一种发动机推力测量台架的制作方法

本实用新型涉及推力测量技术领域，尤其是一种发动机推力测量台架。

背景技术：

发动机试验与测试技术是固体推进技术的重要组成部分，推力测量则是发动机试验与测试中需要测量的一个重要参数。要研究发动机推力，需要做大量反复的试验，这些试验若都放到飞行试验中是不可能的。主要原因是飞行试验成本高、周期长、信息收获量小、具有冒险性、需要耗费大量的人力。这就需要进行发动机地面试车试验，发动机地面试验是指在地面上根据特定的条件及环境要求，对系统进行静态试验，获取描述系统的各项性能指标信息，以便解决发动机推力测试过程中的关键问题，然而现有技术中，对于发动机推力的实验设备尚无成熟性技术。

技术实现要素：

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种发动机推力测量台架。

本实用新型的技术解决方案是：一种发动机推力测量台架，包括定架，动架和加载测量装置；加载测量装置包括弹簧片，加载机构和工作力传感器；动架通过弹簧片悬挂在定架上，加载机构固定安装在定架上，工作力传感器两端分别连接定架和动架。

进一步的，动架包括动架架体，第一动架弹簧片安装座，动架工作力传感器安装座，第二动架弹簧片安装座和动架标准力传感器安装座；沿动架架体长度方向，动架标准力传感器安装座固定安装在动架架体的前端底面；第一动架弹簧片安装座包括2个固定安装在动架架体的前端底面并分别位于动架标准力传感器安装座两侧；动架工作力传感器安装座固定安装在动架架体底部并位于沿动架架体长度方向的中心线上；第二动架弹簧片安装座包括2个分别固定安装在动架架体的后端底面。

进一步的，定架包括底座，前安装座，加载机构安装座，第一定架弹簧片安装座，定架工作力传感器安装座，后安装座和第二定架弹簧片安装座；底座为长方体结构，沿底座长度方向，前安装座和后安装座分别固定安装在底座的前端和后端，后安装座包括横板和竖板，横板和竖板构成“l”型；加载机构安装座固定安装在前安装座上，第一定架弹簧片安装座包括2个，固定安装在底座的前端并分别位于前安装座两侧；定架工作力传感器安装座固定安装在底座上并位于沿底座长度方向的中心线上；第二定架弹簧片安装座包括2个，固定安装在底座的后端并分别位于后安装座两侧。

进一步的，加载测量装置包括第一弹簧片，第二弹簧片，加载机构，标准力传感器和工作力传感器；第一弹簧片包括2个，每个第一弹簧片分别与一个第一定架弹簧片安装座和一个第一动架弹簧片安装座固定连接，第二弹簧片包括2个，每个第二弹簧片两端分别与一个第二定架弹簧片安装座和一个第二动架弹簧片安装座固定连接；加载机构固定安装在前安装座的横板上，标准力传感器固定安装在动架架体前端的挡板上，加载机构和标准力传感器同轴设置并与底座沿长度方向的中心线平行；工作力传感器两端分别与定架工作力传感器安装座和动架工作力传感器安装座固定连接，工作力传感器与加载机构和标准力传感器同轴设置。

进一步的，加载机构包括伺服电机，电机电源，液压加载装置，校准油缸，电机电源与伺服电机电连接，伺服电机依次与液压加载装置和校准油缸连接，校准油缸的活塞与标准力传感器连接。

进一步的，发动机推力测量台架包括用于支撑测量段的测量段托架，测量段托架包括同轴设置的第一测量段托架和第二测量段托架，且均固定安装在动架架体的顶面。

进一步的，发动机推力测量台架包括锁紧装置，锁紧装置包括紧定螺杆，紧定挡板和紧定螺母，紧定螺杆依次穿过动架架体后端挡板，紧定挡板，后安装座的竖板和紧定螺母，紧定螺母与紧定螺杆配合，紧定挡板和紧定螺母均与后安装座的竖板抵接。

进一步的，发动机推力测量台架包括发动机安装架，发动机安装架包括发动机安装顶架，结构相同的左立柱和右立柱，前接头，后接头；左立柱和右立柱的底面与动架可拆卸连接；发动机安装顶架与左立柱和右立柱顶面固定连接构成龙门型，前接头和后接头可拆卸的安装在发动机安装顶架上；发动机安装顶架上设置有用于安装前接头和后接头的安装孔。

进一步的，发动机推力测量台架包括力传感器校准装置，力传感器校准装置包括工控机，显示器，标准力传感器数据采集装置和工作力传感器数据采集装置；工控机分别与显示器和伺服电机电连接，标准力传感器数据采集装置分别与标准力传感器和工控机电连接，工作力传感器数据采集装置分别与工作力传感器和工控机电连接。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

1、本实用新型的发动机推力测量台架，实现了发动机推力的测量，结构简单。

2、本实用新型的发动机推力测量台架，巧妙的将动架通过弹簧片悬挂在定架上，并辅以力传感器测量发动机的推力，简单易行。

3、本实用新型的发动机推力测量台架，设置测量段托架，以保证用于测量被试发动机进气参数的测量段与发动机同轴，既保证了发动机进气模拟的精度，又提高了发动机进气参数测量的精度。

4、本实用新型的发动机推力测量台架，其动架总体刚度较大，为了保证试验架动态性能，在设计上合理分布受力元件，采用结构等强度原则，去掉材料的不受力部分等优化设计，减轻动架质量。

5、本实用新型的发动机推力测量台架，其定架设置水平底座，提高整个定架的承力能力。

6、本实用新型的发动机推力测量台架，设置锁紧状态，使发动机在未试验状态或者试验前安装发动机时，动架与定架保持固定状态，延长了发动机推力测量台架的使用寿命，同时避免在动架在自有状态下(未使用锁紧状态)下安装发动机及其相关试验件时对弹簧片施加不可逆外力甚至对弹簧片造成损伤，保证了发动机推力测量台架的精度。

7、本实用新型的发动机推力测量台架，采用龙门式发动机安装架，将发动机悬挂设置，提高了发动机推力的测量精度，并设置前接头和后接头位置可调节，大幅提高了发动机安装架的适用范围，解决了以往一个发动机设置一个发动机安装架的问题。

8、本实用新型的发动机推力测量台架，采用标准力传感器对工作力传感器进行工作力传感器的误差确定，静态校准，由此产生一组高精度的已知“模拟推力”对测力系统进行定度，由于它复现了试验状态的变形及受力情况，消除了由于试验时产生的变形、安装、温度、约束等引起的绝大部分系统误差，从而减小了推力测量不确定度。

9、本实用新型的发动机推力测量台架，通过标定绘制标准力传感器和工作力传感器的特性曲线图，将工作力传感器输出的力值通过特性曲线图准确的确定力的真实值，避免了每次试验对工作力传感器的校准，成本低，效率高。

附图说明

图1为本实用新型的发动机推力测量台架的结构主视图。

图2为图1中a部的放大视图。

图3为图1中b部的放大视图。

图4为本实用新型的发动机推力测量台架结构俯视图。

图5为图4中c部的放大视图。

图6为本实用新型的发动机推力测量台架中，测量段托架的结构示意图。

图7为图6中d部的放大视图。

图8为图6中e部的放大视图。

图9为本实用新型的发动机推力测量台架中，发动机安装架的结构主视图。

图10为本实用新型的发动机推力测量台架中，发动机安装架的结构侧视图。

图11为本实用新型的发动机推力测量台架中，发动机安装顶架的结构示意图。

图12为本实用新型的发动机推力测量台架中，力传感器校准的原理示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“抵接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一种发动机推力测量台架，包括定架100，动架200和加载测量装置；所述加载测量装置包括弹簧片，加载机构330和工作力传感器350；所述动架200通过所述弹簧片悬挂在定架100上，所述加载机构330固定安装在所述定架100上，所述工作力传感器350两端分别连接所述定架100和动架200。

所述定架包括底座110，前安装座120，加载机构安装座130，第一定架弹簧片安装座140，定架工作力传感器安装座150，后安装座160和第二定架弹簧片安装座170；所述底座110为长方体结构，沿所述底座110长度方向，前安装座120和后安装座160分别固定安装在所述底座110的前端和后端，所述后安装座160包括横板和竖板，所述横板和竖板构成“l”型；所述加载机构安装座130固定安装在所述前安装座120上，所述第一定架弹簧片安装座140包括第一右定架弹簧片安装座141和第一左定架弹簧片安装座142，所述第一右定架弹簧片安装座141和第一左定架弹簧片安装座142固定安装在所述底座110的前端并分别位于所述前安装座120两侧；所述定架工作力传感器安装座150固定安装在所述底座110上并位于沿所述底座110长度方向的中心线上；所述第二定架弹簧片安装座170包括第二右定架弹簧片安装座171和第二左定架弹簧片安装座172，所述第二右定架弹簧片安装座171和第二左定架弹簧片安装座172固定安装在所述底座110的后端并分别位于所述后安装座160两侧。

所述动架200包括动架架体210，第一动架弹簧片安装座220，动架工作力传感器安装座230，第二动架弹簧片安装座240和动架标准力传感器安装座250所述动架架体210包括右动架架体211，左动架架体212和动架连接板260，所述右动架架体211和左动架架体212结构相同，均为长方体结构且均与所述底座110平行，所述右动架架体211和左动架架体212沿长度方向的中心线与所述底座110沿长度方向的中心线平行，所述右动架架体211和左动架架体212相对于所述底座110沿长度方向的中心线对称设置，所述动架连接板260为多个，多个所述动架连接板260将所述右动架架体211和左动架架体212固定连接；沿所述动架架体210长度方向，动架标准力传感器安装座250固定安装在所述动架架体210的前端底面；所述第一动架弹簧片安装座220包括第一右动架弹簧片安装座和第一左动架弹簧片安装座，所述第一右动架弹簧片安装座和第一左动架弹簧片安装座分别固定安装在所述右动架架体211和左动架架体212的前端底面并分别位于所述动架标准力传感器安装座250两侧；所述动架工作力传感器安装座230固定安装在所述动架架体210的某一个动架连接板260的底部并位于沿所述动架架体210长度方向的中心线上；所述第二动架弹簧片安装座240包括第二右动架弹簧片安装座和第二左动架弹簧片安装座，所述第二右动架弹簧片安装座和第二左动架弹簧片安装座分别固定安装在所述右动架架体211和左动架架体212的后端底面。

所述加载测量装置包括第一弹簧片310，第二弹簧片320，加载机构330，标准力传感器340和工作力传感器350；所述第一弹簧片310包括第一右弹簧片311和第一左弹簧片312，所述第一右弹簧片311两端分别与第一右定架弹簧片安装座141和第一右动架弹簧片安装座固定连接，所述第一左弹簧片312两端分别与第一左定架弹簧片安装座142和第一左动架弹簧片安装座固定连接；所述第二弹簧片320包括第二右弹簧片321和第二左弹簧片322，所述第二右弹簧片321两端分别与第二右定架弹簧片安装座171和第二右动架弹簧片安装座固定连接，所述第二左弹簧片322两端分别与第二左定架弹簧片安装座172和第二左动架弹簧片安装座固定连接；所述加载机构330固定安装在所述前安装座120的横板上，所述标准力传感器340固定安装在所述动架架体210前端的挡板上，所述加载机构330和标准力传感器340同轴设置并与所述底座110沿长度方向的中心线平行；所述工作力传感器350两端分别与定架工作力传感器安装座150和动架工作力传感器安装座230固定连接，所述工作力传感器350与所述加载机构330和标准力传感器340同轴设置；所述加载机构330包括伺服电机，电机电源，液压加载装置，校准油缸，电机电源与伺服电机电连接，伺服电机依次与液压加载装置和校准油缸连接，校准油缸的活塞与标准力传感器连接。

所述发动机推力测量台架包括用于支撑测量段的测量段托架，所述测量段托架包括同轴设置的第一测量段托架410和第二测量段托架420，所述第一测量段托架410和第二测量段托架420结构相同，且均固定安装在所述动架架体210的顶面；所述测量段托架包括测量段托架支架411，测量段托架下环412，测量段托架上环413，测量段托架定位机构414和锁紧装置415；所述测量段托架支架411的底面与所述动架架体210的顶面固定连接，所述测量段托架下环412和测量段托架上环413均为半圆形结构，所述测量段托架下环412和测量段托架上环413连接后构成圆形；所述测量段托架下环412与测量段托架支架411一体成型；所述测量段托架定位机构414为3个，且结构相同，用于定位测量被试发动机进气参数的测量段，3个测量段托架定位机构414沿测量段托架下环412和测量段托架上环413连接后构成圆形的径向方向均匀分布，其中，一个测量段托架定位机构414设置在测量段托架上环413的顶部，剩余2个测量段托架定位机构414设置在测量段托架下环412；所述测量段托架定位机构414包括定位机构螺母4141，定位机构锁紧螺母4142和定位机构螺杆4143，所述定位机构螺杆4143穿过测量段托架下环412或测量段托架上环413，定位机构锁紧螺母4142套设于所述定位机构螺杆4143上并置于所述测量段托架下环412或测量段托架上环413外侧与所述测量段托架下环412或测量段托架上环413抵接，用于锁紧所述定位机构螺杆4143，所述定位机构螺母4141套设于所述定位机构螺杆4143上并与所述定位机构锁紧螺母4142抵接；所述锁紧装置415为2个，且结构相同，用于固定连接所述测量段托架下环412和测量段托架上环413，2个锁紧装置415设置于所述测量段托架下环412和测量段托架上环413的连接端，所述锁紧装置415包括上锁紧板4151，下锁紧板4152，锁紧螺栓4153和锁紧螺母4154，所述上锁紧板4151固定连接在所述测量段托架上环413的前端面，所述上锁紧板4151下表面与所述测量段托架上环413的下表面重合，所述下锁紧板4152固定连接在所述测量段托架下环412的前端面，所述下锁紧板4152上表面与所述测量段托架下环412的的上表面重合，所述锁紧螺栓4153依次穿过所述下锁紧板4152和上锁紧板4151，所述锁紧螺母4154与所述锁紧螺栓4153配合并与所述上锁紧板4151抵接。

所述发动机推力测量台架包括锁紧装置，所述锁紧装置包括紧定螺杆510，紧定挡板520和紧定螺母530，所述紧定螺杆510依次穿过所述动架架体210后端挡板，紧定挡板520，所述后安装座160的竖板和紧定螺母530，所述紧定螺母530与所述紧定螺杆510配合，所述紧定挡板520和紧定螺母530均与所述后安装座160的竖板抵接。

所述发动机推力测量台架包括发动机安装架600，所述发动机安装架600包括发动机安装顶架610，结构相同的左立柱620和右立柱630，前接头640，后接头650及吊耳660；所述左立柱620和右立柱630的底面与所述动架200可拆卸连接；所述发动机安装顶架610与所述左立柱620和右立柱630顶面固定连接构成龙门型，所述前接头640和后接头650可拆卸的安装在所述发动机安装顶架610上，所述吊耳660与所述发动机安装顶架610固定连接；所述发动机安装顶架610包括前梁611，后梁612和纵梁613，所述前梁611和后梁612平行设置且均与所述纵梁613固定连接，所述后梁612与所述纵梁613一端固定连接，所述前梁611，后梁612和纵梁613构成“土”字型；所述纵梁613上设置有用于安装前接头640和后接头650的安装孔614；所述左立柱620包括前柱621，后柱622和立柱连接杆623，所述前柱621和后柱622平行设置并通过若干立柱连接杆623固定连接。

所述发动机推力测量台架包括力传感器校准装置，所述力传感器校准装置包括工控机，显示器，标准力传感器数据采集装置和工作力传感器数据采集装置；工控机分别与显示器和伺服电机电连接，标准力传感器数据采集装置分别与标准力传感器和工控机电连接，工作力传感器数据采集装置分别与工作力传感器和工控机电连接。

一种使用所述发动机推力测量台架测量被试发动机推力的方法，包括如下步骤：

s100)、安装被试发动机和测量段

s110)、将用于测量发动机进气参数的测量段依次穿过第一测量段托架410和第二测量段托架420，将测量段置于第一测量段托架410和第二测量段托架420中；

s120)、根据被试发动机的悬挂位置将前接头640和后接头650安装到纵梁613上；

s130)、将发动机安装架600安装到动架架体210上后将被试发动机1安装到所述前接头640和后接头650上；

s140)、调整测量段，将测量段一端与被试发动机进气口连接后，调整测量段托架定位机构414中的定位机构螺杆4143，使测量段与发动机进气口同轴后依次旋转测量段托架定位机构414中的定位机构锁紧螺母4142和定位机构螺母4141。

s200)、拆卸锁紧装置

松开紧定螺母530，将紧定螺杆510依次从所述后安装座160的竖板，紧定挡板520，动架架体210后端的挡板拔出后，取出紧定挡板520。

s300)、确定工作力传感器误差

s310)、工控机控制伺服电机启动带动液压加载装置工作，液压加载装置驱动校准油缸工作，校准油缸的活塞驱动标准力传感器340发生位移进而带动所述动架架体210发生位移，动架架体210发生位移的过程中向工作力传感器350施加力；

s320)、液压加载装置驱动校准油缸工作继续向标准力传感器340施加加载力至预定值后卸载加载力至零值；标准力传感器数据采集装置和工作力传感器数据采集装置分别采集标准力传感器340和工作力传感器350在施加加载力和卸载加载力过程中输出的力值并反馈至工控机，显示器显示标准力传感器数据采集装置和工作力传感器数据采集装置所采集的标准力传感器340和工作力传感器350在施加加载力和卸载加载力过程中输出的力值；

s330)、根据显示器显示的标准力传感器数据采集装置和工作力传感器数据采集装置所采集的标准力传感器340和工作力传感器350在施加加载力和卸载加载力过程中输出的力值绘制标准力传感器340和工作力传感器350的特性曲线图；同一加载力下，工作力传感器数据采集装置所采集的工作力传感器350输出的力值与标准力传感器数据采集装置所采集的标准力传感器340输出的力值之差即为工作力传感器误差。

s400)、测量被试发动机推力

发动机点火，测量段检测被试发动机进气参数达到工况后，显示器显示工作力传感器数据采集装置所采集的工作力传感器350输出的力值。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。