CN204344550U - 一种拉扭试验作动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种拉扭试验作动器，包括拉压液压缸(4)、扭转液压缸(9)、伺服阀机构、法兰盘(16)和固定在法兰盘上的活塞杆(5)，其中，拉压液压缸(4)连接扭转液压缸(9)，且缸体为中空圆柱体结构，法兰盘上的活塞杆(5)通过缸盖伸入两个液压缸内部并固定在两个液压缸内，拉扭***通过伺服阀机构内部的电液控制元件，由加载控制***根据拉扭传感器(17)的拉扭信息对其进行控制，在施加拉压力的同时，满足量程范围内任意扭矩的加载要求，同时简化了试验夹具和试验安装量，有效的提高了试验精度。

Description

一种拉扭试验作动器

技术领域

本实用新型涉及直升机静力试验技术领域。

背景技术

直升机旋翼***部件如桨叶、柔性梁等在飞行过程中既承受拉力，又承受扭转载荷，其拉扭承载能力是否满足设计要求直接关系直升机飞行安全。目前，直升机旋翼***部件几乎全部采用复合材料，由于复合材料受力情况复杂，采用传统的理论计算方法很难准确获得旋翼各部件的拉扭承载能力，因此，通过试验方式确定该项性能参数是直升机旋翼***研制过程中必不可少的一个环节。直升机部件拉扭试验一般通过电子式压扭试验机完成，该方法虽然安装简单，但存在以下不足：1、对试件的尺寸要求严格，一般要求试件长度小于1m；2、对试件加载固定方式有严格限制，要求试件只能采用端部固定方式。

某型机尾桨柔性梁拉扭承载能力试验要求试件中央区域固支，在试件两端施加轴向力且任取一端同时施加扭矩。结合电子式压扭试验机存在以上两点不足，该类型试验无法通过电子式压扭试验机完成，只能使用液压伺服作动装置来完成。常规液压伺服作动器无法直接施加扭矩，必须通过组合使用两个作动器并借助专用扭转盘来完成，存在试验安装复杂、无法保证试验精度等缺点。

实用新型内容

针对以上存在的技术问题，本实用新型提出一种可同时施加拉压力和扭矩的拉扭试验作动器，简化试验夹具和试验安装量，同时提高试验精度。

本实用新型拉扭试验作动器，包括拉压液压缸、扭转液压缸、伺服阀机构、法兰盘和固定在法兰盘上的活塞杆，其中，拉压液压缸后端连接缸底，前端连接扭转液压缸，扭转液压缸另一端固定有缸盖，拉压液压缸、扭转液压缸以及缸体间联接机构为中空圆柱体结构，法兰盘上的活塞杆通过缸盖伸入两个液压缸内部并固定在拉压液压缸内的拉压缸活塞上和扭转液压缸内的扭转缸活塞上；

所述伺服阀机构包括固定在缸盖上方，用于对扭转液压缸内的活塞杆提供扭转力的前端伺服阀机构，以及固定在缸底上方用于对拉压液压缸内的活塞杆提供拉压力的后端伺服阀机构；

拉扭传感器的一端通过后端法兰连接组件与法兰盘连接，另一端通过前端法兰连接组件连接前端连接耳叉，拉扭传感器将拉压感应反馈单元与扭转感应反馈单元组合，通过通道反馈导线连接加载控制***，伺服阀机构内部安装有电液控制元件，通过通道控制导线连接所述加载控制***。

优选的是，拉压液压缸通过缸体间联接机构连接扭转液压缸，其中，拉压液压缸和连接扭转液压缸分别与缸体间联接机构螺栓连接。

在上述任一方案中优选的是，拉压液压缸与缸底螺栓连接，缸底后端固定有后端连接耳叉。

在上述任一方案中优选的是，后端伺服机构包括后端伺服阀转接块,以及位于后端伺服阀转接块上方的后端伺服阀、前方的后端油滤、右侧的后端油管接头，同理，前端伺服机构包括前端伺服阀转接块,以及位于前端伺服阀转接块上方的前端伺服阀、前方的前端油滤、右侧的前端油管接头；拉压向与扭转通道的进出油管分别与后端油管接头、前端油管接头连接，拉压缸活塞和扭转缸活塞两个方向的运动都通过液压油来实现。

在上述任一方案中优选的是，所述拉压液压缸和扭转液压缸内部，在缸筒与缸底、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与缸盖之间均设置有密封装置，拉压液压缸和扭转液压缸端部设置有缓冲装置；缸盖外侧装有防尘装置。

在上述任一方案中优选的是，所述活塞的半径少于缸体间联接机构的内半径，使活塞保持在拉压液压缸内部运动。

本实用新型关键点是：

1、将拉压液压缸和扭转液压缸组合在一个作动器内，可以同时施加拉力和扭矩；

2、将拉压感应反馈单元与扭转感应反馈单元组合在一个传感器内，可以同时感应、反馈拉向和扭转载荷。

本实用新型的有益效果：该拉扭作动器结构紧凑、安排合理，易于安装；两个液压缸采用独立的控制元件，拉向和扭转载荷采用独立的通道控制，方便单独或同步施加载荷，且各部分工作稳定，无相互干涉。

附图说明

图1是按照本实用新型拉扭试验作动器的一优选实施例的结构示意图。

图2是图1所示实施例的俯视图。

图3是图1所示实施例的拉压液压缸缸体及活塞组件结构示意图。

图4是图1所示实施例的扭转液压缸缸体及活塞组件结构示意图。

图5是图1所示实施例的安装示意图。

图6是图1所示实施例的法兰盘与拉扭传感器连接示意图。

其中，1为后端连接耳叉，2为缸底，3a为后端伺服阀，3b为后端油滤，3c为后端伺服阀转接块，3d为后端油管接头，4为拉压液压缸，5为拉压缸活塞杆，6为拉压缸活塞，7为后端联接螺钉，8为缸体间联接机构，9为扭转液压缸，10为扭转缸活塞，11为连接组件，11a为后端法兰连接组件，11b为前端法兰连接组件，12为转动套，13为缸体间联接螺钉，14a为前端伺服阀，14b为前端油滤，14c为前端伺服阀转接块，14d为前端油管接头，15为缸盖，16为法兰盘，17为拉扭传感器，18为前端连接耳叉，19为试验台架，20为后端固定耳座，21为前端联接耳座，22为试件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所涉及的拉扭试验作动器做进一步详细说明。

如图1、图2和图5所示，一种拉扭试验作动器，包括拉压液压缸4、扭转液压缸9、伺服阀机构、法兰盘16和固定在法兰盘上的活塞杆5，其中，拉压液压缸4后端连接缸底2，前端连接扭转液压缸9，扭转液压缸9另一端固定有缸盖15，拉压液压缸4、扭转液压缸9以及缸体间联接机构8为中空圆柱体结构，法兰盘上的活塞杆5通过缸盖伸入两个液压缸内部并固定在拉压液压缸4内的拉压缸活塞6上和扭转液压缸9内的扭转缸活塞10上；

所述伺服阀机构包括固定在缸盖15上方，用于对扭转液压缸内的活塞杆5提供扭转力的前端伺服阀机构14，以及固定在缸底2上方用于对拉压液压缸内的活塞杆5提供拉压力的后端伺服阀机构3；

连接组件上11安装有拉扭传感器17，具体的，拉扭传感器17的一端通过后端法兰连接组件11a与法兰盘16连接，另一端通过前端法兰连接组件11b连接前端连接耳叉18，拉扭传感器17将拉压感应反馈单元与扭转感应反馈单元组合，通过通道反馈导线连接加载控制***，伺服阀机构内部安装有电液控制元件，通过通道控制导线连接所述加载控制***。

拉压液压缸4通过缸体间联接机构8连接扭转液压缸9，其中，拉压液压缸4和连接扭转液压缸9分别与缸体间联接机构8螺栓连接，螺接如图1中的缸体间联接螺钉13。

拉压液压缸4与缸底2螺栓连接，缸底2后端固定有后端连接耳叉1，螺接如图1中的后端联接螺钉7。

后端伺服机构3包括后端伺服阀转接块3c,以及位于后端伺服阀转接块3c上方的后端伺服阀3a、前方的后端油滤3b、右侧的后端油管接头3d，同理，前端伺服机构14包括前端伺服阀转接块14c,以及位于前端伺服阀转接块14c上方的前端伺服阀14a、前方的前端油滤14b、右侧的前端油管接头14d；所述后端伺服阀装置为拉压电液控制元件；所述前端伺服阀装置为扭转电液控制元件；所述拉压液压缸与扭转液压缸采用法兰式连接形式将两缸体连接在一起；所述拉扭传感器将拉压感应反馈单元与扭转感应反馈单元组合在一个传感器内，可以同时感应、反馈拉压向和扭转载荷。

试验时，如图5所示，所述的拉扭试验作动器后端连接耳叉1固定在试验台19的承力墙的后端固定耳座20上，前端连接耳叉18与前端连接耳座21、螺栓等组件与被试件连接，对试验件22进行拉扭试验，拉压向与扭转通道控制导线分别连接后端伺服阀3a、前端伺服阀14a的接头，拉压向与扭转通道反馈导线分别连接拉扭传感器的拉压向、扭转转接头，拉压向与扭转通道的进出油管分别于后、前端油管接头连接，加载控制***对拉向和扭转控制通道进行同步实时控制。拉压向与扭转通道的进出油管分别与后端油管接头3d、前端油管接头14d连接，拉压缸活塞6和扭转缸活塞10两个方向的运动都通过液压油来实现。

所述拉压液压缸4和扭转液压缸9均由端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件等主要部分组成,拉压液压缸4和扭转液压缸9内部，在缸筒与缸底2、活塞6与活塞杆5、活塞5与缸筒、活塞杆6与缸盖15之间均设置有密封装置，拉压液压缸4和扭转液压缸9端部设置有缓冲装置；缸盖15外侧装有防尘装置。

所述活塞6的半径少于缸体间联接机构8的内半径，使活塞6保持在拉压液压缸4内部运动。

如图4所示，当通过扭转液压缸对被试件施加扭矩时，扭转缸活塞10受液压力作用转动，这一旋转运动由转动套12及法兰盘16输出；

如图3所示，所述拉压液压缸可以对被试件施加拉向和压向载荷，输出力大小为0～50T，在范围内可以任意调节；

所述扭转液压缸可以对被试件的输出轴施加扭矩载荷，扭矩范围为0～2000N.m，扭矩的方向可变(即在顺时针和逆时针方向都可以输出0～2000N.m的载荷)，且在范围内可以任意调节；拉扭试验作动器固定方式为缸筒固定，活塞及活塞杆为可动部分，该装置中活塞杆在直线运动的同时可以转动、往复运动的有效行程为拉压缸活塞有效行程L、转动范围为正负180°。

将拉压液压缸和扭转液压缸组合在一个作动器内，并通过两个伺服阀分别进行控制，既可以保证同时施加拉力和扭矩，又最大程度地避免了机构干涉。该拉扭试验作动器能实现正负180°自由转动，扭矩加载误差小，能有效的提高试验精度；能在施加拉压力的同时，满足量程范围内任意扭矩的加载要求，同时简化了试验夹具和试验安装量；对试件尺寸和固定方式无任何限制，可以很好的应用于直升机各部件拉扭或纯扭承载能力试验。

需要说明的是，本实用新型拉扭试验作动器包括但不限于上述实施例，本领域技术人员应当清楚，在不脱离由权利要求所限定的精神和范围的前提下，对上述实施例进行各种变形和修改均应落入本实用新型所要求保护的范围内。

Claims (6)

1.一种拉扭试验作动器，其特征在于：包括拉压液压缸(4)、扭转液压缸(9)、伺服阀机构、法兰盘(16)和固定在法兰盘上的活塞杆(5)，其中，拉压液压缸(4)后端连接缸底(2)，前端连接扭转液压缸(9)，扭转液压缸(9)另一端固定有缸盖(15)，拉压液压缸(4)、扭转液压缸(9)以及缸体间联接机构(8)为中空圆柱体结构，法兰盘上的活塞杆(5)通过缸盖伸入两个液压缸内部并固定在拉压液压缸(4)内的拉压缸活塞(6)上和扭转液压缸(9)内的扭转缸活塞(10)上；

所述伺服阀机构包括固定在缸盖(15)上方，用于对扭转液压缸内的活塞杆(5)提供扭转力的前端伺服阀机构(14)，以及固定在缸底(2)上方用于对拉压液压缸内的活塞杆(5)提供拉压力的后端伺服阀机构(3)；

拉扭传感器(17)的一端通过后端法兰连接组件(11a)与法兰盘(16)连接，另一端通过前端法兰连接组件(11b)连接前端连接耳叉(18)，拉扭传感器(17)将拉压感应反馈单元与扭转感应反馈单元组合，通过通道反馈导线连接加载控制***，伺服阀机构内部安装有电液控制元件，通过通道控制导线连接所述加载控制***。

2.根据权利要求1所述的拉扭试验作动器，其特征在于：拉压液压缸(4)通过缸体间联接机构(8)连接扭转液压缸(9)，其中，拉压液压缸(4)和连接扭转液压缸(9)分别与缸体间联接机构(8)螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的拉扭试验作动器，其特征在于：拉压液压缸(4)与缸底(2)螺栓连接，缸底(2)后端固定有后端连接耳叉(1)。

4.根据权利要求1所述的拉扭试验作动器，其特征在于：后端伺服机构(3)包括后端伺服阀转接块(3c),以及位于后端伺服阀转接块(3c)上方的后端伺服阀(3a)、前方的后端油滤(3b)、右侧的后端油管接头(3d)，同理，前端伺服机构(14)包括前端伺服阀转接块(14c),以及位于前端伺服阀转接块(14c)上方的前端伺服阀(14a)、前方的前端油滤(14b)、右侧的前端油管接头(14d)；拉压向与扭转通道的进出油管分别与后端油管接头(3d)、前端油管接头(14d)连接，拉压缸活塞(6)和扭转缸活塞(10)两个方向的运动都通过液压油来实现。

5.根据权利要求1所述的拉扭试验作动器，其特征在于：所述拉压液压缸(4)和扭转液压缸(9)内部，在缸筒与缸底(2)、活塞(6)与活塞杆(5)、活塞(5)与缸筒、活塞杆(6)与缸盖(15)之间均设置有密封装置，拉压液压缸(4)和扭转液压缸(9)端部设置有缓冲装置；缸盖(15)外侧装有防尘装置。

6.根据权利要求1所述的拉扭试验作动器，其特征在于：所述活塞(6)的半径少于缸体间联接机构(8)的内半径，使活塞(6)保持在拉压液压缸(4)内部运动。