CN108692934B - 一种机轮疲劳试验台侧向加载装置 - Google Patents

Abstract

一种机轮疲劳试验台侧向加载装置，托架安装在两个圆弧导轨的上表面，减速电机安装在拖架一端端面的中间位置，减速电机输出轴上的链轮与滚子链啮合。6个支撑架呈弧形排列在圆弧导轨一端的下底板上。标尺固定在弧形挡板的上表面。与基座连接的连接板上的连接销孔与连接销之间有2mm的配合间隙，连接板的上表面与基座的下表面之间有8～10mm的间隙。通过两个支撑油缸实现拖架的转动或侧偏。本发明能够在‑20～20°范围内任意偏转，并且操作方便，节约了人力，提高了工作效率。

Description

一种机轮疲劳试验台侧向加载装置

技术领域

本发明涉及航空机轮试验技术，具体是一种用于飞机机轮加速寿命试验的侧向加载装置。

背景技术

随着我国航空技术的迅速发展，飞机性能不断提高，对航空机轮的使用寿命也提出了新的更高的要求。为了在飞机试飞前验证机轮的设计和制造强度，需要对机轮进行疲劳滚转试验，而机轮疲劳试验台就是在机轮设计定型前，考核其设计寿命能否满足技术规范要求的试验设备。机轮在疲劳试验台上按照载荷谱要求进行加载滚转试验，模拟飞机在起飞、着陆滑跑时机轮的工作状态，研究测定机轮在转动工作下的应力状态，及时了解设计强度问题及制造中的缺陷，提高产品质量，累计滚转试验里程，对其寿命进行评估。

机轮疲劳试验就是根据相对性原理，用鼓轮来代替机场跑道，机轮安装在加载头上，让鼓轮转动达到试验要求的滚转速度，操纵加载头迫使机轮压在鼓轮表面上进行同步转动，用来模拟飞机起飞、着陆滑跑时机轮的工作状况。加载力的大小通过液压***来控制，加载力的方向通过固定加载头和机轮支架来控制，分为垂直加载和侧向加载。通过这些来模拟飞机施加给机轮的载荷，最后再通过相关的检测手段和数据记录，综合评估机轮的寿命是否满足设计和使用要求。

一般固定端加载直接固定在地基上，不能偏转，它可以实现对机轮的垂直加载。在试验时，启动冷却风机，启动拖动***电机，鼓轮转动，启动加载***油缸电机，加载油缸带动移动架将安装在轮叉上的被试机轮压向鼓轮，机轮被动旋转，即对机轮进行加载试验，载荷传感器测量油缸输出压力，即机轮加载垂直载荷。当液压***电磁换向阀换向时，加载油缸活塞杆收回，带动机轮离开鼓轮，即机轮卸载退出试验。而由于需要测定机轮的侧向载荷比较复杂，传统的方法是利用机轮支架侧偏一定角度后再进行加载试验。机轮支架和鼓轮均安装在基座上，机轮支架上的机轮轴和鼓轮中心等高。机轮支架在有刻度的弧形导轨上移动，导轨两端安装有侧偏油缸，侧偏油缸活塞杆与机轮支架通过耳片铰接。启动侧偏油缸电机，侧偏油缸活塞杆的伸缩推动着机轮支架在弧形导轨上侧偏一定的角度，然后用螺栓锁紧，再启动加载油缸使机轮支架靠近鼓轮进行加载，以此来实现对试验机轮的侧向加载。但这样操作极其不方便，由于操作台固定在地面上，而机轮支架会进行偏转，因此在试验时至少需要两个人配合来完成，一个人操纵操作台，一个人随着机轮支架移动观察侧偏角度，这样效率比较低。而且由于机轮支架是通过侧偏油缸驱动来实现侧偏，因此在停止时由于液压的缓冲作用，机轮支架往往很难准确的停到要求的位置上，准确性较差。

在申请号为CN201410244985.2的发明创造中，公开了一种机轮疲劳试验台侧向加载装置，该装置的侧向加载部分是：减速器和鼓轮均安装在基座台面的上表面，支撑座安装在基座台面下表面。支撑座支撑板一端与立柱一端通过耳片铰接，立柱另一端有圆形底板，立柱底板与轮叉圆形底板都有通孔，通过铜套连接，实现轮叉在立柱上端面旋转，轮叉底板和立柱底板通孔的周围都均布着24个定位孔，并且一一对应，通过螺栓连接。轮叉由圆形底板和两根支杆组成，机轮轴固定在轮叉顶端，与鼓轮中心等高。立柱中间部分通过耳片与加载油缸铰接，并使与立柱连接后的加载油缸处于水平状态。当需要侧向加载时，只需将轮叉转动相应的角度，再拧紧螺栓，启动加载油缸，通过杠杆原理即可实现对试验机轮的加载。这种加载装置虽然能实现侧偏加载，但由于圆周上只有24个孔，因此不能做到任意角度侧偏加载，具有一定的局限性。同时在变化加载角度时还需要人工转动再锁紧螺栓，操作比较复杂。

发明内容

为克服现有技术中存在的操作复杂、侧偏加载角度具有局限性的不足，本发明提出了一种机轮疲劳试验台侧向加载装置。

一种机轮疲劳试验台侧向加载装置，包括拖架、减速电机、机轮支架、支撑架、和加载油缸，其特征在于，还包括链轮、滚子链、标尺、弧形挡板和支撑油缸；所述圆弧导轨包括并排排放的第一圆弧导轨和第二圆弧导轨，托架安装在所述两个圆弧导轨的上表面，减速电机安装在拖架一端端面的中间位置，减速电机的输出轴上固定安装有链轮；所述链轮与滚子链啮合。所述滚子链安装在弧形挡板的阶梯面上；该弧形挡板位于所述第一圆弧导轨外侧表面处，并固定在支撑架的上表面。所述支撑架有6 个，呈弧形排列在圆弧导轨一端的下底板上，并通过地脚螺栓固定。标尺固定在所述弧形挡板的上表面。在所述拖架另一端端面的中间位置有同于连接基座的连接板，该连接板通过连接销与基座固连；所述连接板上的连接销孔的孔径大于该连接销的外径，使二者之间有2mm的配合间隙；连接时，所述连接板的上表面与所述基座的下表面之间亦有8～10mm的间隙。两个支撑油缸分别通过连接块固定在所述拖架有减速电机一端的两侧表面，通过各所述支撑油缸支撑该拖架转动或侧偏。在各所述支撑油缸活塞杆的下端安装有滚轮。

所述第一圆弧导轨的面板和第二圆弧导轨的面板宽度方向的中心有用于安装固紧螺栓的通槽，并且该通槽贯通该面板的长度方向。所述第一圆弧导轨的曲率半径和第二圆弧导轨的曲率半径均为6150mm。

在所述拖架上表面固定有一对沿该拖架的长度方向排布的机轮支架导轨，并使该机轮支架导轨位于框架与基座连接一端。在机轮支架导轨一侧固定有加载油缸的安装支架，并使该加载油缸的安装支架位于该拖架上表面的中部。在该拖架的一端端面固定有减速电机的固定块，在该拖架的另一端端面固定有连接板。

所述弧形挡板的曲率半径与所述第一圆弧导轨的曲率半径一致。所述弧形挡板的上表面为二级阶梯状；位于该弧形挡板凸弧面一端的低级阶梯面为所述滚子链的安装面。

在排布所述6个支撑架时，其中的两个支撑架分别位于所述第一圆弧导轨下底板的两端，其中的另两个支撑架位于所述圆弧导轨下底板的圆弧顶部处，剩余的两个支撑架分别位于圆弧导轨下底板的圆弧顶部与两端之间。

所述标尺表面的刻度范围为-20～20°。

本发明在侧偏加载试验前，松开位于拖架外侧的4个固紧螺母，拖架在两个支撑油缸的作用下，以基座和托架连接处的转轴为支点，升起5～15mm，使拖架离开圆弧导轨支撑面，此时两个滚轮与圆弧导轨接触受力撑起拖架。拖架右侧中间位置安装有减速电机，减速电机轴头部分设置有链轮，通过键连接；弧形挡板与支撑架且与圆弧导轨连接，弧形挡板上表面安装有标尺，弧形挡板侧面安装一套滚子链，用销轴将其固定；减速电机供电后，链轮在滚子链上转动，推动着拖架以基座和托架连接处的转轴为中心沿着圆弧导轨转动，实现侧偏所需的角度，然后支撑油缸活塞杆收起，拖架落至圆弧导轨支撑面，再固紧螺母锁紧，完成机轮支架侧偏移动动作。

本发明采用减速电机驱动链轮在圆弧导轨上转动，相比圆周上24个定位孔限位的侧向加载装置，能够在-20～20°范围内任意偏转，能满足侧偏加载试验侧偏角度的任意性。本发明采用减速电机驱动拖架转动相比传统的液压缸驱动，由于减速电机运行平稳，能做到随开随动，随断随停的效果，这样更能保证侧偏加载试验偏转角度的准确性。同时由于操作台在拖架上，相比传统的操作台固定在地面上的方式，这样在试验时操作人员可随着拖架移动，操作和观察侧偏角度的任务操作人员一人即可完成，节约了人力，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中Ⅰ部位的局部放大图。

图3是第一圆弧导轨与第二圆弧导轨的排布示意图。

图4是图1的左视图。

图5是圆弧导轨示意图，其中图5a是主视图，图5b是图5a的俯视图。

图6是支撑架示意图，其中图6a是主视图，图6b是图6a的俯视图。

图7是弧形挡板示意图，其中图7a是主视图，图7b是图7a的俯视图。

图8是弧形挡板的安装示意图。

图9是标尺示意图。

图10是链轮示意图，其中图10a是主视图，图10b是图10a的俯视图。

图中：

1.拖架；2.减速电机；3.第一圆弧导轨；4.基座；5.试验机轮；6.机轮支架；7. 加载油缸；8.链轮；9.滚子链；10.标尺；11.弧形挡板；12.支撑架；13.支撑油缸；14.固紧螺母；15.滚轮；16.机轮支架导轨；17.连接板；18.第二圆弧导轨。

具体实施方式

本实施例是一种机轮疲劳试验台侧向加载装置,包括拖架1、减速电机2、圆弧导轨、基座4、机轮5、机轮支架6、加载油缸7、链轮8、滚子链9、标尺10、弧形挡板11、支撑架12、支撑油缸13、固紧螺母14和滚轮15。

所述圆弧导轨包括并排排放的第一圆弧导轨3和第二圆弧导轨18，是本实施例的载体。托架1安装在所述两个圆弧导轨的上表面，减速电机2安装在拖架1一端端面的中间位置，减速电机2的输出轴上固定安装有链轮8；所述链轮与滚子链9啮合。所述滚子链9安装在弧形挡板11的阶梯面上；该弧形挡板位于所述第一圆弧导轨3 外侧表面处，并固定在支撑架12的上表面。所述支撑架有6个，呈弧形排列在圆弧导轨3一端的下底板上，并通过地脚螺栓固定。

加载油缸7固定在所述拖架1的上表面；机轮支架6安放在位于所述拖架上表面的机轮支架导轨16上；所述加载油缸的活塞杆与所述机轮支架的一端固连；在机轮支架的另一端安装有机轮5的安装架；机轮5安装在该安装架上。标尺10固定在所述弧形挡板11的上表面。在所述拖架1另一端端面的中间位置有同于连接基座4的连接板 17，该连接板通过连接销与基座固连；所述连接板17上的连接销孔的孔径大于该连接销的外径，使二者之间有2mm的配合间隙；连接时，所述连接板17的上表面与所述基座的下表面之间亦有8～10mm的间隙。两个支撑油缸13分别通过连接块固定在所述拖架有减速电机2一端的两侧表面，通过各所述支撑油缸支撑该拖架转动或侧偏。在各所述支撑油缸活塞杆的下端安装有滚轮15。

所述第一圆弧导轨3和第二圆弧导轨18主要由面板、底板和支架组成。所述面板与底板之间通过支架支撑，在该面板宽度方向的中心有贯通该面板长度方向的通槽，当所述拖架1静止时，将固紧螺栓装入该通槽内，以固定该拖架。在所述底板上有固定孔。所述圆弧导轨的长度为4900mm，宽度为610mm，高度为270mm,曲率半径为6150mm。

所述拖架1为框架结构，其外形为矩形。在该拖架上表面固定有一对沿该拖架的长度方向排布的机轮支架导轨16，并使该机轮支架导轨位于框架与基座4连接一端。在该拖架的上表面还固定有加载油缸7的安装支架，并使该加载油缸的安装支架位于该拖架上表面的中部。在该拖架的一端端面固定有减速电机的固定块，在该拖架的另一端端面固定有连接板17。

所述弧形挡板11为条形块状。该弧形挡板的曲率半径与所述第一圆弧导轨3的曲率半径一致。所述弧形挡板的上表面为二级阶梯状；位于该弧形挡板凸弧面一端的低级阶梯面为所述滚子链9的安装面。

在排布所述6个支撑架12时，其中的两个支撑架分别位于所述第一圆弧导轨下底板的两端，其中的另两个支撑架位于所述圆弧导轨下底板的圆弧顶部处，剩余的两个支撑架分别位于圆弧导轨下底板的圆弧顶部与两端之间。

所述滚子链9呈弧形，安装在弧形挡板11凸弧面一端的滚子链安装面上，并与链轮8啮合。

所述标尺10通过螺钉固定在弧形挡板11上表面并靠近所述滚子链安装面；在该标尺的表面刻有-20～20°的刻度，用于指示侧偏加载的角度。

本实施例的参数为：速度控制范围：0～40km/h；

加载控制范围：0～250KN；

侧偏角度：-20～20°；

偏航角度：0～20°；

加载油缸加载最大行进速度：1000m/min；

加载油缸卸载最大行进速度：1460m/min；

载荷传感器：interface1220-250；

载荷传感器量程：250KN；

加载油缸型号：UYTF10160×1500-25；

加载油缸内径：φ160；

活塞杆外径：φ110；

加载油缸行程：1500mm；

减速电机型号：GR137R77-4-4.9；

减速电机功率：4KW；

减速电机转速：1500rpm；

减速电机输出转速：4.9rpm；

滚子链型号：24A-1-141；

滚子链长度：5370mm。

本实施例的工作过程是：侧偏加载试验前，松开位于拖架外侧的4个固紧螺栓，拖架在两个支撑油缸的作用下，以基座与托架一端的连接板之间的连接销为支点，升起5～15mm，使拖架离开圆弧导轨支撑面，此时两个滚轮与圆弧导轨接触受力撑起拖架。位于拖架一端的减速电机通过链轮。由于托架与减速电机是刚性连接，因此拖架升起时带动减速电机升起，而减速电机的输出轴径小于链轮孔径，它们之间是动配合，减速电机升起时减速电机的输出轴在链轮孔中移动，而链轮始终保持与滚子链啮合；减速电机的输出轴与链轮通过键连接来传递动力，减速电机供电后，带动链轮旋转，由于链轮与滚子链啮合，且滚子链固定在弧形挡板上，因此链轮沿着滚子链转动，推动着拖架以基座和托架连接处的转轴为中心沿着圆弧导轨转动，运动轨迹为弧形。当拖架转动到试验所需侧偏角度时，关闭减速电机，托架停止转动，然后操纵支撑油缸活塞杆收起，使拖架落至圆弧导轨支撑面，再用4个固紧螺栓锁紧，完成机轮支架侧偏移动动作。最后启动冷却风机，启动拖动***电机带动鼓轮转动，启动加载***油缸电机，柱塞泵输出液压油，推动加载油缸带动机轮支架沿着机轮支架导轨移动，将安装在机轮支架上的机轮压向鼓轮，机轮被动旋转，即对机轮进行侧偏加载试验，载荷传感器测量油缸输出压力，即机轮侧偏加载的载荷。

当液压***电磁换向阀换向时，加载油缸活塞杆收回，带动机轮离开鼓轮，即机轮卸载退出试验。

试验过程中，机轮前进或后退的极限位置由行程开关决定，支撑油缸上下的极限位置由行程开关决定。

Claims (4)

1.一种机轮疲劳试验台侧向加载装置，包括拖架、减速电机、机轮支架、支撑架、圆弧导轨和加载油缸，其特征在于，还包括链轮、滚子链、标尺、弧形挡板和支撑油缸；所述圆弧导轨包括并排排放的第一圆弧导轨和第二圆弧导轨，拖架安装在所述两个圆弧导轨的上表面，减速电机安装在拖架一端端面的中间位置，减速电机的输出轴上固定安装有链轮；所述链轮与滚子链啮合；所述滚子链安装在弧形挡板的阶梯面上；该弧形挡板位于所述第一圆弧导轨外侧表面处，并固定在支撑架的上表面；所述支撑架有6个，呈弧形排列在圆弧导轨一端的下底板上，并通过地脚螺栓固定；标尺固定在所述弧形挡板的上表面；在所述拖架另一端端面的中间位置有用于连接基座的连接板，该连接板通过连接销与基座固连；所述连接板上的连接销孔的孔径大于该连接销的外径，使二者之间有2mm的配合间隙；连接时，所述连接板的上表面与所述基座的下表面之间亦有8～10mm的间隙；两个支撑油缸分别通过连接块固定在所述拖架有减速电机一端的两侧表面，通过各所述支撑油缸支撑该拖架转动或侧偏；在各所述支撑油缸活塞杆的下端安装有滚轮；

所述第一圆弧导轨的面板和第二圆弧导轨的面板宽度方向的中心有用于安装固紧螺栓的通槽，并且该通槽贯通该面板的长度方向；所述第一圆弧导轨的曲率半径和第二圆弧导轨的曲率半径均为6150mm；

在所述拖架上表面固定有一对沿该拖架的长度方向排布的机轮支架导轨，并使该机轮支架导轨位于拖架与基座连接的一端；在机轮支架导轨一侧固定有加载油缸的安装支架，并使该加载油缸的安装支架位于该拖架上表面的中部；在该拖架的一端端面固定有减速电机的固定块，在该拖架的另一端端面固定有连接板。

2.如权利要求1所述机轮疲劳试验台侧向加载装置，其特征在于，所述弧形挡板的曲率半径与所述第一圆弧导轨的曲率半径一致；所述弧形挡板的上表面为二级阶梯状；位于该弧形挡板凸弧面一端的低级阶梯面为所述滚子链的安装面。

3.如权利要求1所述机轮疲劳试验台侧向加载装置，其特征在于，在排布所述6个支撑架时，其中的两个支撑架分别位于所述第一圆弧导轨下底板的两端，其中的另两个支撑架位于所述圆弧导轨下底板的圆弧顶部处，剩余的两个支撑架分别位于圆弧导轨下底板的圆弧顶部与两端之间。

4.如权利要求1所述机轮疲劳试验台侧向加载装置，其特征在于，所述标尺的表面刻有-20～20°的刻度。