試車臺測量臺架的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種試車臺測量臺架，其包括彈性支撐系統(tǒng)、三分量測量系統(tǒng)、原位校準系統(tǒng)、測量臺和固定座，彈性支撐系統(tǒng)由6根彈性梁組成，測量臺通過6根彈性梁支撐在所述固定座上，用螺釘連接，每根彈性梁上串聯(lián)布置兩個相互垂直的彈性鉸鏈，以減少其他分量載荷對測量干擾，三分量測量系統(tǒng)由X測量元和Z、My測量元組成，分別布置在測量臺兩側，每個測量元有兩個彈性鉸鏈和測量傳感器連接而成，通過彈性支撐系統(tǒng)的傳遞，測量安裝在測量臺上的試驗發(fā)動機試驗過程中產生的載荷。本測量臺架具有系統(tǒng)剛度高、測量精度高和便于操作維護等特點。
【專利說明】
試車臺測量臺架
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機試車臺測量臺架，應用于航空、航天試車臺上發(fā)動機試驗運行時產生的載荷的測量，屬于航空航發(fā)動機試驗技術、飛行力學領域。
【背景技術】
[0002]大多數航空、航天發(fā)動機開展試車臺試驗時，在考察燃燒性質的同時，還需要測量不同發(fā)動機在不同姿態(tài)下載荷，試驗時由于發(fā)動機體積和重量較大，對于常規(guī)的測量設備無法測量在發(fā)動機工作時的載荷值，因此需設計專用的試車臺測量臺架。
[0003]目前大多數測量臺架只具有單分量載荷測量能力，通過安裝在測量臺上的測力傳感器測量發(fā)動機在試車臺上試驗時的載荷。隨著發(fā)動機試車臺試驗的多樣化，只測量單分量載荷遠遠不能滿足試驗需求，因此必須研發(fā)能夠測量多分量載荷的測量臺架。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種在航空航天發(fā)動機試車臺試驗時能夠測量三分量載荷同時又具有原位校準功能的測量臺架，測量臺架安裝在試車臺的試驗艙內，連接測量臺與固定座的彈性支撐系統(tǒng)的支撐著安裝在測量臺上的試驗發(fā)動機，并將發(fā)動機試驗時產生的載荷傳遞到三分量測量系統(tǒng)，測量系統(tǒng)采集試驗過程中發(fā)動機的載荷，為型號研究提供重要的試驗數據。
[0005]本發(fā)明的試車臺測量臺架包括彈性支撐系統(tǒng)、三分量測量系統(tǒng)、原位校準系統(tǒng)、測量臺和固定座，其特征在于:所述彈性支撐系統(tǒng)由6根彈性梁組成，所述測量臺通過6根所述彈性梁支撐在所述固定座上，用螺釘連接，每根彈性梁上串聯(lián)布置兩個相互垂直的彈性鉸鏈；以減少其他分量載荷對測量干擾，將被測量載荷傳遞到測量系統(tǒng)，所述三分量測量系統(tǒng)包括X測量元和Z、My測量元，分別布置在測量臺兩側，每個測量元由兩個彈性鉸鏈和測量傳感器連接而成，通過彈性支撐系統(tǒng)的傳遞，測量安裝在測量臺上的試驗發(fā)動機試驗過程中產生的載荷。
[0006]優(yōu)選X向布置兩套X測量元用來測量X方向的力，Z向布置的兩套Z、My測量元用來測量Z方向的力和力矩My。
[0007]優(yōu)選所述原位校準系統(tǒng)包括X校準元和Z、My校準元，每個校準元都安裝于固定座上，其包括伺服電機、電動推桿、兩方向的彈性鉸鏈和校準傳感器，進行校準時，能夠通過伺服電機驅動電動推桿給測量臺施加載荷，載荷值由校準傳感器采集，此時通過支撐系統(tǒng)的傳遞，測量系統(tǒng)也將采集到載荷值，對比校準傳感器載荷和測量系統(tǒng)測得載荷值，得出測量公式，消除測量臺架系統(tǒng)誤差，在試驗時需斷開原位測量系統(tǒng)與測量臺的連接。
[0008]優(yōu)選測量臺是槽鋼和鋼板的焊接結構，其上表面有安裝試驗發(fā)動機的預留孔，固定座是槽鋼和鋼板的焊接結構，其上表面布置安裝的預留孔。
[0009]本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點如下:
[0010]1.本發(fā)明滿足發(fā)動機試車臺試驗時，對載荷高速度、高精度和高效率的測量。[0011 ] 2.本發(fā)明確保在發(fā)動機在不同試驗狀態(tài)下能夠測量X，Z和My三分量載荷。
[0012]3.本發(fā)明所采用測量臺和固定座采用槽鋼和鋼板組成的焊接結構，具有良好強度和剛度，降低在試驗中對測量的干擾。
[0013]4.本發(fā)明所采用彈性支撐系統(tǒng)連接確保測量臺與固定座之間的準確定位，保證發(fā)動機試驗具有穩(wěn)定的初始狀態(tài)，在測量時能夠準確的傳遞測量載荷分量，減少其他分量載荷對測量的干擾。
[0014]5.本發(fā)明采用三分量測量系統(tǒng)的測量單元用兩個彈性梁連接傳感器的結構布置，消除其它分量載荷對測量的干擾，提高測量的精準度。
[0015]6.本發(fā)明采用的原位校準系統(tǒng)在不改變測量設備工作位置的情況下，通過伺服電機驅動電動推桿對測量臺分別施加校準載荷，由校準傳感器采集電動推桿輸出的載荷值，對比三分量測量系統(tǒng)所測得的載荷，通過計算處理得出測量臺架的測量公式。
[0016]7.本發(fā)明將測量系統(tǒng)和原位校準系統(tǒng)布置在測量臺的兩側，改變過去測量元件在測量臺下的布置格局，便于操作和維護。
【附圖說明】
[0017]圖1為具有三分量載荷測量能力并可原位校準的試車臺測量臺架結構圖；
[0018]圖2為測量臺架固定座結構圖；
[0019]圖3為測量臺架測量臺結構圖；
[0020]圖4為彈性支撐系統(tǒng)結構圖；
[0021 ]圖5為彈性支撐系統(tǒng)布置圖；
[0022]圖6為三分量測量系統(tǒng)結構圖；
[0023]圖7為測量系統(tǒng)測量元結構圖；
[0024]圖8為原位校準系統(tǒng)結構圖；
[0025]圖9為原位校準系統(tǒng)校準元結構圖；
[0026]符號說明:
[0027]101-三分量測量系統(tǒng)的X測量元，102-原位校準系統(tǒng)的Z、My校準元，103-測量臺，104-原位校準系統(tǒng)的X校準元，105-彈性支撐系統(tǒng)，106-固定座，107-三分量測量系統(tǒng)的Z、My測量元。
[0028]501 ?506-彈性梁。
[0029]701、705-測量元固定支撐，702、706-2向彈性鉸鏈，703、707-測量傳感器，704、708-Y向彈性鉸鏈。
[0030]901-伺服電機，902-Y向彈性鉸鏈，903-校準傳感器，904-Z向彈性鉸鏈，905-校準固定支撐，906-電動推桿。
【具體實施方式】
[0031 ]根據附圖對本發(fā)明作詳細說明。
[0032I 如圖1所示，兩套三分量測量系統(tǒng)的X測量元101和三分量測量系統(tǒng)的Z、My測量元107布置在測量臺103兩側并固連在固定座106上;原位校準系統(tǒng)的X校準元104和原位校準系統(tǒng)的Z、My校準元102布置在測量臺103兩側并固連固定座106上，與各自測量元相對位置，測量臺架在試驗狀態(tài)時，原位校準系統(tǒng)的Z、My校準元102和原位校準系統(tǒng)的X校準元104與測量臺103斷開連接；由6根彈性梁501?506組成彈性支撐系統(tǒng)分別與測量臺103底面和固定座106表面連接，其作用是支撐試驗發(fā)動機及其他試驗設備，并通過串聯(lián)布置相互垂直的彈性鉸鏈作用，準確傳遞測量載荷，減少其他載荷對測量載荷干擾;測量臺103和固定座106由槽鋼和鋼板焊接而成，其自身具有剛度保證對各個系統(tǒng)的支撐。
[0033]圖2和圖3測量臺和固定座的結構圖。
[0034]如圖4和圖5所示，彈性支撐系統(tǒng)104的結構布置圖，系統(tǒng)由6根彈性梁501?506組成，每根彈性梁串聯(lián)布置相互垂直的彈性鉸鏈，彈性支撐系統(tǒng)105分別與測量臺102底面和固定臺105表面連接，其作用是支撐試驗發(fā)動機及其他試驗設備，準確傳遞測量載荷，減少其他載荷對測量載荷干擾。
[0035]圖6和圖7所不，兩套三分量測量系統(tǒng)的X測量兀101和兩套三分量測量系統(tǒng)的Z、My測量元107組成了測量臺架的三分量測量系統(tǒng)。
[0036]X方向的測量元由Z(X)向彈性鉸鏈702、測量傳感器703、Y向彈性鉸鏈704和測量固定支撐701組成，當測量X方向載荷時，Z向彈性鉸鏈702和Y向彈性鉸鏈704將這兩個方向的載荷轉化為彈性變形，將X方向的載荷傳遞到測量傳感器703;測量Z方向的載荷時，測量元的工作原理與X方向相同。
[0037]圖8和圖9所示，原位校準系統(tǒng)的Z、My校準元102和原位校準系統(tǒng)的X校準元104設置在測量臺103和固定座106兩側，與各自測量元相對位置，測量臺架在試驗狀態(tài)時，原位校準系統(tǒng)與測量臺103斷開連接；當測量臺架處于校準狀態(tài)時，原位校準系統(tǒng)的X校準元104與測量臺103連接，在固定座上的伺服電機901驅動電動推桿906，電動推桿906通過Y向彈性鉸鏈902和Z向彈性鉸鏈904的作用向測量臺103施加X方向的載荷，分別由校準傳感器903和測量系統(tǒng)的采集載荷數據，通過計算求得測量臺架的測量公式;Z方向的校準原理與X方向相同。
[0038]綜上所述，試車臺發(fā)測量臺架是通過連接測量臺與固定座之間的彈性支撐系統(tǒng)同將X，Z方向的載荷各自方向的測量系統(tǒng)上;分別布置在X方向和Z方向的測量系統(tǒng)通過彈性鉸鏈的作用準確采集被測量載荷值，為保證測量結果的精準度，與X方向和Z方向的測量系統(tǒng)相對應的原位校準系統(tǒng)在測量臺架試驗位置(原位)開展校準工作，消除系統(tǒng)誤差，得出測量臺架的測量公式，確保載荷測量的準確。
【主權項】
1.一種試車臺測量臺架，包括彈性支撐系統(tǒng)、三分量測量系統(tǒng)、原位校準系統(tǒng)、測量臺和固定座，其特征在于:所述彈性支撐系統(tǒng)由6根彈性梁組成，所述測量臺通過6根所述彈性梁支撐在所述固定座上，用螺釘連接，每根彈性梁上串聯(lián)布置兩個相互垂直的彈性鉸鏈；以減少其他分量載荷對測量干擾，將被測量載荷傳遞到測量系統(tǒng)，所述三分量測量系統(tǒng)包括X測量元和Z、My測量元，分別布置在測量臺兩側，每個測量元由兩個彈性鉸鏈和測量傳感器連接而成，通過彈性支撐系統(tǒng)的傳遞，測量安裝在測量臺上的試驗發(fā)動機試驗過程中產生的載荷。2.如權利要求1所述的試車臺測量臺架，其特征在于:X向布置兩套X測量元用來測量X方向的力，Z向布置的兩套Z、My測量元用來測量Z方向的力和力矩My。3.如權利要求1所述的試車臺測量臺架，其特征在于:所述原位校準系統(tǒng)包括X校準元和Z、My校準元，每個校準元都安裝于固定座上，其包括伺服電機、電動推桿、兩方向的彈性鉸鏈和校準傳感器，進行校準時，能夠通過伺服電機驅動電動推桿給測量臺施加載荷，載荷值由校準傳感器采集，此時通過支撐系統(tǒng)的傳遞，測量系統(tǒng)也將采集到載荷值，對比校準傳感器載荷和測量系統(tǒng)測得載荷值，得出測量公式，消除測量臺架系統(tǒng)誤差，在試驗時需斷開原位測量系統(tǒng)與測量臺的連接。4.如權利要求1所述的試車臺測量臺架，其特征在于:測量臺是槽鋼和鋼板的焊接結構，其上表面有安裝試驗發(fā)動機的預留孔，固定座是槽鋼和鋼板的焊接結構，其上表面布置安裝的預留孔。
【文檔編號】G01L5/16GK205449367SQ201521082465
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月22日
【發(fā)明人】蔣博, 吳健, 李辰, 王永亮
【申請人】中國航天空氣動力技術研究院