RU2795551C1 - Stand for testing the joints of the bushing sleeves with the body of the main rotor sleeve of the helicopter - Google Patents

Abstract

FIELD: equipment for aircraft rotors.

SUBSTANCE: stand for testing the articulation of the bushing sleeves with the body of the main rotor hub of the helicopter contains a frame (1), which includes a base (2) with columns fixed on it, a pedestal and brackets, loading devices. Three columns (3, 4, 5) are permanently fixed on the base (2). A plate (9) is permanently fixed on columns (3, 4). And on the columns (3, 5) a bracket (6), a pedestal (7), side supports (49) are permanently fixed, while a lever (16) is installed on the pedestal (7). A hydraulic power exciter (11) is fixed to the long arm of the lever (16). There are brackets (27, 44) on columns (3,5) with hydraulic power exciters (12, 13) attached to them, respectively, which are placed in a vertical position, parallel to each other. Hydraulic power exciters (11, 12, 13, 14) are connected to the bench hydraulic system. On each rod (23, 30, 33) a force sensor (24, 34, 35) is installed respectively. The rod (51) is equipped with a tip (54) for connection with the test specimen (38).

EFFECT: reduced dimensions of the test-bench equipment, reduced number of loading channels, improved test accuracy.

5 cl, 13 dwg

Description

Стенд для испытаний сочленения втулки несущего винта вертолета относится к испытательному оборудованию, а именно к стендам для усталостных, в том числе периодических, ресурсных и других испытаний образцов сочленения втулки несущего винта вертолета на воздействие динамических и статических нагрузок характерных для полета. При этом объектом испытаний является сочленение втулки несущего винта, выполненное в виде двух рукавов втулки, развернутых по направлению к друг другу и соединенных имитатором лопасти.The stand for testing the joint of the main rotor hub of the helicopter refers to the test equipment, namely to the benches for fatigue, including periodic, life and other tests of the samples of the joint of the main rotor hub of the helicopter for the impact of dynamic and static loads typical for flight. In this case, the test object is the joint of the rotor hub, made in the form of two sleeves of the hub, deployed towards each other and connected by a blade simulator.

Известна конструкция стенда для динамических испытаний воздушных винтов (патент SU 251888, G01M 17/00, публ. 10.09.1969 г.), который содержит станину с подвешенным на ней на упругих связях корпусом, эксцентрично расположенный в корпусе груз, соединенный с приводом, гидропоршни имитации центробежных сил, смонтированные во втулке корпуса, соединенные с комлями лопастей через сферические вкладыши, и устройство для имитации силы тяги винта без вращательного движения. При этом с целью возможности снижения резонансной частоты и предварительного статического нагружения лопастей при испытании винта, в нем устройство имитации силы тяги винта выполнено в виде грузов, расположенных на оси симметрично лопасти и монтируемых на ее конце или комле, и винтовой стяжки со сферическими вкладышами соединения оси с лопастью, соединяющей грузы пар лопастей испытуемых соосно расположенных на корпусе винтов. После подготовки стенда, подобрав грузы нужной величины, устанавливают оптимальную частоту колебаний, соответствующую образованию максимальных напряжений в зоне прикомлевой части, т.е. в той части лопасти, где во время полета возникают максимальные напряжения. Все напряжения фиксируются датчиками и регистрируются указателями.A well-known design of a stand for dynamic testing of propellers (patent SU 251888, G01M 17/00, publ. 09/10/1969), which contains a frame with a body suspended on elastic ties, a load eccentrically located in the body, connected to the drive, hydraulic pistons imitation of centrifugal forces, mounted in the housing sleeve, connected to the butts of the blades through spherical liners, and a device for simulating the propeller thrust force without rotational movement. At the same time, in order to reduce the resonant frequency and pre-static loading of the blades during testing of the propeller, in it the device for simulating the propeller thrust force is made in the form of weights located on the axis symmetrically to the blade and mounted on its end or butt, and a screw coupler with spherical inserts for connecting the axis with a blade connecting the weights of pairs of blades of the tested propellers coaxially located on the body. After preparing the stand, having picked up the weights of the required size, the optimal oscillation frequency is set, corresponding to the formation of maximum stresses in the butt area, i.e. in that part of the blade where maximum stresses occur during flight. All voltages are fixed by sensors and registered by pointers.

К недостаткам данного решения можно отнести то, что сила тяги имитируется закрепленными грузами, при этом грузы нужной величины подбираются вручную, что снижает точность и увеличивает нагрузку на операторов.The disadvantages of this solution include the fact that the traction force is simulated by fixed weights, while the weights of the desired size are selected manually, which reduces accuracy and increases the burden on operators.

Известна конструкция стенда для испытаний втулок воздушных винтов (патент SU 1762622, G01M 17/00, публ. 09.01.1995 г.), содержит валы для установки испытываемых втулок, закрепленные коаксиально, привод вращения испытываемых втулок, картер и каналы отвода и подачи рабочей жидкости. С целью расширения эксплуатационных возможностей за счет обеспечения испытаний втулок воздушных винтов различных типоразмеров, стенд снабжен переходником с фланцами для крепления на внешнем валу и к испытываемой втулке с каналами подачи рабочей жидкости и с размещенной внутри переходника перпендикулярно его продольной оси перегородкой с каналами отвода рабочей жидкости и установленными на внутреннем валу съемными черпаками и связанными с ними направляющими патрубками. При этом съемные черпаки расположены в полости переходника, образованной фланцем для крепления на внешнем валу и перегородкой, а направляющие патрубки размещены во внутреннем валу и направлены в сторону картера.A well-known design of the stand for testing propeller bushings (patent SU 1762622, G01M 17/00, publ. 01/09/1995), contains shafts for installing the tested bushings, fixed coaxially, the rotation drive of the tested bushings, the crankcase and the channels for draining and supplying the working fluid . In order to expand the operational capabilities by providing testing of propeller hubs of various sizes, the stand is equipped with an adapter with flanges for mounting on the outer shaft and to the tested hub with channels for supplying the working fluid and with a baffle placed inside the adapter perpendicular to its longitudinal axis with channels for draining the working fluid and removable scoops mounted on the inner shaft and associated guide pipes. In this case, the removable scoops are located in the cavity of the adapter formed by the flange for mounting on the outer shaft and the partition, and the guide pipes are located in the inner shaft and directed towards the crankcase.

Недостаток данного решения - ограниченность применения, возможность проведения испытаний только одной конкретной детали.The disadvantage of this solution is the limited application, the possibility of testing only one specific part.

Известна конструкция стенда для испытаний системы привода соосных несущих винтов вертолета, наиболее близкая к заявляемому техническому решению (патент RU 59251, G01M 7/00, публ. 10.12.2006 г.), который относится к стендам для ресурсных испытаний элементов трансмиссии вертолета, например, главного редуктора с главным валом и приводами вертолетных агрегатов при комбинированных и повышенных нагрузках, при воздействии многокомпонентных внешних силовых нагрузок, адекватных аэродинамическим нагрузкам по величине, соотношению и повторяемости, а также исследованию работоспособности редуктора и его элементов (шестерни, подшипники) при перегрузках по тяге, крутящему моменту и при имитации режимов авторотации, которые технически невозможно воспроизвести на натурном наземном стенде (вертолете на привязи) ввиду их жестких взаимосвязей, зависимости от внешней среды и ограничений, обусловленных параметрами двигателей и несущих винтов. Стенд содержит станину, приводную машину, устройство нагружения крутящим моментом, устройство нагружения изгибающим моментом в осевой плоскости, соединенные с испытуемым образцом, и механизмом поворота устройств нагружения изгибающим моментом, соединенные с испытуемым образцом, причем соединительные валы установлены на промежуточных опорах и соединены с мультипликаторами пластинчатыми муфтами, два устройства нагружения крутящим моментом соединены с двумя выходными соосными валами испытываемого образца. Каждое устройство состоит из нагрузочной машины, которая через соединительный вал с измерителем крутящего момента, раздаточный редуктор, две пластинчатые муфты, связанные промежуточным валом, и шлицевую обойму соединена с соответствующим выходными соосным валом, две вертикальные стойки нижнего устройства через ролики опираются на подставки, закрепленные на подредукторной плите испытываемого образца с возможностью передачи нагрузки от веса монтажных плит с закрепленными на них раздаточными редукторами и устройствами нагружений через вертикальные стойки с опорными роликами и подставки на подредукторную плиту. В процессе сборки до установки и крепления монтажных и подредукторной плит к опорным кронштейнам станины стенда, подредукторная плита закреплена на силовом каркасе подвижной фермы, четыре колеса которой установлены на направляющих рельсах фундамента, оси колес закреплены на нижних концах двух соосных пар качалок, установленных на силовом каркасе шарнирно с левой и правой стороны. Нагрузочные машины, выполненные как генераторы постоянного или переменного тока, при имитации авторотации переводятся в двигательный режим работы.A well-known design of the stand for testing the drive system of the coaxial rotors of the helicopter, the closest to the claimed technical solution (patent RU 59251, G01M 7/00, publ. 10.12.2006), which refers to stands for life tests of helicopter transmission elements, for example, the main gearbox with the main shaft and drives of helicopter units under combined and increased loads, under the influence of multi-component external power loads that are adequate to aerodynamic loads in terms of magnitude, ratio and repeatability, as well as the study of the performance of the gearbox and its elements (gears, bearings) under thrust overloads, torque and when simulating autorotation modes that are technically impossible to reproduce on a full-scale ground stand (tethered helicopter) due to their rigid relationships, dependence on the external environment and limitations due to the parameters of engines and rotors. The stand contains a frame, a drive machine, a torque loading device, a bending moment loading device in the axial plane, connected to the test specimen, and a mechanism for turning the bending moment loading devices, connected to the tested specimen, and the connecting shafts are mounted on intermediate supports and connected to plate multipliers couplings, two torque loading devices are connected to two output coaxial shafts of the test specimen. Each device consists of a load machine, which is connected through a connecting shaft with a torque meter, a transfer gearbox, two lamellar couplings connected by an intermediate shaft, and a splined cage to the corresponding output coaxial shaft, two vertical racks of the lower device through rollers rest on stands mounted on sub-gear plate of the tested sample with the possibility of transferring the load from the weight of the mounting plates with transfer gearboxes and load devices fixed to them through vertical racks with support rollers and stands on the sub-gear plate. During the assembly process, prior to installation and fastening of the mounting and sub-gear plates to the support brackets of the stand frame, the sub-gear plate is fixed on the power frame of the movable farm, four wheels of which are installed on the foundation guide rails, the wheel axles are fixed at the lower ends of two coaxial pairs of rocking chairs mounted on the power frame hinged on the left and right side. Load machines, made as generators of direct or alternating current, when simulating autorotation, are transferred to the motor mode of operation.

Недостатком данного решения является применение натурного дорогостоящего образца, который расходует свой ресурс в ходе проведения испытаний.The disadvantage of this solution is the use of full-scale expensive sample, which consumes its resource during testing.

Техническая проблема заключается в создании стенда для проведения испытаний, имитирующих воздействие многокомпонентных внешних силовых нагрузок, соответствующих заданным аэродинамическим полетным нагрузкам, исследование перегрузок, при этом исключение натурного дорогостоящего образца.The technical problem is to create a test bench that simulates the impact of multicomponent external force loads corresponding to the specified aerodynamic flight loads, the study of overloads, while excluding a full-scale expensive sample.

Техническим результатом является уменьшение габаритов стендового оборудования в два и более раза за счет вертикальной компоновки и применения компактного испытуемого образца; уменьшение количества нагружающих каналов, потребления энергоресурсов, расхода гидравлической жидкости, снижение нагрузки насосной станции за счет применения испытуемого образца, содержащего всего два рукава втулки несущего винта; повышение точности и уменьшение трудоемкости испытаний за счет использования автоматической системы измерения и контроля, которая позволяет как задавать, так и контролировать точные нагрузки, заданные программой испытаний, имитирующие полетные нагрузки, и исключить необходимость регулировки задаваемых нагрузок вручную; повышение надежности фиксации испытуемого образца.The technical result is to reduce the dimensions of bench equipment by two or more times due to the vertical layout and the use of a compact test sample; reducing the number of loading channels, energy consumption, hydraulic fluid consumption, reducing the load of the pumping station due to the use of a test sample containing only two main rotor sleeves; increasing the accuracy and reducing the complexity of testing through the use of an automatic measurement and control system, which allows you to both set and control the exact loads specified by the test program, simulating flight loads, and eliminate the need to manually adjust the specified loads; increasing the reliability of fixation of the test sample.

Для достижения технического результата предлагается стенд для испытаний сочленения втулки несущего винта вертолета, содержащий раму 1, которая включает основание 2 с закрепленными на нем колоннами, тумбой и кронштейнами, нагружающими устройствами отличающийся тем, что на основании 2 неразъемно закреплены три колонны 3, 4, 5, на колоннах 3, 4 неразъемно закреплена плита 9, а на колоннах 3, 5 неразъемно закреплены кронштейн 6, тумба 7, боковые опоры 49, при этом на тумбе 7 установлен рычаг 16, шарнир которого содержит наконечник 18, кронштейны 15, внутри которых установлены подшипники 19 и вал 20, при этом вал 20 жестко закреплен в наконечнике 18 и установлен во внутренних обоймах подшипников 19, длинное плечо рычага 16 выполнено в виде наконечника, в котором установлен шарнирный наконечник 22 тяги 23, к которой закреплен гидравлический силовозбудитель 11, который другим концом закреплен к кронштейну 26, установленному на плите 9, на колоннах 3, 5 установлены кронштейны 27, 44 с закрепленными на них гидравлическими силовозбудителями 12, 13 соответственно, которые размещены в вертикальном положении, параллельно друг другу, причем штоки силовозбудителей 12, 13 оснащены наконечниками 28 в которых установлены тяги 30 своими шарнирными наконечниками 29, на кронштейне 6 рамы 1 закреплен гидравлический силовозбудитель 14, оснащенный наконечником 31, на котором установлена тяга 33 своим шарнирным наконечником 32, при этом рама 1 включает боковые опоры 49, на одной из которых установлен кронштейн 10 с накладкой 50, к которой закреплена тяга 51 с помощью наконечника 52 через установленный внутри него шарнирный подшипник 53, гидравлические силовозбудители 11, 12, 13, 14 соединены с гидросистемой стенда, на каждой тяге 23, 30, 33 установлен соответственно датчик силы 24, 34, 35, при этом тяги 30, 33 включают каждая по два шарнирных наконечника 36, 37 соответственно, а тяга 51 оснащена наконечником 54 для соединения с испытуемым образцом 38.To achieve a technical result, a stand is proposed for testing the joint of the main rotor hub of a helicopter, containing a frame 1, which includes a base 2 with columns fixed on it, a pedestal and brackets, loading devices, characterized in that three columns 3, 4, 5 are permanently fixed on the base 2 , on columns 3, 4 a plate 9 is permanently fixed, and on columns 3, 5 a bracket 6, a pedestal 7, side supports 49 are permanently fixed, while on the pedestal 7 a lever 16 is installed, the hinge of which contains a tip 18, brackets 15, inside of which are installed bearings 19 and shaft 20, while the shaft 20 is rigidly fixed in the tip 18 and installed in the inner races of the bearings 19, the long arm of the lever 16 is made in the form of a tip, in which the hinged tip 22 of the rod 23 is installed, to which the hydraulic power exciter 11 is fixed, which is different the end is fixed to the bracket 26 mounted on the plate 9, on the columns 3, 5 there are brackets 27, 44 with hydraulic power exciters 12, 13 fixed on them, respectively, which are placed in a vertical position, parallel to each other, and the rods of the power exciters 12, 13 are equipped with tips 28 in which the rods 30 are installed with their articulated tips 29, on the bracket 6 of the frame 1 a hydraulic power exciter 14 is fixed, equipped with a tip 31, on which the rod 33 is installed with its articulated tip 32, while the frame 1 includes side supports 49, on one of which the bracket is installed 10 with an overlay 50, to which the rod 51 is fixed with the help of the tip 52 through the articulated bearing 53 installed inside it, the hydraulic power exciters 11, 12, 13, 14 are connected to the hydraulic system of the stand, on each rod 23, 30, 33, a force sensor 24 is installed, respectively, 34, 35, while the rods 30, 33 each include two hinged tips 36, 37, respectively, and the rod 51 is equipped with a tip 54 for connection with the test sample 38.

Кроме того, рама 1 выполнена в виде сварной неразъемной конструкции.In addition, the frame 1 is made in the form of a welded one-piece structure.

При этом испытуемый образец 38 расположен вертикально и содержит имитатор корпуса втулки 57, корпус втулки 58, два осевых шарнира 59 втулки несущего винта, соединенных между собой имитатором лопасти 60, при этом свободные концы осевых шарниров 59 соединены скобами 61 с корпусом втулки 58 и с имитатором корпуса втулки 57 соответственно, а на каждой скобе 61 установлено по гидравлическому демпферу 62.In this case, the test sample 38 is located vertically and contains a simulator of the sleeve body 57, the sleeve body 58, two axial hinges 59 of the main rotor sleeve, interconnected by a blade simulator 60, while the free ends of the axial hinges 59 are connected by brackets 61 to the sleeve body 58 and to the simulator bushing body 57, respectively, and each bracket 61 is equipped with a hydraulic damper 62.

Кроме того, испытуемый образец 38 закреплен снизу к основанию 2 рамы 1 с помощью стоек 63, 64 и вала 65, а сверху испытуемый образец 38 имитатором корпуса втулки 57 закреплен к стенду с помощью шпилек 68.In addition, the test sample 38 is fixed from below to the base 2 of frame 1 with the help of racks 63, 64 and shaft 65, and from above the test sample 38 is fixed to the stand with the help of pins 68 by means of a sleeve 57 body simulator.

При этом на тягах 23, 30, 33 установлены тензорезисторные датчики силы.At the same time, strain gauge force sensors are installed on the rods 23, 30, 33.

Использование рамы 1, в конструкции которой на основании 2 неразъемно закреплены три колонны 3, 4, 5, на колоннах 3 и 4 неразъемно закреплена плита 9, а на колоннах 3 и 5 неразъемно закреплены кронштейн 6, тумба 7, боковые опоры 49, при этом к элементам рамы 1 закреплены гидравлические силовозбудители и тяги, снабженные наконечниками, позволяет надежно закрепить (зафиксировать) испытуемый образец.The use of frame 1, in the construction of which three columns 3, 4, 5 are permanently fixed on the base 2, a plate 9 is permanently fixed on columns 3 and 4, and bracket 6, pedestal 7, side supports 49 are permanently fixed on columns 3 and 5, while hydraulic power exciters and rods equipped with tips are fixed to the elements of frame 1, which makes it possible to securely fix (fix) the test sample.

Применение гидравлических силовозбудителей 11, 12, 13, 14, соединенных с гидросистемой стенда, позволяет имитировать на испытуемом образце 38 многокомпонентные внешние силовые нагрузки, соответствующие реальным аэродинамическим полетным нагрузкам.The use of hydraulic exciters 11, 12, 13, 14, connected to the hydraulic system of the stand, allows you to simulate on the test sample 38 multi-component external power loads corresponding to real aerodynamic flight loads.

Наличие датчиков силы, которые установлены на тягах, соединенных с гидравлическими силовозбудителями, при этом датчики силы связаны с системой измерения и управления стенда, позволяет задавать, так и контролировать точные нагрузки, заданные программой испытаний, имитирующие полетные нагрузки и исключить необходимость регулировки задаваемых нагрузок вручную.The presence of force sensors that are installed on the rods connected to hydraulic power exciters, while the force sensors are connected to the measurement and control system of the stand, allows you to set and control the exact loads specified by the test program, simulating flight loads and eliminate the need to manually adjust the set loads.

Общая компоновка элементов рамы 1 и стенда в целом, использование компактного испытуемого образца позволяет уменьшить габариты стендового оборудования в два и более раз по сравнению с прототипом.The overall arrangement of frame 1 elements and the bench as a whole, the use of a compact test sample allows to reduce the dimensions of the bench equipment by two or more times compared to the prototype.

Стенд для усталостных испытаний сочленения втулки несущего винта вертолета поясняется следующими чертежами:The stand for fatigue testing of the joint of the main rotor hub of the helicopter is illustrated by the following drawings:

фиг. 1 - стенд с демонтированным сочленением втулки несущего винта.fig. 1 - stand with dismantled main rotor hub joint.

фиг. 2 - стенд для усталостных испытаний сочленения втулки несущего винта вид слева.fig. 2 - stand for fatigue testing of the main rotor hub joint, left view.

фиг. 3 - стенд для усталостных испытаний сочленения втулки несущего винта с установленным испытуемым образцом вид фронтальный.fig. 3 - stand for fatigue testing of the main rotor hub joint with the test specimen installed, frontal view.

фиг. 4 - стенд для усталостных испытаний сочленения втулки несущего винта с установленным испытуемым образцом вид слева.fig. 4 - stand for fatigue testing of the joint of the main rotor hub with the test specimen installed, left view.

фиг. 5 - выносной элемент А фиг. 3, поясняющий крепление испытуемого образца к раме стенда сверху.fig. 5 - remote element A of Fig. 3, explaining the fastening of the test specimen to the stand frame from above.

фиг. 6 - сечение Б-Б фиг. 3, поясняющее крепление испытуемого образца к раме стенда снизу.fig. 6 - section B-B of Fig. 3, explaining the fastening of the test sample to the frame of the stand from below.

фиг. 7 - выносной элемент В фиг. 3, поясняющий крепление силовозбудителя к раме стенда и к испытуемому образцу в центре.fig. 7 - remote element In Fig. 3, explaining the fastening of the exciter to the frame of the stand and to the test specimen in the center.

фиг. 8 - выносной элемент Г фиг. 7, поясняющий крепление силовозбудителя к испытуемому образцу в центре.fig. 8 - remote element G of FIG. 7 illustrating the fastening of the exciter to the test specimen at the center.

фиг. 9 - вид Д фиг. 4, поясняющий крепление реактивной тяги к раме стенда.fig. 9 - view D of FIG. 4, explaining the fastening of the jet thrust to the frame of the stand.

фиг. 10 - сечение Е-Е фиг. 4, поясняющее ограничение испытуемого образца от поворота.fig. 10 is a section E-E of FIG. 4, explaining the restriction of the test sample from rotation.

фиг. 11 - сечение Ж-Ж фиг. 4, поясняющее крепление силовозбудителя к имитатору лопасти.fig. 11 - section F-G of FIG. 4 illustrating the attachment of the exciter to the dummy blade.

фиг. 12 - вид И фиг. 4, поясняющий крепление реактивной тяги к образцу.fig. 12 - view and Fig. 4 illustrating the attachment of the tie rod to the specimen.

фиг. 13 - испытуемый образец.fig. 13 - test sample.

Пояснения к чертежам:Explanations for drawings:

Для испытаний используют сочленение втулки несущего винта, состоящее из двух рукавов втулки, соединенных между собой имитатором лопасти.For testing, a main rotor hub joint is used, consisting of two hub sleeves interconnected by a blade simulator.

Стенд для усталостных испытаний сочленения втулки несущего винта вертолета содержит раму 1, состоящую из основания 2, колонн 3, 4 и 5, кронштейна 6, тумбы 7, опоры верхней 8, плиты 9, кронштейна 10, гидравлические силовозбудители 11, 12, 13 и 14 (фиг. 1, 2). Рама 1 выполнена в виде сварной неразъемной конструкции, в которой на основании 2 неразъемно закреплены, приварены три колонны 3, 4 и 5. На колоннах 3 и 4 приварена плита 9. На колоннах 3 и 5 приварены кронштейн 6 и тумба 7. К тумбе 7 рамы 1 два кронштейна 15 закреплены болтами (фиг. 3). Рычаг 16 содержит шарнир 17, который состоит из наконечника 18, внутри которых установлены сферические роликовые подшипники 19 и вал 20.The stand for fatigue testing of the joint of the main rotor hub of the helicopter contains a frame 1, consisting of a base 2, columns 3, 4 and 5, a bracket 6, a pedestal 7, an upper support 8, a plate 9, a bracket 10, hydraulic exciters 11, 12, 13 and 14 (Fig. 1, 2). Frame 1 is made in the form of a welded one-piece structure, in which three columns 3, 4 and 5 are permanently fixed and welded on base 2. Plate 9 is welded on columns 3 and 4. Bracket 6 and pedestal 7 are welded on columns 3 and 5. To pedestal 7 frame 1, two brackets 15 are bolted (Fig. 3). The lever 16 contains a hinge 17, which consists of a tip 18, inside which spherical roller bearings 19 and a shaft 20 are installed.

Вал 20 жестко закреплен в наконечнике 18 и установлен во внутренних обоймах подшипников 19. Рычаг 16 закреплен на наконечнике 18 клеммовым соединением, которое образовано корпусом наконечника 18 и прижимом 21, крепящимся винтами к корпусу наконечника 18. Длинное плечо рычага 16 выполнено в виде наконечника, в которой крепится шарнирный наконечник 22 тяги 23. К тяге 23 жестко прикреплен шток гидравлического силовозбудителя 11. На тяге 23 установлен датчик силы 24. Другим концом с помощью шарнирного наконечника 25 корпус силовозбудителя 11 закреплен к кронштейну 26, который крепится болтами к плите 9 рамы 1.The shaft 20 is rigidly fixed in the tip 18 and is installed in the inner races of the bearings 19. The lever 16 is fixed on the tip 18 by a terminal connection, which is formed by the tip body 18 and the clamp 21, which is fastened with screws to the tip body 18. The long arm of the lever 16 is made in the form of a tip, in which the hinged tip 22 of the rod 23 is attached. The rod of the hydraulic exciter 11 is rigidly attached to the rod 23. The force sensor 24 is installed on the rod 23. The other end, using the hinged tip 25, the body of the exciter 11 is fixed to the bracket 26, which is bolted to the plate 9 of the frame 1.

Кроме того, на колоннах 3 и 5 рамы 1, с помощью болтовых соединений, установлены кронштейны 27 с закрепленными на них с помощью шпилек силовозбудителями 12 и 13. Штоки силовозбудителей 12 и 13 оснащены наконечниками 28, в каждом из которых установлены шарнирные наконечники 29, входящие в состав тяг 30 (фиг. 2).In addition, on columns 3 and 5 of frame 1, with the help of bolted connections, brackets 27 are installed with power exciters 12 and 13 fixed to them with studs. in the composition of the rods 30 (Fig. 2).

На кронштейне 6 рамы 1 закреплен с помощью шпилек силовозбудитель 14. Шток силовозбудителя 14 оснащен наконечником 31 в которой установлен шарнирный наконечник 32 входящий в состав тяги 33 (фиг. 7).On the bracket 6 of the frame 1 is fixed with the help of studs the exciter 14. The rod of the exciter 14 is equipped with a tip 31 in which the hinged tip 32 is installed, which is part of the thrust 33 (Fig. 7).

На тягах 23, 30, 33 установлены тензорезисторные датчики силы 24, 34, 35 соответственно, с помощью которых производятся измерения нагрузок, направленных на испытуемый образец 38 (фиг. 7, 8). Тяги 30, 33 включают по два шарнирных наконечника 36, 37 для соединения с испытуемым образцом 38 (фиг. 11).Strain gauge force sensors 24, 34, 35 are installed on the rods 23, 30, 33, respectively, with the help of which the loads directed to the test sample 38 are measured (Fig. 7, 8). The rods 30, 33 include two hinged tips 36, 37 for connection with the test sample 38 (Fig. 11).

Силовозбудитель 14 с помощью пальца 40 закрепляют к испытуемому образцу 38 с помощью шарнирного наконечника 37, который снабжен шарнирным подшипником 39. Между штоком силовозбудителя 14 и наконечником 37 установлен датчик силы 35. Наконечник 31 штока силовозбудителя и датчик силы 35 соединены пальцем 42 с наконечником 32, на котором установлен шарнирный подшипник 41. Силовозбудитель 14 закреплен шпильками 43 к кронштейну 6 рамы 1.The force exciter 14 is fixed to the test sample 38 with the help of a hinged tip 37 with the help of a finger 40, which is equipped with a hinged bearing 39. A force sensor 35 is installed between the power exciter rod 14 and the tip 37. The tip 31 of the force exciter rod and the force sensor 35 are connected by a finger 42 to the tip 32, on which the hinge bearing 41 is installed. The exciter 14 is fixed with pins 43 to the bracket 6 of the frame 1.

Силовозбудители 12 и 13 установлены в вертикальном положении, параллельно друг другу. Силовозбудитель 12 закрепляют шпильками к кронштейну 27, а последний болтами к колонне 3 рамы 1. Силовозбудитель 13 закрепляют шпильками к кронштейну 44, а последний болтами к колонне 5 рамы 1. Силовозбудитель 12 закрепляют к образцу 38 шарнирным наконечником 36, снабженным шарнирным подшипником 45, с помощью пальца 46. Между штоком силовозбудителя 12 и наконечником 36 установлен датчик силы 34. При этом датчик силы 34 соединен с наконечником 28 штока силовозбудителя с помощью наконечника 29. Наконечники 28 и 29 соединены между собой с помощью шарнирного подшипника 47 и пальца 48. Силовозбудитель 13 закрепляют к образцу 38 аналогично.Power exciters 12 and 13 are installed in a vertical position, parallel to each other. The power exciter 12 is fixed with pins to the bracket 27, and the latter with bolts to the column 3 of the frame 1. The power exciter 13 is fixed with pins to the bracket 44, and the last with bolts to the column 5 of the frame 1. The power exciter 12 is fixed to the sample 38 with a hinged tip 36, equipped with a swivel bearing 45, with using finger 46. Between the rod of the exciter 12 and the tip 36, a force sensor 34 is installed. In this case, the force sensor 34 is connected to the tip 28 of the exciter rod using the tip 29. Tips 28 and 29 are interconnected using a hinged bearing 47 and pin 48. The force exciter 13 fixed to sample 38 in the same way.

Гидравлические силовозбудители 11, 12, 13, 14 соединены с гидросистемой стенда (не показано).Hydraulic actuators 11, 12, 13, 14 are connected to the hydraulic system of the stand (not shown).

Рама 1 включает боковые опоры 49, на одной из которых установлен кронштейн 10 с накладкой 50, к которой горизонтально закреплена тяга 51 с помощью наконечника 52 через установленный внутри него шарнирный подшипник 53 (фиг. 4, 9). Противоположный конец тяги 51 оснащен наконечником 54, который закреплен к испытуемому образцу 38 через шарнирный подшипник 55 и палец 56 (фиг. 12). Таким образом, испытуемый образец 38 соединен с боковой опорой 49 рамы 1 реактивной тягой 51 (фиг. 4).Frame 1 includes side supports 49, on one of which there is a bracket 10 with an overlay 50, to which a rod 51 is horizontally fixed with the help of a tip 52 through a swivel bearing 53 installed inside it (Fig. 4, 9). The opposite end of the rod 51 is equipped with a tip 54, which is fixed to the test sample 38 through the swivel bearing 55 and the pin 56 (Fig. 12). Thus, the test specimen 38 is connected to the side support 49 of the frame 1 by a reaction rod 51 (FIG. 4).

Для испытаний используют испытуемый образец 38 сочленения втулки несущего винта, содержащий два рукава втулки, соединенных между собой имитатором лопасти 60. Испытуемый образец 38 содержит имитатор корпуса втулки 57, корпус втулки 58, два осевых шарнира 59 втулки несущего винта, соединенных между собой имитатором лопасти 60, при этом свободные концы осевых шарниров 59 соединены скобами 61 с корпусом втулки 58 и с имитатором корпуса втулки 57 соответственно, кроме того на каждой скобе 61 установлено по гидравлическому демпферу 62 (фиг. 6, 13). Испытуемый образец 38 располагают в стенде вертикально и закрепляют снизу к основанию рамы 2 с помощью стоек 63, 64 и вала 65 (фиг. 3). При этом в корпусе втулки 58 вставлен упор 66 с гайкой 67, который упирается в конструктивные элементы рамы 1 и фиксирует от проворота корпус втулки 58 (фиг. 10).For testing, a test sample 38 of the main rotor hub articulation is used, containing two sleeve sleeves interconnected by a blade simulator 60. The test sample 38 contains a hub housing simulator 57, a hub housing 58, two axial hinges 59 of the main rotor hub, interconnected by a blade simulator 60 , while the free ends of the axial hinges 59 are connected by brackets 61 to the sleeve body 58 and to the sleeve body simulator 57, respectively, in addition, a hydraulic damper 62 is installed on each bracket 61 (Fig. 6, 13). The test sample 38 is placed vertically in the stand and fixed from below to the base of the frame 2 with the help of racks 63, 64 and shaft 65 (Fig. 3). In this case, a stop 66 with a nut 67 is inserted in the sleeve body 58, which abuts against the structural elements of the frame 1 and fixes the sleeve body 58 from rotation (Fig. 10).

Сверху испытуемый образец 38 с помощью шпилек 68 закрепляют к короткому плечу рычага 16, который шарнирно закреплен на тумбе 7 рамы 1 (фиг. 5).From above, the test sample 38 is fixed with the help of studs 68 to the short arm of the lever 16, which is hinged on the pedestal 7 of the frame 1 (Fig. 5).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Перед проведением испытаний производят монтаж испытуемого образца 38 сочленения втулки на стенд.Before testing, the test sample 38 of the bushing joint is mounted on the stand.

Образец 38 имитатором корпуса втулки 57 закрепляют на стенде сверху с помощью шпилек 68. Образец 38 снизу закрепляют на валу 65 с помощью крышек 69 и 70 через корпус втулки 58. Отсутствие поворота корпуса втулки 58 вокруг своей оси обеспечивают упор 66 с гайкой 67. Затем наконечники 36 присоединяют к имитатору лопасти 60 с помощью резьбового соединения. В центральной части испытуемый образец 38 кронштейном 71 имитатора лопасти 60 закрепляют с помощью резьбового соединения к наконечнику 37. С реактивной тягой 51 имитатор лопасти 60 соединяют с помощью наконечника 54.Sample 38 is fixed on the stand from above with studs 68 by a simulator of sleeve body 57. Sample 38 is fixed from below to shaft 65 using caps 69 and 70 through sleeve body 58. The absence of rotation of sleeve body 58 around its axis is provided by stop 66 with nut 67. Then the tips 36 is attached to the simulator of the blade 60 using a threaded connection. In the central part, the test sample 38 is fixed with a bracket 71 of the blade simulator 60 by means of a threaded connection to the tip 37. The blade simulator 60 is connected to the jet thrust 51 using the tip 54.

После проведения указанных операций оператор включает систему измерения и управления, и в напорные трубопроводы гидросистемы стенда подается рабочая жидкость под давлением. Гидравлические силовозбудители 11, 12, 13 и 14 управляются сервоклапанами (на рисунках не показаны). Подавая электрические сигналы от системы измерения и управления на сервоклапаны, оператор устанавливает режим нагружения образца 38, регламентированный программой испытаний. Все усилия, создаваемые гидравлическими силовозбудителями 11, 12, 13, 14 на испытуемом образце 38 имитируют нагрузки, которые испытывает сочленение втулки несущего винта во время реального полета вертолета. Гидравлический силовозбудитель 11 создает осевое усилие на образце 38. Гидравлические силовозбудители 12 и 13 нагружают образец 38 силой, создающей изгибающий момент в плоскости вращения. Гидравлический силовозбудитель 14 нагружает испытуемый образец 38 силой, создающей изгибающий момент в плоскости тяги. Параметры величины нагрузок, частоты их изменения равны значениям, характерным для полетных режимов. Поддержание полетных нагрузок, которые создаются силовозбудителями 11, 12, 13 и 14 производится автоматически системой управления стенда с использованием обратных связей по силам, измеряемым датчиками силы 24, 34, 35. Во время работы силовозбудителей 11, 12, 13, 14 тяга 51 с шарнирными наконечниками 54 и 52 препятствует повороту имитатора лопасти 60. Таким образом достигается технический результат. Операции предварительной настройки режимов испытаний производятся оператором персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ), включенной в состав системы измерения и управления стенда. Дальнейшее поддержание режимов испытаний, переходы между режимами с различными нагрузками, сохранение информации о нагрузках в ходе испытаний, защита от перегрузок и других отклонений от режимов испытаний и т.д. осуществляется системой измерения и управления стенда в автоматическом режиме. Это позволяет проводить испытания при минимальном участии персонала с минимальными потерями технологического времени. Использование системы измерения позволяет как задавать, так и контролировать точные нагрузки, заданные программой испытаний, имитирующие полетные нагрузки.After carrying out these operations, the operator turns on the measurement and control system, and the working fluid under pressure is supplied to the pressure pipelines of the bench hydraulic system. Hydraulic actuators 11, 12, 13 and 14 are controlled by servo valves (not shown in the figures). By applying electrical signals from the measurement and control system to the servo valves, the operator sets the loading mode for sample 38, which is regulated by the test program. All forces generated by the hydraulic actuators 11, 12, 13, 14 on the test piece 38 simulate the loads experienced by the main rotor hub joint during actual helicopter flight. Hydraulic actuator 11 creates an axial force on the sample 38. Hydraulic actuators 12 and 13 load the sample 38 with a force that creates a bending moment in the plane of rotation. The hydraulic power exciter 14 loads the test sample 38 with a force that creates a bending moment in the thrust plane. The parameters of the magnitude of the loads, the frequency of their change are equal to the values typical for flight modes. Maintenance of flight loads, which are created by exciters 11, 12, 13 and 14, is performed automatically by the control system of the stand using feedback on forces measured by force sensors 24, 34, 35. During operation of exciters 11, 12, 13, 14, thrust 51 with hinge tips 54 and 52 prevents rotation of the blade simulator 60. Thus, the technical result is achieved. Operations of preliminary adjustment of test modes are performed by the operator of a personal electronic computer (PC) included in the measurement and control system of the stand. Further maintenance of test modes, transitions between modes with different loads, saving information about loads during tests, protection against overloads and other deviations from test modes, etc. is carried out by the stand measurement and control system in automatic mode. This makes it possible to carry out tests with minimal involvement of personnel with minimal loss of process time. The use of the measurement system allows both to set and control the exact loads specified by the test program, simulating flight loads.

Объектом испытания вместо натурного агрегата втулки несущего винта с 5-ю - 6-ю рукавами применяется упрощенный испытуемый образец 38 объекта испытаний сочленения втулки несущего винта, имитатор, содержащий два рукава втулки несущего винта с корпусом. Таким образом, в составе стенда нет сложных авиационных агрегатов, которые могли бы расходовать свой ресурс в ходе проведения испытаний. При этом проведенные на стенде испытания позволяют подтвердить качество выпускаемой продукции, втулки несущего винта в целом, и увеличить ресурс работы агрегата.The test object instead of the full-scale assembly of the main rotor hub with 5 - 6 sleeves uses a simplified test sample 38 of the test object of the main rotor hub articulation, a simulator containing two sleeves of the main rotor hub with the body. Thus, the stand does not contain complex aircraft units that could consume their resource during testing. At the same time, the tests carried out at the stand make it possible to confirm the quality of the products, the main rotor hub as a whole, and to increase the service life of the unit.

Компоновка стенда выполнена в вертикальной плоскости, несмотря на то, что несущий винт работает в горизонтальной плоскости. Таким образом, испытания проводят с помощью более компактной конструкции стенда по сравнению с прототипом, что позволяет минимизировать используемую площадь под размещения стенда в два и более раз, в зависимости от размера реального агрегата. При этом сохраняется возможность нагружения испытуемого образца нагрузками, возникающими в реальном полете.The layout of the stand is made in a vertical plane, despite the fact that the main rotor operates in a horizontal plane. Thus, the tests are carried out using a more compact stand design compared to the prototype, which allows minimizing the used area for placing the stand by two or more times, depending on the size of the actual unit. At the same time, the possibility of loading the test sample with loads that occur in real flight remains.

Claims (5)

1. Стенд для испытаний сочленения рукавов втулки с корпусом втулки несущего винта вертолета, содержащий раму (1), которая включает основание (2) с закрепленными на нем колоннами, тумбой и кронштейнами, нагружающими устройствами, отличающийся тем, что на основании (2) неразъемно закреплены три колонны (3, 4, 5), на колоннах (3, 4) неразъемно закреплена плита (9), а на колоннах (3, 5) неразъемно закреплены кронштейн (6), тумба (7), боковые опоры (49), при этом на тумбе (7) установлен рычаг (16), шарнир которого содержит наконечник (18), кронштейны (15), внутри которых установлены подшипники (19) и вал (20), при этом вал (20) жестко закреплен в наконечнике (18) и установлен во внутренних обоймах подшипников (19), длинное плечо рычага (16) выполнено в виде наконечника, в котором установлен шарнирный наконечник (22) тяги (23), к которой закреплен гидравлический силовозбудитель (11), который другим концом закреплен к кронштейну (26), установленному на плите (9), на колоннах (3, 5) установлены кронштейны (27, 44) с закрепленными на них гидравлическими силовозбудителями (12, 13) соответственно, которые размещены в вертикальном положении, параллельно друг другу, причем штоки силовозбудителей (12, 13) оснащены наконечниками (28), в которых установлены тяги (30) своими шарнирными наконечниками (29), на кронштейне (6) рамы (1) закреплен гидравлический силовозбудитель (14), оснащенный наконечником (31), на котором установлена тяга (33) своим шарнирным наконечником (32), при этом рама (1) включает боковые опоры (49), на одной из которых установлен кронштейн (10) с накладкой (50), к которой закреплена тяга (51) с помощью наконечника (52) через установленный внутри него шарнирный подшипник (53), гидравлические силовозбудители (11, 12, 13, 14) соединены с гидросистемой стенда, на каждой тяге (23, 30, 33) установлен соответственно датчик силы (24, 34, 35), при этом тяги (30, 33) включают каждая по два шарнирных наконечника (36, 37) соответственно, а тяга (51) оснащена наконечником (54) для соединения с испытуемым образцом (38).1. Stand for testing the articulation of the bushing sleeves with the body of the main rotor hub of a helicopter, containing a frame (1), which includes a base (2) with columns fixed on it, a pedestal and brackets, loading devices, characterized in that on the base (2) it is one-piece three columns (3, 4, 5) are fixed, on columns (3, 4) a plate (9) is permanently fixed, and on columns (3, 5) a bracket (6), pedestal (7), side supports (49) are permanently fixed , while on the pedestal (7) there is a lever (16), the hinge of which contains a tip (18), brackets (15), inside which bearings (19) and a shaft (20) are installed, while the shaft (20) is rigidly fixed in the tip (18) and installed in the inner races of the bearings (19), the long arm of the lever (16) is made in the form of a tip, in which the hinged tip (22) of the rod (23) is installed, to which the hydraulic power exciter (11) is fixed, which is fixed at the other end to the bracket (26) mounted on the plate (9), on the columns (3, 5) there are brackets (27, 44) with hydraulic power exciters (12, 13) fixed on them, respectively, which are placed in a vertical position, parallel to each other, moreover, the rods of the exciters (12, 13) are equipped with tips (28), in which the rods (30) are installed with their hinged tips (29), a hydraulic exciter (14) equipped with a tip (31) is fixed on the bracket (6) of the frame (1), on which the rod (33) is installed with its articulated tip (32), while the frame (1) includes side supports (49), on one of which there is a bracket (10) with an overlay (50), to which the rod (51) is fixed with using the tip (52) through the swivel bearing (53) installed inside it, the hydraulic power exciters (11, 12, 13, 14) are connected to the hydraulic system of the stand, on each rod (23, 30, 33) a force sensor (24, 34, 35), while the rods (30, 33) each include two hinged tips (36, 37), respectively, and the rod (51) is equipped with a tip (54) for connection with the test sample (38). 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что рама (1) выполнена в виде сварной неразъемной конструкции.2. Stand according to claim 1, characterized in that the frame (1) is made in the form of a welded one-piece structure. 3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью расположения испытуемого образца (38), содержащего имитатор корпуса втулки (57), корпус втулки (58), два осевых шарнира (59) втулки несущего винта, соединенных между собой имитатором лопасти (60), вертикально, при этом свободные концы осевых шарниров (59) соединены скобами (61) с корпусом втулки (58) и с имитатором корпуса втулки (57) соответственно, а на каждой скобе (61) установлено по гидравлическому демпферу (62). 3. Stand according to claim. 1, characterized in that it is made with the possibility of locating the test sample (38) containing the simulator of the sleeve body (57), the sleeve body (58), two axial hinges (59) of the main rotor sleeve, interconnected by the simulator blades (60), vertically, while the free ends of the axial hinges (59) are connected by brackets (61) with the bushing body (58) and with the bushing body simulator (57), respectively, and each bracket (61) is equipped with a hydraulic damper (62 ). 4. Стенд по любому из пп. 1, 3, отличающийся тем, что выполнен с возможностью закрепления испытуемого образца (38) снизу к основанию (2) рамы (1) с помощью стоек (63, 64) и вала (65), а сверху имитатором корпуса втулки (57) с помощью шпилек (68).4. Stand according to any one of paragraphs. 1, 3, characterized in that it is made with the possibility of fixing the test sample (38) from below to the base (2) of the frame (1) using racks (63, 64) and a shaft (65), and from above by a simulator of the sleeve body (57) with pins (68). 5. Стенд по п. 1 или 3, отличающийся тем, что на тягах (23, 30, 33) установлены тензорезисторные датчики силы.5. Stand according to claim 1 or 3, characterized in that strain gauge force sensors are installed on the rods (23, 30, 33).

Images