本发明涉及一种压电式推力矢量架现场标校装置,属于姿轨控发动机试验推力测量技术领域。
背景技术:
发动机推力矢量是一个空间力矢量,其大小和方向是不断变化的。在轨/姿控发动机高空模拟试验中,推力矢量是发动机试验过程需要获取的重要参数,是发动机性能的重大判据。由于轨/姿控发动机推力矢量测量精度要求较高,通常在试验前需要进行现场原位推力标校工作。
推力矢量架是固定发动机和测量推力矢量的主要装置,目前国内普遍采用压电式六分力推力矢量架进行轨/姿控发动机推力矢量测量,在同一圆周上按照特定方式均匀分布4个三向压电传感器,根据规定的空间位置分布关系,可以测出作用力的大小、方向和作用点。
推力矢量架标定原理是对测力仪中心垂直施加作用力,测量4个均布三向压电传感器的输出信号。目前所使用的现场原位推力标校装置主要由油缸、标准力传感器、加载杆和球面垫圈等组成。各个部件均采用螺纹连接,而螺纹连接是间隙配合,在现场拆装前后,加载力的作用点和方向发生变化,无法保证中心垂直加载,导致推力标校结果重复性误差较大。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题:克服现有技术的不足,提供一种适用于压电式推力矢量架的现场标校装置,提高矢量架标定的重复性和精度。
本发明的技术方案是:一种适用于压电式推力矢量架的现场标校装置,主要由加载油缸、柱式标准力传感器、加载杆、万向拉环、凹形接头和推力关节轴承等组成。
加载油缸作为力源,与标准力传感器采用螺纹连接方式,两者为平面对平面配合;标准力传感器采用柱式应变力传感器,两端分别为螺柱和螺纹孔;标准力传感器一端接万向拉环,万向拉环具有空间六自由度;万向拉环与凹形接头之间通过短销连接,凹形接头和加载杆之间采用轴肩-止口连接定位方式;测力仪加载力的传递部件选用推力关节轴承,轴承座圈采用轴承钢,滑动表面为聚四氟乙烯为添加剂的玻璃纤维增强塑料,轴圈为淬硬轴承钢,滑动表面为镀硬铬;关节轴承和加载杆一端采用螺母备紧。
本发明与现有技术相比的有益效果是:采用柱式标准力传感器在受力时变形沿轴线方向,可以保证加载时力的作用线不发生偏移;标准力传感器和加载杆之间增加万向拉环,将原有刚性连接转换为柔性连接方式,可以有效避免附加力矩的产生;推力关节轴承在承受轴向拉力时,具有良好的自对中性能且不会产生侧向力矩。通过这一系列的改进,可以显著提高推力架标校的重复性。
附图说明
图1为本发明结构的原理示意图。
图2为万向拉环轴承结构示意图。
图3为凹形接头结构原理图。
图4为推力关节轴承结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图和技术方案对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示,现场标校装置包括1加载油缸,2柱式标准力传感器,3万向拉环,4凹形接头,5加载杆,6推力关节轴承,7标定法兰等。
加载油缸1与柱式标准力传感器2通过螺纹连接,连接后需保证两者为预紧状态;标准力传感器2与万向拉环3之间同样为螺纹连接方式,在标准力传感器2上首先安装备母,之后与万向拉环3连接预紧;万向拉环3与凹形接头4之间采用短销连接,凹形接头4后端连接加载杆5,加载杆5穿过推力关节轴承6,通过锁紧螺母和推力架关节轴承6的轴圈作用于前端标定法兰的中心。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。