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一种定翼机方向舵疲劳试验测试系统的制作方法
【专利摘要】一种定翼机方向舵疲劳试验测试系统，它由试验台架、液压站、旋转直接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、管道转换接头、上、下连接夹具、测力传感器和定翼机方向舵组成；上连接夹具直接安装在试验台架上，下连接夹具通过测力传感器与试验台架相连，定翼机方向舵安装在上、下连接夹具之间，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定翼机方向舵连接，作动器试验器通过电路与旋转直接驱动阀和测力传感器连接，数字存储示波器与作动器试验器连接显示定翼机方向舵的相关信息。本测试系统能够真实模拟定翼机方向舵的实际工作状态以及受载形式，试验测试结果对于定翼机方向舵的疲劳定寿具有重要的工程应用价值。
【专利说明】一种定翼机方向蛇疲劳试验测试系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种定翼机方向舵疲劳试验测试系统，属于试验测试【技术领域】。

【背景技术】
[0002] 定翼机方向舵在工作过程中，承受着大小与方向不断变化的交变载荷，在设计和 应用时必须考核其疲劳寿命。定翼机方向舵通常作为定翼机控制系统的一个关键子系统在 液压驱动下工作，不仅承受自身作动器的液压压力，而且还承受外界气动载荷作用。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 效而实用的定翼机方向舵疲劳试验的测试系统。为此，本发明将试验台架、液压站、旋转直 接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、管道转换接头、连接夹具、测力传感器和定翼机 方向舵集成为定翼机方向舵疲劳试验测试系统。本测试系统能够真实模拟定翼机方向舵的 实际工作状态以及受载形式，试验测试结果对于定翼机方向舵的疲劳定寿具有重要的工程 应用价值。


【发明内容】

[0003] 1、目的：本发明目的是提供一种定翼机方向舵疲劳试验测试系统，它可以模拟定 翼机方向舵的真实工作状态与载荷作用，具有简单、实用、高效的特点，系统运行成本也比 较低。
[0004] 2、技术方案：本发明一种定翼机方向舵疲劳试验测试系统，由试验台架、液压站、 旋转直接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、管道转换接头、上、下连接夹具、测力传 感器和定翼机方向舵组成。它们之间的位置连接关系如下：上连接夹具安装在试验台架上， 下连接夹具通过测力传感器与试验台架相连，测力传感器将测得的力信号反馈给作动器试 验器，定翼机方向舵安装在上、下连接夹具之间，作动器试验器通过电路与旋转直接驱动阀 连接控制该阀的开度，旋转直接驱动阀通过油管同时与液压站和定翼机方向舵连接，数字 存储示波器与作动器试验器连接显示定翼机方向舵的相关信息。其中，试验台架、定翼机方 向舵、测力传感器与上、下连接夹具的连接顺序如下：
[0005] 试验台架一上连接夹具一定翼机方向舵一下连接夹具一测力传感器一试验台架
[0006] 所述试验台架为一固定的刚性框架平台，呈井字型框架结构，它具有刚度大、变形 小、稳定性好的特点，以确保定翼机方向舵在疲劳试验过程中的稳定支撑。
[0007] 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，回油口用于液压油回流入液压站，液压站能提供的油压需大于定翼机方向 舵的试验油压并能保持稳定。
[0008] 所述的管道转换接头是多台阶轴类零件，为液压站的进出油口与油管之间的接 头，用以连接油管和液压站的进出油口。
[0009] 所述的旋转直接驱动阀为与定翼机方向舵连接的辅助部件，其内部有电机控制阀 门的开度。旋转直接驱动阀将液压油送往定翼机方向舵，驱动活塞轴向移动，其中控制阀门 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，可将定翼机 方向舵中的活塞有效地维持在平衡位置。
[0010] 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，并接收定翼机方向舵反馈的活塞位置信号和测力传感器反馈的作用 力大小信号。
[0011] 所述的数字存储示波器为常用的示波器，用以观测定翼机方向舵的控制和反馈信 号。
[0012] 所述定翼机方向舵是一种双腔单活塞杆的液压伺服驱动装置，它由耳环、活塞杆、 作动器筒体、耳轴、卡圈、衬套、Reaction杆、Kick杆和连接螺栓组成，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，液压站向定翼机方向舵活塞端面两端提供不同的 压力流量，驱动活塞杆伸出缩回，活塞杆通过与固定的连接夹具相连接的耳环维持平衡。其 中液压站的工作压力为21MPa，活塞杆的最大工作载荷为43. 2KN。
[0013] 所述的上、下连接夹具是带轴承孔的螺纹连接件，其两端分别与定翼机方向舵 (耳环、Reaction杆、Kick杆）和试验台架连接，以便给定翼机方向舵提供支撑。
[0014] 所述测力传感器是常规的复合测力传感器，用以测量定翼机方向舵承受的载荷作 用，并将测得的作用力信号反馈给作动器试验器，其中测力传感器的量程大于定翼机方向 航所承受:的最大载荷。
[0015] 3、优点及功效：本发明的有益效果是可以单独对定翼机方向舵进行疲劳试验测 试，可为定翼机方向舵设计、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，能够有效地完成定翼机方向舵疲劳试验测试。

【专利附图】

【附图说明】
[0016] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0017] 图1试验台架示意图
[0018] 图2是管道转换接头示意图。
[0019] 图3是上连接夹具示意图。
[0020] 图4是下连接夹具示意图。
[0021] 图5是定翼机方向舵疲劳试验测试系统结构图。
[0022] 图5中：1.试验台架，2.上连接夹具，3.定翼机方向舵，4.旋转直接驱动阀，5.管 道转换接头，6.液压站，7.数字存储示波器，8.作动器试验器，9.下连接夹具，10.测力传感 器。

【具体实施方式】
[0023] 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】 [0024] ：结合图1至图5说明本发明的。
[0025] 在图5中，本发明一种定翼机方向舵疲劳试验测试系统，由试验台架1、液压站6、 作动器试验器8、数字存储示波器7、旋转直接驱动阀4、管道转换接头5、上连接夹具2、下 连接夹具9、测力传感器10和定翼机方向舵3组成。它们之间的位置连接关系如下：上连 接夹具2、下连接夹具9通过测力传感器10与试验台架1连接，定翼机方向舵3两端安装 在上、下连接夹具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 再与定翼机方向舵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连接显示定翼机方向舵3的相关信息，测力传感器10通过电路与 作动器试验器8相连反馈定翼机方向舵3承受的相关力信号。在本实施实例中的试验台架 1为自主设计的刚体框架平台，呈井字型框架结构，它通过与地面固定的连接可以为定翼机 方向舵3在疲劳测试过程中提供稳定的支撑。
[0026] 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 油送往定翼机方向舵3,驱动活塞轴向移动；而定翼机方向舵3的耳环轴承孔、Reaction杆 轴承孔以及Kick杆轴承孔分别与下、上连接夹具9、2相连以便为定翼机方向舵3提供稳定 的约束支撑，可将定翼机方向舵3中活塞有效地维持在平衡位置。测力传感器10将测得的 定翼机方向舵3受力情况反馈给作动器试验器8,作动器试验器8再根据测力传感器10的 反馈信号调整旋转直接驱动阀4中液压油的方向及阀的开度，形成闭环控制，使得液压站6 按照预定的疲劳载荷谱施加给定翼机方向舵3。由于作动器试验器8没有显示屏幕，因此， 将它与数字存储示波器7相连，以显示定翼机方向舵3的受力情况和相应的活塞位移。作 动器试验器8将测力传感器10反馈的定翼机方向舵3受到的力信号及阀通断Η通道信号 提供给数字存储示波器7的1通道，以显示定翼机方向舵3的受力情况以及旋转直接驱动 阀4的开度及液压油流动方向，作动器试验器8的解调及开闭环Η通道提供信号给数字存 储示波器7的2通道，以显示定翼机方向舵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。由作动器试验器8引出的电线一分为3, 一路连定翼机方向舵3, 一路连测力传感 器10, 一路连旋转直接驱动阀4。
[0027] 定翼机方向舵3是通过耳环轴承孔、Reaction杆轴承孔以及Kick杆轴承孔固定 安装的，因此需要设计专门的连接夹具将定翼机方向舵3与试验台架1 (见图1)相连，上、 下连接夹具如图3、图4所示。另外，定翼机方向舵3的液压管路接头为M12X 1的母接头， 液压站6为M14X 1. 5X 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2所示）。
[0028] 这样，通过上面设计的这套系统就可以完成定翼机方向舵疲劳试验测试。
【权利要求】
1. 一种定翼机方向舵疲劳试验测试系统，其特征在于：它由试验台架、液压站、旋转直 接驱动阀、作动器试验器、数字存储示波器、管道转换接头、上、下连接夹具、测力传感器和 定翼机方向舵组成；上连接夹具安装在试验台架上，下连接夹具通过测力传感器与试验台 架相连，测力传感器将测得的力信号反馈给作动器试验器，定翼机方向舵安装在上、下连接 夹具之间，作动器试验器通过电路与旋转直接驱动阀连接控制该阀的开度，旋转直接驱动 阀通过油管同时与液压站和定翼机方向舵连接，数字存储示波器与作动器试验器连接显示 定翼机方向舵的相关信息；其中，试验台架、定翼机方向舵、测力传感器与上、下连接夹具的 连接顺序如下： 试验台架一上连接夹具一定翼机方向舵一下连接夹具一测力传感器一试验台架 所述试验台架为一固定的刚性框架平台，呈井字型框架结构，它具有刚度大、变形小、 稳定性好的特点，以确保定翼机方向舵在疲劳试验过程中的稳定支撑； 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，回油口用于液压油回流入液压站，液压站能提供的油压需大于定翼机方向舵的 试验油压并能保持稳定； 所述的管道转换接头是多台阶轴类零件，为液压站的进出油口与油管之间的接头，用 以连接油管和液压站的进出油口； 所述的旋转直接驱动阀为与定翼机方向舵连接的辅助部件，其内部有电机控制阀门的 开度；旋转直接驱动阀将液压油送往定翼机方向舵，驱动活塞轴向移动，其中控制阀门开度 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，将定翼机方向舵 中的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，并接收定翼机方向舵反馈的活塞位置信号和测力传感器反馈的作用力大 小信号； 所述的数字存储示波器为常用的示波器，用以观测定翼机方向舵的控制和反馈信号； 所述定翼机方向舵是一种双腔单活塞杆的液压伺服驱动装置，它由耳环、活塞杆、作动 器筒体、耳轴、卡圈、衬套、Reaction杆、Kick杆和连接螺栓组成，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，液压站向定翼机方向舵活塞端面两端提供不同的压力 流量，驱动活塞杆伸出缩回，活塞杆通过与固定的连接夹具相连接的耳环维持平衡；其中液 压站的工作压力为21MPa，活塞杆的最大工作载荷为43. 2KN ; 所述的上、下连接夹具是带轴承孔的螺纹连接件，其两端分别与定翼机方向舵的耳环、 Reaction杆、Kick杆和试验台架连接，以便给定翼机方向舵提供支撑； 所述测力传感器是复合测力传感器，用以测量定翼机方向舵承受的载荷作用，并将测 得的作用力信号反馈给作动器试验器，其中测力传感器的量程大于定翼机方向舵所承受的 最大载荷。
【文档编号】G01M13/00GK104155087SQ201410213270
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】熊峻江, 张亦波, 满孜郁 申请人:北京航空航天大学