试验件的自旋和加速度耦合试验装置的制作方法

本发明属于航天领域，尤其涉及一种试验件的自旋和加速度耦合试验装置。

背景技术：

为了改进火箭弹速度小,机动性差,命中精度低的缺点，引入了采用自旋飞行方式,即通过自旋使鸭舵在随弹体旋转中实现对俯仰和偏航的控制。由于火箭弹的自旋飞行,使其动力学特性显著区别于其它飞行器。自旋可以有效降低气动不对称、推力偏心等干扰因素的影响,减小无控飞行段的散布,保持弹体的稳定性,提高命中精度。对火箭弹飞行控制，自旋试验十分必要。

加速度试验是为了摸拟飞机转弯、火箭变向、导弹自旋等，这就要求装置中的各个部组件能够在加速度环境下的保持功能及结构的完整。为了检测产品在加速度环境下的功能适应性及结构完整性，需要对产品进行加速度试验。

该种试验为自旋和加速度试验耦合试验，属于非常规试验，也无相关设备对此试验进行支撑。航天航空领域亟待研发一种用于考核受试产品模拟同时自旋和加速度环境下的性能和结构是否存在异常的装置和试验方法。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种试验件的自旋和加速度耦合试验装置，可以模拟火箭弹等受试产品在飞行中的自旋和经受惯性载荷的真实环境情况，检查产品在该环境下其性能和结构是否有异常。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种试验件的自旋和加速度耦合试验装置，其特征是：包括自旋机构和加速度试验机，所述加速度试验机转臂前端固接有自旋机构，所述自旋机构包括基座、转子、电机和调速机构，所述基座内壁通过两只轴承支撑转子，所述电机通过螺栓固接在基座前盖中央，电机输出轴与转子键接，所述电机与调速机构连接。

所述基座形状呈正方体结构，基座前盖通过紧固螺钉与基座固接。

所述基座四壁设有若干减重透孔，其底部设有安装螺栓过孔。

所述转子形状呈圆柱形，转子中心设有圆台，圆台连接有与试验件形状匹配的方形凹槽，方形凹槽口设有固定试验件的螺纹孔。

所述轴承采用圆锥滚子轴承和深沟球轴承，分别安装于转子两端。

所述电机采用直流无刷电机，功率为100w，电压24v，转速3000rpm，调速机构采用无级调速，转速范围9-10000rpm。

所述加速度试验机采用离心式恒加速度试验机。

有益效果：与现有技术相比，本发明采用自旋和加速度试验耦合，可以模拟火箭弹等受试产品在飞行中的自旋和经受惯性载荷的真实环境情况，检查产品在该环境下其性能和结构是否有异常。它主要用于对飞行器上的元器件、小部件和小型整机做例行动态结构完好性及适应性试验。并且可在元器件的制造过程中做百分之百筛选试验，检测和剔除任何结构部件低于标称值的器件旋转机械和抛射体所产生的作用下，结构的适应性和性能是否良好，以及评定一些元器件的结构完好性，并且可在恒加速度环境下考核试品的电参数。

附图说明

图1是自旋和加速度试验装置的结构示意图；

图2是图1中自旋机构的结构示意图；

图3是自旋机构调速原理图；

图4是本发明的工作连接框图；

图5-图7是本发明的实验曲线图。

图中：1、自旋机构，2、加速度试验机，3、基座，3-1、安装螺栓过孔，4、转子，4-1、圆台，4-2、方形凹槽，4-3、螺纹孔，5、电机，6、调速机构，6-1、转速表，7、减重透孔，8、试验件,9、轴承。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：

详见附图，本实施例公开了一种试验件的自旋和加速度耦合试验装置，包括自旋机构1和加速度试验机2，所述加速度试验机转臂前端固接有自旋机构，所述自旋机构包括基座3、转子4、电机5和调速机构6，所述基座内壁通过两只轴承9支撑转子，所述电机通过螺栓固接在基座前盖中央，电机输出轴与转子键接，所述电机与调速机构连接。

本实施例的优选方案是，所述基座形状呈正方体结构，基座前盖通过紧固螺钉与基座固接。所述基座四壁设有若干减重透孔7，减重透孔目的就是为了使基座尽量轻，同时还可以调整其动平衡。其底部设有安装螺栓过孔3-1。

本实施例的优选方案是，所述转子形状呈圆柱形，转子中心设有圆台4-1，圆台连接有与试验件形状匹配的方形凹槽4-2，方形凹槽口设有固定试验件的螺纹孔4-3。

本实施例的优选方案是，所述轴承采用圆锥滚子轴承和深沟球轴承，分别安装于转子两端。圆锥滚子轴承和一个深沟球轴承。圆锥滚子轴承轴承主要承受轴向试验时产生的离心力；深沟球轴承主要防止侧向试验时由于离心力可能导致的转子偏心。轴承材料为304不锈钢。轴承具有结构紧凑、低噪声，高转速等特点。转速可达3000rpm以上。

所述电机采用直流无刷电机，功率为100w，电压24v，转速3000rpm，调速机构采用无级调速，转速范围9-10000rpm。

所述加速度试验机采用离心式恒加速度试验机。市售的离心式恒加速度试验机能实现1～100g量级离心加速度试验。模拟离心运动以考核受试元器件的抗荷性能及检测抗荷性能指标。

实验过程

(一)试验时，先将试验件8安装在自旋机构基座的方形凹槽上；

(二)开启电机，调整调速旋钮，将转速调至要求转速；

(三)设置试验量级，启动离心机；

(四)在离心机量级上升过程中，调整调速旋钮，将转速调至要求转速；

(五)离心机试验量级和自旋机构转速同时到达要求时，试验开始计时；

(六)持续时间到达后，关闭电机和离心机，保存试验记录，试验结束。

(七)检查试验件性能和结构。

该试验为高速试验，具有一定风险，试验时一定要检查连接是否牢靠，确保试验人员安全、试验件安全和设备安全。在离心机开启后，受试产品自旋转速会受离心力影响而减速，这时需要调节调速旋钮，使其达到要求转速。

上述参照实施例对该一种试验件的自旋和加速度耦合试验装置的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种试验件的自旋和加速度耦合试验装置，其特征是：包括自旋机构和加速度试验机，所述加速度试验机转臂前端固接有自旋机构，所述自旋机构包括基座、转子、电机和调速机构，所述基座内壁通过两只轴承支撑转子，所述电机通过螺栓固接在基座前盖中央，电机输出轴与转子键接，所述电机与调速机构连接。有益效果：本发明采用自旋和加速度试验耦合，可以模拟火箭弹等受试产品在飞行中的自旋和经受惯性载荷的真实环境情况，检查产品在该环境下其性能和结构是否有异常。

技术研发人员：赵文榕;胡遵光;王鑫;张璇
受保护的技术使用者：天津航天瑞莱科技有限公司;北京强度环境研究所
技术研发日：2018.12.24
技术公布日：2019.07.05