CN103439096B - 一种直升机尾桨助力器疲劳试验测试系统 - Google Patents

Abstract

一种直升机尾桨助力器疲劳试验测试系统，它由疲劳试验机、液压站、旋转直接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、转换接头、上、下夹具和直升机尾桨助力器组成；上、下夹具安装在疲劳试验机上，直升机尾桨助力器两端安装在上、下夹具上，液压站通过油管与旋转直接驱动阀连接，旋转直接驱动阀再与直升机尾桨助力器连接，作动器试验器通过电路与旋转直接驱动阀连接，数字存储示波器与作动器试验器连接显示直升机尾桨助力器的相关信息。本发明不仅能模拟外部气动载荷作用，还能模拟作动器液压压力作用，试验测试结果对于直升机尾桨助力器疲劳定寿具有重要的工程应用价值。

Description

一种直升机尾桨助力器疲劳试验测试系统

技术领域

本发明涉及一种直升机尾桨助力器疲劳试验测试系统，属于试验测试技术领域。

背景技术

直升机尾桨助力器在工作过程中，不断承受交变载荷，在设计和应用时必须考核其疲劳寿命。直升机尾桨助力器通常作为直升机的一个子系统在液压驱动下工作，不仅承受自身作动器的液压压力，而且还承受气动载荷作用，常规的疲劳试验机仅能模拟外部气动载荷作用，而不能模拟作动器液压压力作用，目前，尚缺乏有效而实用的直升机尾桨助力器疲劳试验的测试系统。为此，本发明将常规疲劳试验机、液压站、旋转直接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、转换接头、夹具和直升机尾桨助力器集成为直升机尾桨助力器疲劳试验测试系统，不仅能模拟外部气动载荷作用，还能模拟作动器液压压力作用，试验测试结果对于直升机尾桨助力器疲劳定寿具有重要的工程应用价值。

发明内容

1、目的：本发明目的是提供一种直升机尾桨助力器疲劳试验测试系统，它可以模拟真实工作状态载荷作用，具有简单、实用、高效的特点，系统运行成本也比较低。

2、技术方案：本发明一种直升机尾桨助力器疲劳试验测试系统，由疲劳试验机、液压站、旋转直接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、转换接头、上、下夹具和直升机尾桨助力器组成。它们之间的位置连接关系如下：上、下夹具安装在疲劳试验机上，直升机尾桨助力器两端安装在上、下夹具上，液压站通过油管与旋转直接驱动阀连接，旋转直接驱动阀再与直升机尾桨助力器连接，作动器试验器通过电路与旋转直接驱动阀连接，数字存储示波器与作动器试验器连接显示直升机尾桨助力器的相关信息。其中，疲劳试验机、上、下夹具和直升机尾桨助力器的连接顺序从上到下为：

疲劳试验机→上夹具→直升机尾桨助力器→下夹具→疲劳试验机

所述的疲劳试验机为常用低频疲劳试验机，用以对直升机尾桨助力器活塞施加疲劳载荷，试验机的载荷范围需大于直升机尾桨助力器的试验载荷。

所述的液压站为常规液压站，需有输油口和回油口，输油口用于向旋转直接驱动阀输送液压油，回油口用于将液压油回流入液压站，液压站能提供的油压需大于直升机尾桨助力器的试验油压并能保持稳定。

所述的转换接头是多台阶轴类零件，为液压站的两个油口与油管之间的接头，用以连接油管和液压站的两个油口。

所述的旋转直接驱动阀为与直升机尾桨助力器连接的辅助部件，其内部具有电机控制阀的开度。旋转直接驱动阀将液压油送往直升机尾桨助力器，驱动活塞轴向移动，其控制阀的开度的电机受作动器试验器驱动，以改变活塞运动方向及速度，形成闭环控制，可将直升机尾桨助力器中活塞有效地维持在平衡位置。

所述的作动器试验器为驱动旋转直接驱动阀电机的电子装置，向旋转直接驱动阀的电机输出控制信号，并接收直升机尾桨助力器反馈的活塞位置信号。

所述的数字存储示波器为常用的示波器，用以观测直升机尾桨助力器的控制和反馈信号。

所述直升机尾桨助力器是一种双腔单活塞杆的液压伺服驱动装置，它由活塞杆组件、前端筒体、后端筒体、法兰盘和连接螺栓组成，整个系统由连接螺栓连接和固定。在作动器试验器的控制下，尾桨助力器提供尾桨叶气动力的随动平衡力，使尾桨在工作状态下保持平衡和稳定，其工作液压压力为6MPa，活塞杆的最大工作载荷为8kN。

所述上夹具是台阶轴与六方体结合而成的件，其两端分别与疲劳试验机和直升机尾桨助力器连接。

所述下夹具是心部带孔的六方体件，其两端分别与疲劳试验机和直升机尾桨助力器连接。

3、优点及功效：本发明的有益效果是可以单独对直升机尾桨助力器进行疲劳试验测试，可为直升机尾桨助力器设计、开发和验证提供有效技术支撑，此外，本发明具有简单、实用、高效、成本低的优点，能够有效地完成直升机尾桨助力器疲劳试验测试。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是转换接头示意图。

图2是上夹具示意图。

图3是连接杆示意图。

图4是下夹具示意图。

图5是尾桨助力器疲劳试验测试系统结构图。

图5中：1.疲劳试验机，2.上夹具，3.直升机尾桨助力器，4.旋转直接驱动阀，5.转换接头，6.液压站，7.数字存储示波器，8.作动器试验器，9.下夹具。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式一：结合图1至图5说明本发明的具体实施方式。

在图5中，本发明一种直升机尾桨助力器疲劳试验测试系统，由疲劳试验机1、液压站6、旋转直接驱动阀4、作动器试验器8、数字存储示波器7、转换接头5、上、下夹具2、9和直升机尾桨助力器3组成。它们之间的位置连接关系如下：上、下夹具2、9安装在疲劳试验机1上，直升机尾桨助力器3两端安装在上、下夹具2、9上，液压站6通过油管与旋转直接驱动阀4连接，旋转直接驱动阀4再与直升机尾桨助力器3连接，作动器试验器8通过电路与旋转直接驱动阀4连接，数字存储示波器7与作动器试验器8连接显示直升机尾桨助力器3的相关信息。在本实施实例中的疲劳试验机1选择用MTS，对直升机尾桨助力器3的活塞施加疲劳载荷，液压站6将设定压力的液压油送往旋转直接驱动阀4，旋转直接驱动阀4再将液压油送往直升机尾桨助力器3，驱动活塞轴向移动；直升机尾桨助力器3的活塞位置信号反馈给与数字存储示波器7相连的作动器试验器8，作动器试验器8驱动旋转直接驱动阀4的电机，改变阀中液压油的方向及阀的开度，以改变活塞运动方向及速度，形成闭环控制，可将直升机尾桨助力器3中活塞有效地维持在平衡位置。由于作动器试验器8没有屏幕，因此，将它连接到数字存储示波器7，作动器试验器8的电流信号及阀通断H通道提供信号给数字存储示波器7的1通道，以显示旋转直接驱动阀4的开度及液压油流动方向信号，作动器试验器8的解调及开闭环H通道提供信号给数字存储示波器7的2通道，以显示直升机尾桨助力器3的活塞位移，这样，通过数字存储示波器7可以观测旋转直接驱动阀4的开度与液压油流向及直升机尾桨助力器3的活塞位移。数字存储示波器7还能计算并显示1通道峰峰值和2通道峰峰值，黄色高频的信号为1通道信号，绿色低频的信号为2通道信号，1通道峰峰值显示于示波器屏幕左下角。作动器试验器8从直升机尾桨助力器3采集活塞位移信号，通过计算，发指令给旋转直接驱动阀4的电机，而数字存储示波器7负责显示信号。由作动器试验器8引出的电线一分为2，一路接直升机尾桨助力器3，一路接旋转直接驱动阀4。

直升机尾桨助力器3缸体上有4个供M6×40螺栓连接用的Ф6.4精装配通孔，但MTS疲劳试验机1提供的接头是螺纹接头(M27×2)，两者不匹配，另外，直升机尾桨助力器3的活塞是空心的，并没有接头，为此，设计并加工了夹具(如图2至图4所示)，通过上、下夹具(2和9)将直升机尾桨助力器3连接到MTS疲劳试验机1上。直升机尾桨助力器3液压管路接头为M12×1的母接头，液压站6为M14×1.5×12的螺纹孔，为此，设计并加工了1对液压管路与液压站6之间的转接接头5(如图1所示)。

这样，通过上面设计的这套系统就可以完成直升机尾桨助力器疲劳试验测试。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于疲劳试验机1的选择，可以是常规的MTS、INSTRON等疲劳试验机或者自制疲劳试验机，直升机尾桨助力器疲劳试验测试系统其它的设计思想和连接方式与具体实施方式一相同。

Claims (1)

1.一种直升机尾桨助力器疲劳试验测试系统，其特征在于：它由疲劳试验机、液压站、旋转直接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、转换接头、上、下夹具和直升机尾桨助力器组成；上、下夹具安装在疲劳试验机上，直升机尾桨助力器两端安装在上、下夹具上，液压站通过油管与旋转直接驱动阀连接，旋转直接驱动阀再与直升机尾桨助力器连接，作动器试验器通过电路与旋转直接驱动阀连接，数字存储示波器与作动器试验器连接显示直升机尾桨助力器的相关信息；其中，疲劳试验机、上、下夹具和直升机尾桨助力器的连接顺序从上到下为：

疲劳试验机→上夹具→直升机尾桨助力器→下夹具→疲劳试验机

所述的疲劳试验机为常用低频疲劳试验机，用以对直升机尾桨助力器活塞施加疲劳载荷，试验机的载荷范围需大于直升机尾桨助力器的试验载荷；

所述的液压站为常规液压站，需有输油口和回油口，输油口用于向旋转直接驱动阀输送液压油，回油口用于将液压油回流入液压站，液压站能提供的油压需大于直升机尾桨助力器的试验油压并能保持稳定；

所述的转换接头是多台阶轴类零件，为液压站的两个油口与油管之间的接头，用以连接油管和液压站的两个油口；

所述的旋转直接驱动阀为与直升机尾桨助力器连接的辅助部件，其内部具有电机控制阀的开度，旋转直接驱动阀将液压油送往直升机尾桨助力器，驱动活塞轴向移动，其控制阀的开度的电机受作动器试验器驱动，以改变活塞运动方向及速度，形成闭环控制，将直升机尾桨助力器中活塞有效地维持在平衡位置；

所述的作动器试验器为驱动旋转直接驱动阀电机的电子装置，向旋转直接驱动阀的电机输出控制信号，并接收直升机尾桨助力器反馈的活塞位置信号；

所述的数字存储示波器为常用的示波器，用以观测直升机尾桨助力器的控制和反馈信号；

所述直升机尾桨助力器是一种双腔单活塞杆的液压伺服驱动装置，它由活塞杆组件、前端筒体、后端筒体、法兰盘和连接螺栓组成，整个系统由连接螺栓连接和固定；在作动器试验器的控制下，尾桨助力器提供尾桨叶气动力的随动平衡力，使尾桨在工作状态下保持平衡和稳定，其工作液压压力为6MPa，活塞杆的最大工作载荷为8kN；

所述上夹具是台阶轴与六方体结合而成的件，其两端分别与疲劳试验机和直升机尾桨助力器连接；

所述下夹具是心部带孔的六方体件，其两端分别与疲劳试验机和直升机尾桨助力器连接。