一种螺旋桨桨叶扭转测试装置的制作方法

1.本发明涉及桨叶扭转测试技术领域，尤其涉及一种螺旋桨桨叶扭转测试装置。


背景技术：

2.螺旋桨桨叶是将发动机转动功率转化为推进力不可获取的部件，其具有重量轻、耐腐蚀、耐老化、抗疲劳性能好的特点。扭转刚度是螺旋桨桨叶的重要性能参数，因此桨叶的扭转测试显得尤为重要。
3.公开号为cn215492323u的专利申请公开了一种测量尾桨叶刚度的装置，包括尾桨叶固定机构、桨叶夹持机构、挥舞刚度测试机构和扭转刚度测试机构；桨叶夹持机构包括上翼型块、下翼型块、上滑杆、下滑杆、滑杆导向框、转轴和轴座，滑杆导向框的一侧固定连接有位移测量块；挥舞刚度测试机构包括横梁、第一滑轮、第二滑轮和第一牵引绳；扭转刚度测试机构包括扭转滑轮、第三滑轮、纵梁和第二牵引绳。该技术方案能够观察位移测量块的位移量，通过尺寸转化，再加上计算即可测出桨叶扭转刚度。但是上述结构在测试过程中，存在以下缺陷：（1）桨叶横向夹持在夹具，桨叶会因自身重力影响发生弯扭变形，严重影响扭转测试的准确性；（2）在扭转测试过程中，桨叶两端的夹具位置固定不变，导致该装置只能测试指定桨叶固定位置的扭转位置，也只能通过单一位置的扭转测试计算桨叶整体的扭转刚度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种螺旋桨桨叶扭转测试装置，旨在解决以上技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种螺旋桨桨叶扭转测试装置，包括底板和顶板，所述底板和顶板之间通过四角分布的支撑导柱相连接，所述底板和顶板之间水平设置有测试基板，所述测试基板滑动配合安装于支撑导柱上，所述底板上安装有升降气缸，所述升降气缸的输出端与测试基板底部相连接，所述顶板底部安装有固定夹具，所述测试基板上端安装有扭转测试夹具，所述扭转测试夹具与固定夹具相对应用于垂向夹持待测桨叶；所述扭转测试夹具包括扭转基板、阶梯连接座以及相对设置的一对夹紧块，所述扭转基板转动安装于测试基板上，所述阶梯连接座对称设置于扭转基板上端的两侧，所述夹紧块适配安装于阶梯连接座之间，所述夹紧块上端贯穿设有与待测桨叶相适配的翼形孔，所述夹紧块的两侧延伸设有定位凸块，所述阶梯连接座下方设有阶梯定位口，所述定位凸块适配安装于对应的阶梯定位口内，所述阶梯连接座的侧壁安装有角度仪，所述扭转基板的两侧连接有载荷施力杆。
6.作为本发明进一步的方案：所述固定夹具包括夹持座、横向销轴和紧固螺栓，所述夹持座夹持在待测桨叶尾端的两侧且通过紧固螺栓连接固定，所述横向销轴横向贯穿待测桨叶并与夹持座相连接。
7.作为本发明进一步的方案：所述定位凸块上横向贯穿有连接孔，所述连接孔内安
装有连接螺栓，两个夹紧块之间通过连接螺栓可拆卸连接。
8.作为本发明进一步的方案：一组定位凸块的上端中央设有定位孔，所述阶梯连接座的上端中央贯穿设有定位销，所述定位销适配安装于定位孔内。
9.作为本发明进一步的方案：每个所述定位凸块的上端均设有装配孔，所述阶梯连接座的上端设有固定销，所述固定销适配安装于装配孔内。
10.作为本发明进一步的方案：所述扭转基板和测试基板与翼形孔相对的位置上开设有供待测桨叶穿过的让位槽。
11.作为本发明进一步的方案：所述扭转基板底部连接有扭转限位块，所述测试基板上贯穿设有扭转限位槽，所述扭转限位块适配安装于扭转限位槽内。
12.作为本发明进一步的方案：所述扭转限位块的侧壁上安装有位移传感器。
13.本发明的有益效果：（1）本发明通过固定夹具和扭转测试夹具的配合，实现了对待测桨叶的垂向夹持，测试过程中桨叶待测截面始终与扭转中轴线相垂直，消除了桨叶自身重力对扭转测试的影响干扰，并通过升降气缸调整扭转测试夹具的测试位置，同时夹紧块之间可拆卸式连接，能够根据不同的桨叶位置更换装配对应的夹紧块，从而能够对桨叶的不同位置进行扭转测试，从而综合计算桨叶整体的扭转刚度，有效提高了扭转测试准确性；（2）本发明通过夹紧块与阶梯连接座的配合以及定位凸块与阶梯定位口的配合，能够快速准确地对夹紧块进行定位装配，同时利用定位销与定位孔配合对夹紧块进行定位，利用固定销与装配孔配合对夹紧块进行紧固，使得夹紧块在更换装配过程中拆装便捷、定位准确牢靠。
附图说明
14.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
15.图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明另一视角的结构示意图；图3是本发明中测试基板的结构示意图；图4是本发明中测试基板的底部结构示意图;图5是图3中a-a方向的截面示意图；图6是本发明中扭转测试夹具的结构爆炸示意图。
16.图中：1、底板；2、顶板；3、支撑导柱；4、测试基板；41、扭转限位槽；5、升降气缸；6、固定夹具；61、夹持座；62、横向销轴；63、紧固螺栓；7、扭转测试夹具；71、扭转基板；711、扭转限位块；712、位移传感器；713、让位槽；72、阶梯连接座；721、阶梯定位口；722、定位销；723、固定销；73、夹紧块；731、翼形孔；74、定位凸块；741、连接孔；742、连接螺栓；743、定位孔；744、装配孔；8、待测桨叶；9、角度仪；10、载荷施力杆。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它
实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1和图2所示，本发明为一种螺旋桨桨叶扭转测试装置，包括底板1和顶板2，底板1和顶板2之间通过四角分布的支撑导柱3相连接，底板1和顶板2之间水平设置有测试基板4，测试基板4滑动配合安装于支撑导柱3上，底板1上安装有升降气缸5，升降气缸5的输出端与测试基板4底部相连接，顶板2底部安装有固定夹具6，测试基板4上端安装有扭转测试夹具7，扭转测试夹具7与固定夹具6相对应用于垂向夹持待测桨叶8。
19.通过以上技术方案，待测桨叶8的尾端通过固定夹具6进行夹持固定，而扭转测试夹具7用于夹持待测桨叶8的前端部分进行扭转测试，其中，测试基板4的高度可以通过升降气缸5进行调节，从而可以使得扭转测试夹具7能够对待测桨叶8的不同桨叶部位进行扭转测试，同时利用固定夹具6和扭转测试夹具7相配合实现了垂向夹持，测试过程中桨叶待测截面始终与扭转中轴线相垂直，消除了桨叶自身重力对扭转测试的影响。
20.如图3-6所示，扭转测试夹具7包括扭转基板71、阶梯连接座72以及相对设置的一对夹紧块73，扭转基板71转动安装于测试基板4上，阶梯连接座72对称设置于扭转基板71上端的两侧，夹紧块73适配安装于阶梯连接座72之间，夹紧块73上端贯穿设有与待测桨叶8相适配的翼形孔731，夹紧块73的两侧延伸设有定位凸块74，阶梯连接座72下方设有阶梯定位口721，定位凸块74适配安装于对应的阶梯定位口721内，阶梯连接座72的侧壁安装有角度仪9，扭转基板71的两侧连接有载荷施力杆10。
21.通过以上技术方案，待测桨叶8的测试端被夹持固定于翼形孔731内，利用阶梯连接座72对夹紧块73进行限位固定，使得夹紧块73在测试过程中不会发生多余晃动，避免对测试过程造成干扰，同时利用阶梯定位口721与定位凸块74的配合，进一步对夹紧块73进行定位固定。在扭转测试过程中，外部的扭矩加载设备（图中未画出）通过载荷施力杆10施加扭转作用力，使得扭转测试夹具7带动待测桨叶8侧的测试端发生扭转，由于待测桨叶8的扭转过程与扭转测试夹具7同步进行，桨叶测试截面的扭转角能够真实准确地反映到阶梯连接座72的偏转过程，通过角度仪9记录阶梯连接座72扭转前后的角度值，计算扭转前后角度差即为桨叶测试截面的扭转角。
22.具体的，定位凸块74上横向贯穿有连接孔741，连接孔741内安装有连接螺栓742，两个夹紧块73之间通过连接螺栓742可拆卸连接。
23.具体的，一组定位凸块74的上端中央设有定位孔743，阶梯连接座72的上端中央贯穿设有定位销722，定位销722适配安装于定位孔743内。
24.更具体的，每个定位凸块74的上端均设有装配孔744，阶梯连接座72的上端设有固定销723，固定销723适配安装于装配孔744内。
25.通过以上技术方案，两个夹紧块73之间之间采用可拆卸式连接，由于螺旋桨桨叶的不同测试位置其截面形状也不相同，因此需要多组夹紧块73，并且不同夹紧块73上的翼形孔731对应着不同的桨叶位置，从而能够在调整测试位置时，只需要拆卸更换对应的夹紧块73即可。
26.需注意的是，夹紧块73在更换装配时，前后两个夹紧块73通过连接螺栓742连接固定，将待测桨叶8夹持在翼形孔731内，同时定位凸块74卡合在阶梯定位口721内，两个夹紧块73在完成配合后形成定位孔743，利用定位销722与定位孔743配合以方便对夹紧块73进行定位，保证夹紧块73在装配时与阶梯连接座72准确安装，再利用固定销723与装配孔744
配合实现夹紧块73与阶梯连接座72的紧固连接，保证了夹紧块73在每次更换装配实现拆装便捷、定位准确以及连接牢靠。
27.如图2所示，固定夹具6包括夹持座61、横向销轴62和紧固螺栓63，夹持座61夹持在待测桨叶8尾端的两侧且通过紧固螺栓63连接固定，横向销轴62横向贯穿待测桨叶8并与夹持座61相连接。
28.通过以上技术方案，夹持座61用于对待测桨叶8尾端进行夹持固定，同时横向销轴62贯穿待测桨叶8以承受桨叶的自身重力，固定夹具6的作用是在保证待测桨叶8尾端在扭转测试中保持稳定。
29.如图3-5所示，扭转基板71和测试基板4与翼形孔731相对的位置上开设有供待测桨叶8穿过的让位槽713，避免待测桨叶8在扭转测试过程中与扭转基板71和测试基板4发生触碰而影响测试过程。
30.具体的，扭转基板71底部连接有扭转限位块711，测试基板4上贯穿设有扭转限位槽41，扭转限位块711适配安装于扭转限位槽41内，在施加载荷进行扭转时，扭转限位块711沿着扭转限位槽41滑动，保证扭转基板71能够沿正确方向稳定进行扭转而不会发生偏移。
31.更具体的，扭转限位块711的侧壁上安装有位移传感器712，通过位移传感器712记录扭转前后的测点位置变化以换算扭转角，从而能够与角度仪9记录的扭转角形成参照对比，以消除测试误差，提高扭转测试准确。至于根据测点位置变化换算扭转角的算法逻辑为现有技术已知，在此不作过多赘述。
32.本发明的工作原理：测试时，待测桨叶8垂向夹持，具体的，将待测桨叶8的尾端通过固定夹具6进行夹持固定，并将待测桨叶8的测试端伸入到夹紧块73的翼形孔731内，利用夹紧块73将待测桨叶8的测试端进行夹持固定。夹持稳定后开始施加扭转载荷，外部的扭矩加载设备通过载荷施力杆10施加扭转作用力，使得扭转测试夹具7带动待测桨叶8侧的测试端发生扭转，通过角度仪9记录的扭转前后的角度值计算得到桨叶测试截面的扭转角，再利用扭转角计算桨叶测试部位的扭转刚度。当需要对桨叶的不同高度位置进行扭转测试时，利用升降气缸5带动测试基板4进行垂直升降，使得扭转测试夹具7达到指定高度，然后更换装配对应的夹紧块73使翼形孔731与该位置的桨叶相适配，夹紧块73在装配时，前后两个夹紧块73通过连接螺栓742连接固定，将待测桨叶8夹持在翼形孔731内，同时定位凸块74卡合在阶梯定位口721内，利用定位销722与定位孔743配合以方便对夹紧块73进行定位，再利用固定销723与装配孔744配合实现夹紧块73与阶梯连接座72的紧固连接，保证了夹紧块73在更换装配中拆装便捷、定位准确以及连接牢靠。
33.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。