CN110346145B - 一种船式航空发动机推力测力台架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种船式航空发动机推力测力台架，属于推力测试装置技术领域，包括动架、静架、测力单元、校准力加载器；静架内部开设有通槽，动架通过转轴与通槽的一组对边转动连接，动架上固定一组对称立板，立板上端设置有一组发动机安装座；通槽另一组对边对应的静架台面上对称设置有一组横截面为“L”型的限位板，限位板的水平板均位于通槽上方，一侧限位板的水平板底部设置有校准力加载器，另一侧限位板的水平板底部设置有测力单元；静架上还设置有微调辅助支撑架，微调辅助支撑架与静架滑动连接，微调辅助支撑架上设置有位置对中微调器。该测力台架将动架限于通槽中，其整体重心低，安全性高，能较好地克服推力偏心现象，测量精度高。

Description

一种船式航空发动机推力测力台架

技术领域

本发明属于推力测试装置技术领域，具体涉及一种船式航空发动机推力测力台架。

背景技术

推力是发动机的主要性能指标之一，准确的测定出发动机推力对发动机的研制和性能评定都有重要意义。按照安装方式的不同，目前常用的推力台架有悬挂式和支撑式两类，采用普通挠性件(弹簧片)或者万向挠性件(叉簧)将动架悬挂或者支撑起来。采用挠性件的优点是靠材料本身的弹性变形提供运动自由度，但由于在发动机进气口前面和喷管后面都无法安装测力传感器，目前几乎所有的台架都是离轴式支撑台架或者离轴式悬挂台架，不可避免将产生推力偏心现象，即发动机轴线和测力传感器的轴线之间存在角度偏移，无法保证发动机的推力准确传递给推力传感器，进而造成一定的测量误差。

随着高性能轴承技术的发展，高转速、高承载能力和低震动噪声、低摩擦力矩的高端轴承已经在高铁、精密机床等领域广泛使用，因此，轴承这种外摩擦连接用在航空发动机台架这种精密测力设备上对测量精度的影响将会大大减小。

因此，本申请提出一种船式航空发动机推力测力台架。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种船式航空发动机推力测力台架，包括动架、静架、测力单元、校准力加载器；

所述静架内部开设有通槽，所述动架放置在所述通槽内，所述动架通过转轴与所述通槽的一组对边转动连接，所述动架上固定一组对称立板，所述立板上端设置有一组发动机安装座；

所述通槽另一组对边对应的静架台面上对称设置有一组横截面为“L”型的限位板，所述限位板的水平板均位于所述通槽上方，一侧所述限位板的水平板底部设置有所述校准力加载器，另一侧所述限位板的水平板底部设置有所述测力单元；

所述静架上还设置有微调辅助支撑架，所述微调辅助支撑架位于所述测力单元一侧，所述微调辅助支撑架与静架滑动连接，所述微调辅助支撑架上设置有位置对中微调器，通过调整所述位置对中微调器上的微调装置，实现发动机的对称轴和动架的轴向中轴线在竖直平面内互相平行。

优选地，所述测力单元由万向挠性件、测力传感器、万向挠性件串联而成。

优选地，所述通槽一组对边上均设置有安装块，所述安装块内安装有轴承，所述转轴穿过所述动架并与所述动架固定连接，所述转轴两端分别与两个所述轴承内圈连接。

优选地，所述静架上设置有导轨，所述微调辅助支撑架底部设置有与所述导轨配合的滑轮，所述微调辅助支撑架在所述滑轮的带动下沿所述导轨水平移动以适应不同发动机安装结构。

优选地，所述位置对中微调器的数量为两个，两个所述位置对中微调器分别设置在所述微调辅助支撑架的内部两侧。

优选地，还包括控制器，所述测力单元与所述控制器的信号输入端电连接，所述校准力加载器与所述控制器的信号输出端电连接。

本发明提供的船式航空发动机推力测力台架利用动架绕转轴转动时，3个顶点切向力大小相等的原理，只采用一个传感器对推力大小进行直接测量，且只需一个校准力加载器，将轴向推力转化为垂直方向力进行测量和校准。该测力台架结构简单，装配相对容易，适用性强，动架限于通槽中，其整体重心较低，安全性高，且能较好的克服推力偏心现象，测量精度高。

附图说明

图1为本发明实施例1的船式航空发动机推力测力台架的结构示意图；

图2为发动机固定安装结构简图；

图3为测力单元结构图；

图4为微调辅助支撑架简图。

附图标记说明：

1-静架，2-校准力加载器，3-动架，4-发动机固定安装结构，5-轴承，6-测力单元，7-微调辅助支撑架，8-位置对中微调器，9-导轨，10-归零调平装置，11-通槽，12-转轴，13-立板，14-限位板，15-安装块，16-控制器，17-卡钳。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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的技术方案和简化描述，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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。

实施例1

本发明提供了一种船式航空发动机推力测力台架，具体如图1至图4所示，包括动架3、静架1、测力单元6、校准力加载器2；

静架1内部开设有通槽11，动架3放置在通槽11内，动架3通过转轴12与通槽11的一组对边转动连接，动架3上固定一组对称立板13，立板13上端设置有一组发动机安装座4；

通槽11另一组对边对应的静架1台面上对称设置有一组横截面为“L”型的限位板14，限位板14的水平板均位于通槽11上方，一侧限位板14的水平板底部设置有校准力加载器2，另一侧限位板14的水平板底部设置有测力单元6，本实施例中，测力单元6由万向挠性件、测力传感器、万向挠性件串联而成。本实施例用到的测力单元6是目前航空工业上常用的，两头的万向挠性件可以起到解耦力的作用，保证中间传感器上只有轴向力，这个模型力圆周上每个点的切向力相等，所以要保证测得是切向力。

静架1上还设置有微调辅助支撑架7，发动机比较长，有两个到三个安装节，发动机安装座4可以和主安装节法兰装配，后面微调辅助支撑架7起到辅助支撑的作用，为了保证发动机安装座4上的力是水平切力，微调辅助支撑架7需要能够微调保证轴线水平，且和动架3的轴线在铅直平面内平行。微调辅助支撑架7位于测力单元6一侧，微调辅助支撑架7与静架1滑动连接，具体的，本实施例中，静架1上设置有导轨9，微调辅助支撑架7底部设置有与导轨9配合的滑轮，微调辅助支撑架7在滑轮的带动下沿导轨9水平移动以适应不同发动机安装结构。微调辅助支撑架7上设置有位置对中微调器8，本实施例中的位置对中微调器8的数量为两个，两个位置对中微调器8分别设置在微调辅助支撑架7的内部两侧，通过调整位置对中微调器8上的微调装置，实现发动机的对称轴和动架3的轴向中轴线在竖直平面内互相平行。

具体的，本实施例中，通槽11一组对边上均设置有安装块15，安装块15内安装有轴承5，转轴12穿过动架3并与动架3固定连接，转轴12两端分别与两个轴承5内圈连接。

为了实现位置调整，本实施例中，还包括设置在静架1一侧的对零调平装置10，对零调平装置10与轴承5连接，控制动架3整体保持水平。本实施例中的对零调平装置10是现有部件，其本质上就是施加一种力矩，可以自适应的施加辅助力矩，克服动架底部板子不水平的问题。

为了实现精确控制，本实施例中，还包括控制器16，测力单元6与控制器16的信号输入端电连接，校准力加载器2与控制器16的信号输出端电连接。

图2是从纵向、也就是垂直与发动机轴线的面看的发动机安装座4示意图，发动机安装座4上设置有卡钳17，类似于汽车的碟刹，用来固定主安装节法兰，右端的轴可以伸缩以便适应不同的发动机半径。

具体实施时，分为实施测量阶段和实施校准阶段。

测量阶段：

1、初始静架安装锁紧固定，通过对零调平装置10使动架3保持水平零偏转；

2、将发动机安装于发动机固定安装结构4，然后将发动机尾部通过两个位置对中微调器8进行调节，调整后保持位置对中微调器8与发动机副安装节基本无摩擦接触；

3、综合调节归零调平装置10和位置对中微调器8，保持发动机轴线与动架3轴线平行且动架3水平零偏转，卡钳17锁紧固定发动机；

4、将测力传感器进行归零，然后启动发动机进行测试。

当发动机产生推力后，动架及发动机同时绕轴承旋转，从而动架对测力传感器产生作用，测得发动机推力大小，并通过控制器传输至计算机。

校准阶段：

1、将发动机取下，动架3归位，保持水平零偏转，传感器归零；

2、计算机和控制器按照校准力加载表发送加载命令给校准力加载器，测力传感器获得一系列值，从而对台架测力性能进行评估；

3、如需更加严格评估台架性能，则可以采用原位校准方法进行误差校准，在发动机对称轴与动架中垂线交点处，施加水平方向，能模拟发动机的推力的力，从而进行校准。

本申请提出的船式航空发动机推力台架，其动架采用均质圆盘上各切线方向力大小相等的原理，巧妙的将发动机对主支点的水平方向推力转化为竖直方向的压力或者拉力，然后用船尾竖直摆放的测力单元来测量该推力的大小，在进行校准时，也只需要在船头施加竖直方向的力进行校准即可。

以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种船式航空发动机推力测力台架，其特征在于，包括动架(3)、静架(1)、测力单元(6)、校准力加载器(2)；

所述静架(1)内部开设有通槽(11)，所述动架(3)放置在所述通槽(11)内，所述动架(3)通过转轴(12)与所述通槽(11)的一组对边转动连接，所述动架(3)上固定一组对称立板(13)，所述立板(13)上端设置有一组发动机安装座(4)；

所述通槽(11)另一组对边对应的静架(1)台面上对称设置有一组横截面为“L”型的限位板(14)，所述限位板(14)的水平板均位于所述通槽(11)上方，一侧所述限位板(14)的水平板底部设置有所述校准力加载器(2)，另一侧所述限位板(14)的水平板底部设置有所述测力单元(6)；

所述静架(1)上还设置有微调辅助支撑架(7)，所述微调辅助支撑架(7)位于所述测力单元(6)一侧，所述微调辅助支撑架(7)与所述静架(1)滑动连接，所述微调辅助支撑架(7)上设置有位置对中微调器(8)，通过调整所述位置对中微调器(8)上的微调装置，实现发动机的对称轴和所述动架(3)的轴向中轴线在竖直平面内互相平行。

2.根据权利要求1所述的船式航空发动机推力测力台架，其特征在于，所述测力单元(6)由万向挠性件、测力传感器、万向挠性件依次串联而成。

3.根据权利要求1所述的船式航空发动机推力测力台架，其特征在于，所述通槽(11)一组对边上均设置有安装块(15)，所述安装块(15)内安装有轴承(5)，所述转轴(12)穿过所述动架(3)并与所述动架(3)固定连接，所述转轴(12)两端分别与两个所述轴承(5)内圈连接。

4.根据权利要求1所述的船式航空发动机推力测力台架，其特征在于，所述静架(1)上设置有导轨(9)，所述微调辅助支撑架(7)底部设置有与所述导轨(9)配合的滑轮，所述微调辅助支撑架(7)在所述滑轮的带动下沿所述导轨(9)水平移动以适应不同发动机安装结构。

5.根据权利要求1所述的船式航空发动机推力测力台架，其特征在于，所述位置对中微调器(8)的数量为两个，两个所述位置对中微调器(8)分别设置在所述微调辅助支撑架(7)的内部两侧。

6.根据权利要求1所述的船式航空发动机推力测力台架，其特征在于，还包括控制器(16)，所述测力单元(6)与所述控制器(16)的信号输入端电连接，所述校准力加载器(2)与所述控制器(16)的信号输出端电连接。

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