能实现变载荷加载的舱门锁可靠性试验装置的制作方法

本发明涉及能实现变载荷加载的舱门锁可靠性试验装置，属于飞机舱门锁可靠性试验技术领域。

背景技术：

飞机舱门锁是起落架系统的重要零部件，用于在飞机起飞后锁紧舱门，并在飞机降落前解锁舱门。如果舱门锁在飞机起飞后不能锁紧舱门，在飞行过程中不能承担舱门气动力载荷并保持在锁紧状态，或在飞机降落前不能顺利解锁舱门，轻则引起飞机任务失败，重则造成机毁人亡的严重事故。因此舱门锁的可靠性对飞行安全存在显著的影响，为了评估舱门锁的可靠性指标，暴露舱门锁的主要失效模式和薄弱环节，实现舱门锁可靠性水平的增长，必须对舱门锁进行可靠性试验。

根据飞机任务剖面，起落架舱门在飞机降落过程中所受的气动力载荷大于起飞阶段，导致舱门锁的开锁载荷大于闭锁载荷。为研究舱门锁在变载荷情况下的开、闭锁功能，并使可靠性试验结果具有足够的可信性，就需要在试验过程中实现闭锁、开锁变载荷的加载，即在闭锁过程中施加小载荷，开锁过程中施加大载荷。另外，由于舱门锁可靠性试验需要考虑随机振动、高低温、湿度、液压等综合因素，试验环境极为恶劣，不仅要求试验装置具有较小的体积、重量和较大的刚度，能进行舱门锁运动功能的模拟，为保证试验装置自身的可靠性，试验装置的结构和功能原理也应尽量简单。

针对舱门锁可靠性试验的问题，中国专利《一种飞机舱门锁可靠性试验装置》，专利号为201210033851.7和《一种飞机舱门锁可靠性试验装置》专利号为201410279845.9，分别针对舱门转轴与舱门锁锁钩转轴相垂直和平行的情况提出了2种试验装置。中国专利《用于飞机起落架舱门上位锁可靠性试验的卧式试验装置》，专利号为201410215943.6，和《用于飞机起落架舱门上位锁可靠性试验的立式试验装置》，专利号为201410215944.0，针对飞机起落架的触发式舱门上位锁分别提出了一种卧式和立式试验装置。中国专利《用于舱门锁可靠性试验的高刚度试验装置》，专利号为201611215048.X，介绍了一种具有高刚度的舱门锁试验装置。上述几种试验装置均没有考虑变载荷加载的问题，舱门锁在闭锁和开锁过程中所受的载荷相同，与真实情况存在较大差异，不能满足试验需求。

针对变载荷加载的问题，中国专利《一种改进的飞行器起落架舱门锁试验装置》，专利号为201610352630.4，介绍了一种能实现闭锁、开锁变载荷加载的试验装置。该试验装置预先在反向弹簧中储存能量，在舱门锁完成闭锁，并停止运动的瞬间通过一套钢索和卡扣释放反向弹簧，实现锁钩所受载荷的变化。该试验装置存在的问题是，反向弹簧释放装置对钢索、卡扣等零件的尺寸精度要求极高，实际中极易发生舱门锁尚没有完全关闭的情况下反向弹簧提前释放，或舱门锁和试验装置已经停止运动，但反向弹簧还没有释放的故障。另外，变载荷加载系统的结构和功能原理复杂，进一步降低了试验装置本身的可靠性。

技术实现要素：

本发明目的是为了解决现有能实现闭锁、开锁变载荷加载的舱门锁试验装置的结构复杂，变载荷的可靠性低的问题，提供了一种能实现变载荷加载的舱门锁可靠性试验装置。

本发明所述能实现变载荷加载的舱门锁可靠性试验装置，它包括舱门锁安装板、两块加强板和底板，它还包括锁环、作动筒限位板、四个滑轨底座、两根滑轨、滑块、载荷加载框、一号弹簧、二号弹簧、二号弹簧限位板、两个载荷调节螺母、调节螺杆、作动筒底座、作动筒和作动筒接头，

舱门锁安装板、两块加强板和底板固结在一起，形成夹具模块；

两根滑轨以竖直方式，并且每根滑轨的两端分别通过一个滑轨底座安装在舱门锁安装板上，每根滑轨上滑动连接有滑块，载荷加载框处于两根滑轨之间，每个滑块固定在载荷加载框相应侧的框架上；

载荷加载框的上下框中心分别设置安装孔，调节螺杆插接在安装孔内，并且两端伸出载荷加载框，调节螺杆的顶端安装锁环，作动筒限位板设置在调节螺杆上，并位于锁环之下，作动筒限位板固定在舱门锁安装板上，一号弹簧设置于作动筒限位板与载荷加载框上框之间的调节螺杆上；二号弹簧、二号弹簧限位板和两个载荷调节螺母由上至下依次设置在载荷加载框内部的调节螺杆上；载荷加载框的内框上具有限位台阶，用于限制二号弹簧限位板向上移动的最高位置；

作动筒设置在载荷加载框与舱门锁安装板之间，并且正对应于调节螺杆的轴线位置；作动筒上端通过作动筒接头安装在载荷加载框上框的侧表面；作动筒下端通过作动筒底座安装在舱门锁安装板上；作动筒在竖直方向的最高位置通过作动筒限位板限位。

本发明的优点：本发明针对飞机舱门锁可靠性试验中变载荷加载的试验需求，能在舱门锁闭锁过程中加载小载荷，在开锁过程中加载大载荷，其载荷加载系统的结构和功能原理简单，对零部件加工误差和环境应力不敏感，具有较高的可靠性。同时该试验装置能实现舱门锁运动功能的模拟，并具有较小的重量和体积。

该试验装置在闭锁过程中通过二号弹簧对舱门锁加载小载荷，在开锁过程中通过一号弹簧对舱门锁加载大载荷，实现了开、闭锁变载荷的加载。它利用作动筒运动为一号弹簧储存能量，并通过作动筒的泄压使一号弹簧的弹力传递到舱门锁上，除载荷加载框、螺杆、锁环等模拟舱门锁运动功能所必需的零部件外，整个过程中没有额外的运动部件，也没有需要触发的零部件，运动过程平顺，可靠性高。另外，通过下侧的载荷调节螺母调节螺杆的上下位置，使作动筒和载荷加载框运动到最高位置后能触发舱门锁即可，不需较高的调节精度；二号弹簧限位板与限位台阶之间的间隙控制精度要求较低，小于1mm即可，常规的机械加工手段即能满足。因此，本试验装置对零部件的尺寸误差不敏感，对加工精度要求较低。

附图说明

图1是本发明所述能实现变载荷加载的舱门锁可靠性试验装置的结构示意图；

图2是夹具模块的结构示意图；

图3是滑轨模块的结构示意图；

图4是载荷加载模块的结构示意图；

图5是作动筒模块的结构示意图；

图6是夹具模块与滑轨模块和作动筒模块的立体装配图；

图7是载荷加载模块与作动筒模块的立体装配图；

图8是载荷加载框的结构示意图；

图9是作动筒限位板的结构示意图；

图10是可靠性试验装置在上锁前的简化平面图；

图11是可靠性试验装置在舱门锁被触发后的简化平面图；

图12是可靠性试验装置在舱门锁关闭后的简化平面图；

图13是可靠性试验装置在开锁前的简化平面图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图13说明本实施方式，本实施方式所述能实现变载荷加载的舱门锁可靠性试验装置，它包括舱门锁安装板1、两块加强板2和底板3，它还包括锁环4、作动筒限位板5、四个滑轨底座6、两根滑轨7、滑块8、载荷加载框9、一号弹簧10、二号弹簧11、二号弹簧限位板12、两个载荷调节螺母13、调节螺杆14、作动筒底座15、作动筒16和作动筒接头17，

舱门锁安装板1、两块加强板2和底板3固结在一起，形成夹具模块；

两根滑轨7以竖直方式，并且每根滑轨7的两端分别通过一个滑轨底座6安装在舱门锁安装板1上，每根滑轨7上滑动连接有滑块8，载荷加载框9处于两根滑轨7之间，每个滑块固定在载荷加载框9相应侧的框架上；

载荷加载框9的上下框中心分别设置安装孔，调节螺杆14插接在安装孔内，并且两端伸出载荷加载框9，调节螺杆14的顶端安装锁环4，作动筒限位板5设置在调节螺杆14上，并位于锁环4之下，作动筒限位板5固定在舱门锁安装板1上，一号弹簧10设置于作动筒限位板5与载荷加载框9上框之间的调节螺杆14上；二号弹簧11、二号弹簧限位板12和两个载荷调节螺母13由上至下依次设置在载荷加载框9内部的调节螺杆14上；载荷加载框9的内框上具有限位台阶18，用于限制二号弹簧限位板12向上移动的最高位置；

作动筒16设置在载荷加载框9与舱门锁安装板1之间，并且正对应于调节螺杆14的轴线位置；作动筒16上端通过作动筒接头17安装在载荷加载框9上框的侧表面；作动筒16下端通过作动筒底座15安装在舱门锁安装板1上；作动筒16在竖直方向的最高位置通过作动筒限位板5限位。

底板3和舱门锁安装板1的平面形状为矩形，舱门锁安装板1竖直方式焊接在底板3上；加强板2的平面形状为直角三角形，同时与舱门锁安装板1和底板3焊接在一起。

作动筒16的上下两端分别通过销子与作动筒底座15和作动筒接头17连接。

作动筒限位板5呈二级台阶状，该作动筒限位板5的上平面设置在调节螺杆14上，作动筒限位板5的竖直平面通过螺栓固定在舱门锁安装板1上，作动筒限位板的下平面用于作动筒16在竖直方向的最高位置限位。

滑块8可选择为四个，在载荷加载框9的两侧边框的上下位置各安装一个。

本发明装置包括夹具模块、滑轨模块、载荷加载模块和作动筒模块。舱门锁是试件，安装在夹具模块上部。夹具模块是试验装置的主体结构，用于为其他零部件提供支撑。滑轨模块以竖直方式安装在夹具模块上。载荷加载模块安装在滑轨模块上，并可沿滑轨上下滑动。作动筒模块的下端安装在夹具模块上，上端安装在载荷加载模块上，用于驱动载荷加载模块上下滑动，实现舱门锁运动功能的模拟和锁钩载荷的加载。

一个舱门锁安装板1、两个加强板2和一个底板3固结在一起，组合成夹具模块。四个滑轨底座6、两个滑轨7和四个滑块8组成滑轨模块。锁环4、作动筒限位板5、载荷加载框9、一号弹簧10、二号弹簧11、二号弹簧限位板12、载荷调节螺母13和调节螺杆14组成载荷加载模块。作动筒底座15、作动筒16和作动筒接头17组成作动筒模块。

在图1、图6和图7中，滑轨模块通过四个滑轨底座6以竖直方式安装在夹具模块的舱门锁安装板1上，四个滑块8分别通过螺栓安装在载荷加载框9的两侧，使载荷加载模块可沿滑轨7上下滑动。作动筒模块的下端通过作动筒底座15安装在舱门锁安装板1上，上端通过作动筒接头17安装在载荷加载框9的上部，用于驱动载荷加载模块上下滑动。

在图2中，舱门锁安装板1、加强板2和底板3均由铝合金整体切割而成。底板3的平面形状为矩形，设置有与振动台连接的螺栓孔。舱门锁安装板1的平面形状为矩形，以竖直方式焊接在底板3上，上部设置有用于安装舱门锁的螺栓孔，中部和下部设置有用于安装滑轨模块和载荷加载模块的螺栓孔。加强板2的平面形状为直角三角形，与舱门锁安装板1和底板3分别焊接在一起。

在图3中，两根滑轨7分别通过两个滑轨底座6以竖直方式安装在舱门锁安装板1上，每个滑轨7上安装有两个滑块8，滑块8可沿滑轨7上下滑动。

在图4和图8中，载荷加载框9是载荷加载模块的主体结构，为矩形的框形结构，上框和下框分别设置有竖直方向的调节螺杆14的安装孔和作动筒接头17的安装孔，两侧设置有滑块8的安装孔。载荷加载框9的内部设置有限位台阶18，用于限制二号弹簧限位板12向上移动的最高位置和二号弹簧11的最短长度。

调节螺杆14安装在载荷加载框9的中心位置，并可上下滑动，上端安装有锁环4。作动筒限位板5位于锁环4的下侧，并通过螺栓固定在舱门锁限位板1上。一号弹簧10、二号弹簧11、弹簧限位板12、两个载荷调节螺母13分别安装在调节螺杆14上。其中，一号弹簧10位于作动筒限位板5和载荷加载框9之间。二号弹簧11、弹簧限位板12和两个载荷调节螺母13位于载荷加载框9的内部，从上到下的安装顺序依次为：二号弹簧11、弹簧限位板12和两个载荷调节螺母13。

通过调整下面的载荷调节螺母13使调节螺杆14上下移动，可使载荷加载框9运动到最高位置时，锁环4正好触发舱门锁。上面的载荷调节螺母13用于预先对二号弹簧11施加载荷，使二号弹簧11提供的闭锁载荷满足试验要求。

在图5、图6和图7中，作动筒接头17通过螺栓安装在载荷加载框9的上部，作动筒底座15通过螺栓安装在舱门锁安装板上，作动筒16的上下两端分别通过销子与作动筒接头17和作动筒底座15连接。

在图10、图11、图12和图13中，试验装置变载荷加载的工作原理和过程为：

(a)舱门锁闭锁前，载荷加载框9在一号弹簧10弹力的作用下位于最低位置，二号弹簧限位板12、载荷调节螺母13、调节螺杆14和锁环4在二号弹簧11弹力的作用下位于最低位置；

(b)舱门锁闭锁过程中，在作动筒16向上的驱动力F_ZDT的作用下，载荷加载框9、螺杆14和锁环4沿滑轨7向上移动到作动筒限位板5的限定位置，在此过程中，一号弹簧10被压缩，最大弹力F_TH,1等于要求的舱门锁开锁载荷，同时锁环4触发舱门锁开始闭锁运动；

(c)舱门锁在液压压力的作用下开始关闭，并带动锁环4、调节螺杆14、载荷调节螺母13和二号弹簧限位板15向上运动，在此过程中，二号弹簧11被压缩，此时二号弹簧11的最大弹力F_TH,2等于要求的舱门锁闭锁载荷，F_TH,2依次通过二号弹簧限位板12、载荷调节螺母13、调节螺杆14和锁环4传递到舱门锁上；

(d)舱门锁完全关闭后，二号弹簧限位板12的上端与载荷加载框内部的限位台阶18之间仅存在一个较小的间隙，间隙越小，加载精度越高，一般小于1mm即可；

(e)舱门锁开锁前，作动筒16泄压，向上的驱动力F_ZDT消失，一号弹簧10向下的弹力F_TH,1全部由载荷加载框9承担，限位台阶18与弹簧限位板12接触，弹力F_TH,1依次通过限位台阶18、弹簧限位板12、载荷调节螺母13、调节螺杆14和锁环4传递到舱门锁上，此时调节螺杆14对舱门锁向下的拉力F_LG即等于要求的开锁载荷；

(f)舱门锁供压，舱门锁在液压压力的驱动下克服一号弹簧10的弹力F_TH,1开锁，舱门锁打开后载荷加载框9、调节螺杆14和锁环4等部件在两个弹簧弹力的驱动下分别向下运动，回复到初始位置。