示，基于作用于反作用的力学原理，弹簧片由上至下产生向左的拉力；同时在导向系统的下拉力结构8中，由于一个Z型连接件的顶部与动架I连接，所以其受到向右的推力，并将此推力传至与之相连的弹簧片的下端，同理，弹簧片由下至上产生向左的拉力。由于若干上拉力系统和下拉力系统在定架10与动架I之间对称分布，所以就在动架I与定架10之间产生了均匀的向左的拉力，当液压缸2停止工作以后，在该拉力作用下，导向系统带动动架I恢复到原位。
[0026]本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
【权利要求】
1.一种用于发动机试验台的自校准推力测量装置，其特征在于:包括动架(I)、液压缸(2)、力传动装置(3)、自校准传感器(4)、测量传感器(7)、导向系统、定架(10)、支撑块(11);所述定架(10)与地面固定连接；动架(I)位于定架(10)上方；支撑块(11)位于定架(10)上表面的两端，用于支撑动架(I);液压缸(2)固定于定架(10)上，液压缸(2)的压力输出端与力传动装置(3)连接，力传动装置(3)连接自校准传感器(4)，自校准传感器(4)和测量传感器(7)均固定于动架(I)上；所述导向系统的两端分别与定架(10)和动架(I)固定连接；液压缸(2)产生推力后，通过力传动装置(3)作用在自校准传感器(4)上，自校准传感器(4)产生测量结果并把推力作用于动架(I)上，动架(I)产生移动并将作用力传至测量传感器(7)上；导向系统伴随动架(I)移动发生弹性变形；当液压缸(2)停止工作以后，导向系统带动动架(I)恢复到原位。
2.根据权利要求1所述的一种用于发动机试验台的自校准推力测量装置，其特征在于:所述导向系统包括若干个上拉力结构(9)和若干个下拉力结构(8);所述若干个上拉力结构(9)对称分布于定架(10)和动架(I)之间，每个上拉力结构(9)包括一个弹簧片和两个Z型连接件；一个Z型连接件底部固定于定架(10)上，顶部与弹簧片的上端固定连接；另一个Z型连接件的顶部固定连接动架(I )，底部与弹簧片的下端固定连接；所述若干个下拉力结构(8)对称分布于定架(10)和动架(I)之间，每一个下拉力结构(8)包括一个弹簧片和两个T型连接件；两个T型连接件分别与动架(I)和定架(10)固定连接，一个弹簧片的上端和下端分别与两个T型连接件固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于发动机试验台的自校准推力测量装置，其特征在于:所述弹簧片包括两个连接段12、两个回弹段13和一个承力段14 ;所述两个连接段12分别位于弹簧片的上端和下端；所述两个回弹段13分别与两个连接段12相连；两个回弹段13之间是承力段14 ;回弹段13与承力段14的横截面均为正方形，回弹段13与承力段14的横截面边长之比为1:4。
4.根据权利要求2所述的一种用于发动机试验台的自校准推力测量装置，其特征在于:所述弹簧片的材料为16Mn。
【文档编号】G01L5/00GK103616112SQ201310692433
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】孙涛, 蒋博, 黄景博, 陈良泽, 卜俊辉 申请人:北京航天益森风洞工程技术有限公司