CN105300639A - 一种主桨叶疲劳试验台激振力施加装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主桨叶疲劳试验台激振力施加装置，属于直升机桨叶疲劳试验技术，所述装置包括：直流调速电机；测速计，设置在直流调速电机的一端，用于测量直流调速电机的转速；曲柄连杆组件，设置在直流调速电机的另一端；控制器，所述控制器与所述直流调速电机电连，用于控制所述直流调速电机的转速，其中，所述曲柄连杆组件的主轴连接所述直流调速电机的输出轴，所述曲柄连杆组件的连杆与试验件相连，为试验件的振动提供激振力。本发明结构紧凑、自动化程度高、加载的转速范围宽，能实现转速的精确控制和测量，解决了主桨叶疲劳试验激振力的施加和调节问题，满足了主桨叶疲劳试验的要求。

Description

一种主桨叶疲劳试验台激振力施加装置

技术领域

本发明属于直升机桨叶疲劳试验技术，具体涉及一种主桨叶疲劳试验台激振力施加装置。

背景技术

直升机主桨叶作为直升机的重要部件之一，通常需要进行疲劳试验来增加其安全性能，受试验件刚度和试验载荷特征等因素的约束，直升机主桨叶翼型段疲劳试验通常用使用激振的方法进行试验载荷的施加。

现有技术中，常用的激振力的施加方法为：由控制器控制交流电机转动，交流电机通过皮带、变速箱、联轴器与偏心轮机构连接，在变速箱与偏心轮机构之间外装测速装置，最后由偏心轮机构产生激振力，上述激振力施加装置结构复杂，同时，由于皮带转动存在打滑的现象，不利于自动化控制的实现。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种主桨叶疲劳试验台激振力施加装置，解决了主桨叶疲劳试验激振力的施加和调节问题。

本发明主桨叶疲劳试验台激振力施加装置，主要包括：直流调速电机、测速计，联轴器，曲柄连杆组件和控制器，其中，

直流调速电机作为本发明的动力源，提供转动力，并具备调速功能；

测速计，设置在直流调速电机的一端，用于测量直流调速电机的转速；

曲柄连杆组件，设置在直流调速电机的另一端；

控制器，所述控制器与所述直流调速电机电连，用于控制所述直流调速电机的转速，

其中，所述曲柄连杆组件的主轴连接所述直流调速电机的输出轴，所述曲柄连杆组件的连杆与试验件相连，为试验件的振动提供激振力。

优选的是，所述直流调速电机与所述曲柄连杆组件之间设置有联轴器。

在上述方案中优选的是，所述测速计与所述直流调速电机都连接上位机，由上位机根据测速计测得的直流调速电机的速度对直流调速电机进行自动或人工调速。

在上述方案中优选的是，所述曲柄连杆组件主要包括主轴以及偏心盘，具体的：

主轴，与所述联轴器的远离直流调速电机的一端连接；

曲柄，与所述主轴同轴，所述曲柄在偏离轴心e1距离处设置有第一凸轴；

偏心盘，其轴心与所述第一凸轴重合，所述偏心盘在偏离轴心e2距离处设置有第二凸轴；

连杆，一端与试验件相连，另一端与所述第二凸轴连接，并能绕第二凸轴自由转动。

优选的是，所述e1不小于e2。

在上述方案中优选的是，所述主桨叶疲劳试验台激振力施加装置包括调节状态与工作状态，当主桨叶疲劳试验台激振力施加装置处于调节状态时，所述偏心盘能够绕所述第一凸轴转动，使所述偏心盘相对于所述曲柄能进行任意角度调整；当主桨叶疲劳试验台激振力施加装置处于工作状态时，所述偏心盘紧固在所述曲柄上。

在上述方案中优选的是，所述偏心盘通过法兰盘固定在所述曲柄上，当主桨叶疲劳试验台激振力施加装置需要调节时，松开所述法兰盘，使所述偏心盘与所述曲柄相对转动，当转动到一定角度后，拧紧法兰盘，将偏心盘紧固在所述曲柄上，使两者相对保持静止。

本发明测速计用来测量直流调速电机的转速，控制器用来驱动直流调速电机，并根据测速计反馈的转速信号对直流调速电机的转速进行精确的控制；其中，曲柄连杆组件的曲柄为一个大圆盘，兼顾飞轮的作用。

本发明结构紧凑、自动化程度高、加载的转速范围宽，能实现转速的精确控制和测量，偏心量连续可调，满足了主桨叶疲劳试验的要求。

附图说明

图1为本发明一优选实施例的构件示意图。

图2为本发明曲柄连杆组件的剖视图。

图3为本发明曲柄连杆组件运转示意图。

其中，1为直流调速电机，2为测速计，3为联轴器，4为曲柄连杆组件，4a为支座，4b为主轴，4c为曲柄，4c1为第一凸轴，4d为偏心盘，4d1为第二凸轴，4e为法兰盘，4f为连杆，5为控制器。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。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他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。参见图1，本发明主桨叶疲劳试验台激振力施加装置，包括直流调速电机1、测速计2、联轴器3、曲柄连杆组件4和控制器5。其中，

直流调速电机1作为本发明的动力源，提供转动力，并具备调速功能；

测速计2，设置在直流调速电机1的一端，用于测量直流调速电机1的转速；

曲柄连杆组件4，设置在直流调速电机1的另一端；

控制器5，所述控制器5与所述直流调速电机1电连，用于控制所述直流调速电机1的转速，

其中，所述曲柄连杆组件4的主轴连接所述直流调速电机1的输出轴，所述曲柄连杆组件4的连杆与试验件相连，为试验件的振动提供激振力。

需要说明的是，本实施例中，选用的直流调速电机1的转速可调节范围为0～1200rpm,即可调频率范围为0～12Hz，满足了主桨叶疲劳试验的要求。曲柄连杆组件4与直流调速电机1相互连接，并能够将所述直流调速电机1的旋转力转换为曲柄连杆组件4上连杆的激振力，本发明采用直流调速电机1来替代现有技术中的交流电机，目的在于不仅能去掉原有技术中的变速箱和皮带传动组件，降低结构的复杂性，另一方面还在于能够通过上位机进行转速的控制，为此，本实施例中，所述测速计2与所述直流调速电机1都连接上位机，比如本实施例中的控制器5，由上位机-控制器5根据测速计2测得的直流调速电机1的速度对直流调速电机1进行自动或人工调速。可以理解的是，如果采用自动调速，则需要在控制器中设置一个调速程序，该调速程序还关联试验件，收集试验件在激振力试验下的响应，并根据不同的响应来设定所述控制器需要给出的直流调速电机1的速度。

本实施例中，所述直流调速电机1与所述曲柄连杆组件4之间设置有联轴器3。联轴器3的作用在于连接直流调速电机1与所述曲柄连杆组件4，并能相互传递旋转动作。

本实施例中的曲柄连杆组件4主要包括主轴4b、曲柄4c、偏心盘轴4d以及连杆4f，本实施例中，如图2所述，还包括一个支座4a，用以支撑上述结构，具体的，参考图3：

主轴4b，与所述联轴器3的远离直流调速电机1的一端连接，即连接到联轴器3的输出端；

曲柄4c，与所述主轴4b同轴，所述曲柄4c在偏离轴心e1距离处设置有第一凸轴4c1；

偏心盘4d，其轴心与所述第一凸轴4c1重合，所述偏心盘4d在偏离轴心e2距离处设置有第二凸轴4d1；

连杆4f，一端与试验件相连，另一端与所述第二凸轴4d1连接，并能绕第二凸轴4d1自由转动。

需要说明的是，所述曲柄4c与所述偏心盘4d均为圆形结构，曲柄4c为一个大圆盘，兼顾飞轮的作用，偏心盘4d为一个相对较小的圆盘，其可拆卸连接在曲柄4c上，上述第一凸轴4c1以及第二凸轴4d1为连接件，参考图3，第一凸轴4c1连接曲柄4c与偏心盘4d，实际上，该连接件可以为偏心盘上过轴心的凸轴，这样，只需要在曲柄4c对应位置处开一个盲孔或者凹槽，之后将偏心盘上过轴心的凸轴***到该盲孔或凹槽中即可，作为本发明的一备选实施方式，也可以将连接件设置在曲柄4c上，而只需要在偏心盘4d上同上述方式开一个对应的盲孔或者凹槽即可。

可以理解的是，按照上述操作，第二凸轴4d1作为连接连杆4f与偏心盘4d的连接件，在保证连杆4f能绕第二凸轴4d1自由转动的前提下，可以设置在偏心盘4d上，***连杆4f上远离试验一端的圆孔内，也可以设置在连杆4f上，***偏心盘4d上的至轴心距离为e2的圆孔内。

本实施例中，所述主桨叶疲劳试验台激振力施加装置包括调节状态与工作状态，当主桨叶疲劳试验台激振力施加装置处于调节状态时，所述偏心盘4d能够绕所述第一凸轴4c1转动，使所述偏心盘4d相对于所述曲柄4c能进行任意角度调整；当主桨叶疲劳试验台激振力施加装置处于工作状态时，所述偏心盘4d紧固在所述曲柄4c上。

为此，本实施例给出了一个固定件，即法兰盘4e，所述偏心盘4d通过法兰盘4e固定在所述曲柄4c上，当主桨叶疲劳试验台激振力施加装置需要调节时，松开所述法兰盘4e，使所述偏心盘4d与所述曲柄4c相对转动，当转动到一定角度后，拧紧法兰盘4e，将偏心盘4d紧固在所述曲柄4c上，使两者相对保持静止。这样，即可调整主轴4b与第二凸轴4d1之间的相对距离--偏心量e距离。在本实施例中，所述e1不小于e2，这样偏心量e的可调节范围为e1-e2至e1+e2，比如，主轴4b与第一凸轴4c1之间的距离e1为60mm，第二凸轴4d1与第一凸轴4c1之间的距离e2为60mm，因此，曲柄连杆组件4的偏心量的取值范围为0～120mm。再比如，当e1为60mm，e2为50mm，曲柄连杆组件4的偏心量的取值范围为10～110mm。

本发明测速计用来测量直流调速电机的转速，控制器用来驱动直流调速电机，并根据测速计反馈的转速信号对直流调速电机的转速进行精确的控制；同时，控制器作为控制的结构，其可以是通过网络连接的上位机，比如电脑客户端、手机app客户端等等。测速计2为光栅数码盘结构，测量精度高。

本发明结构紧凑、自动化程度高、加载的转速范围宽，能实现转速的精确控制和测量，偏心量连续可调，满足了主桨叶疲劳试验的要求。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种主桨叶疲劳试验台激振力施加装置，其特征在于，包括：

直流调速电机(1)；

测速计(2)，设置在直流调速电机(1)的一端，用于测量直流调速电机(1)的转速；

曲柄连杆组件(4)，设置在直流调速电机(1)的另一端；

控制器(5)，所述控制器(5)与所述直流调速电机(1)电连，用于控制所述直流调速电机(1)的转速，

其中，所述曲柄连杆组件(4)的主轴连接所述直流调速电机(1)的输出轴，所述曲柄连杆组件(4)的连杆与试验件相连，为试验件的振动提供激振力。

2.如权利要求1所述的主桨叶疲劳试验台激振力施加装置，其特征在于：所述直流调速电机(1)与所述曲柄连杆组件(4)之间设置有联轴器(3)。

3.如权利要求2所述的主桨叶疲劳试验台激振力施加装置，其特征在于：所述曲柄连杆组件(4)包括：

主轴(4b)，与所述联轴器(3)的远离直流调速电机(1)的一端连接；

曲柄(4c)，与所述主轴(4b)同轴，所述曲柄(4c)在偏离轴心e1距离处设置有第一凸轴(4c1)；

偏心盘(4d)，其轴心与所述第一凸轴(4c1)重合，所述偏心盘(4d)在偏离轴心e2距离处设置有第二凸轴(4d1)，所述第二凸轴(4d1)连接所述曲柄连杆组件(4)的连杆(4f)；

连杆(4f)，一端与试验件相连，另一端与所述第二凸轴(4d1)连接，并能绕第二凸轴(4d1)自由转动。

4.如权利要求3所述的主桨叶疲劳试验台激振力施加装置，其特征在于：所述主桨叶疲劳试验台激振力施加装置包括调节状态与工作状态，当主桨叶疲劳试验台激振力施加装置处于调节状态时，所述偏心盘(4d)能够绕所述第一凸轴(4c1)转动，使所述偏心盘(4d)相对于所述曲柄(4c)能进行任意角度调整；当主桨叶疲劳试验台激振力施加装置处于工作状态时，所述偏心盘(4d)紧固在所述曲柄(4c)上。

5.如权利要求4所述的主桨叶疲劳试验台激振力施加装置，其特征在于：所述偏心盘(4d)通过法兰盘(4e)固定在所述曲柄(4c)上。