一種氣流對螺旋翼影響的試驗系統的制作方法

一種氣流對螺旋翼影響的試驗系統，屬于空氣動力學試驗技術領域。

背景技術：

螺旋翼是螺旋翼飛機的核心部件，螺旋翼飛機在飛行時，螺旋翼對飛機的穩定性有較大影響，螺旋翼在飛行過程中，氣流會對螺旋翼的旋轉穩定性產生一定影響，從而對飛行的穩定性產生影響，由于目前沒有專門用于該種試驗的裝置，因此設計人員只能通過理論或者利用軟件進行模擬，都無法得出最準確的試驗數據，因此對螺旋翼的設計和研究產生了很大的限制。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種能夠進行氣流對螺旋翼產生影響的試驗、并且實驗過程中能夠改變螺旋翼與氣流方向夾角的氣流對螺旋翼影響的試驗系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該該氣流對螺旋翼影響的試驗系統，其特征在于：包括驅動機構、翻轉動力單元、擺動動力單元以及用于檢測的檢測模塊，擺動動力單元與翻轉動力單元相連，并帶動翻轉動力單元繞豎向的擺動軸擺動，翻轉動力單元與驅動機構相連，并帶動驅動機構繞水平的翻轉軸翻轉，驅動機構的輸出端設有用于安裝螺旋翼的安裝部，安裝部豎向設置，檢測模塊用于檢測螺旋翼的平穩性；還包括用于對驅動機構潤滑的循環潤滑機構。

優選的，還包括翻轉架以及底座，擺動動力單元與底座相連，并帶動底座繞所述擺動軸擺動，翻轉架轉動安裝在底座上，翻轉動力單元與翻轉架相連，并帶動翻轉架繞所述翻轉軸翻轉，驅動機構安裝在翻轉架上。

優選的，安裝部的軸線與擺動軸重合，并與翻轉軸相交，且交點位于翻轉架的中部。

優選的，所述的驅動機構包括傳動機構以及與傳動機構相連的驅動單元，傳動機構的輸出端連接有用于安裝螺旋翼的安裝軸，從而形成安裝部，安裝軸有豎向設置的兩個，兩個安裝軸同軸且間隔設置。

優選的，所述的傳動機構包括輸入減速機以及兩個輸出減速機，兩個輸出減速機在豎直方向上對稱且間隔設置，輸入減速機為雙輸出減速機，且輸出軸兩端分別與兩個輸出減速機的輸入軸相連，輸出減速機的輸出軸與安裝軸相連，每個輸出減速機和輸入減速機之間均設有換向單元，從而使輸入減速機位于兩輸出減速機連線的一側。

優選的，所述的循環潤滑機構包括稀油站、進油管路以及回油管路，進油管路將稀油站與驅動機構連通，稀油站將潤滑油泵入驅動機構內，回油管路將稀油站與驅動機構連通，并將潤滑油泵回稀油站。

優選的，所述的循環潤滑機構還包括對潤滑油進行冷卻的冷卻模塊。

優選的，所述的冷卻模塊包括循環管路以及循環泵，循環泵與循環管路相連，從而使冷卻水在循環管路內循環，并與稀油站內的潤滑油換熱。

與現有技術相比，本發明所具有的有益效果是：

1、本氣流對螺旋翼影響的試驗系統的驅動機構帶動螺旋翼旋轉，翻轉動力單元與擺動動力單元能夠對螺旋翼的角度進行調節，以調節螺旋翼與氣流方向的夾角，調節方便，從而能夠真實的模擬出螺旋翼的不同工作氣流環境，試驗結果準確，能夠更好的對螺旋翼的設計起到指導作用；循環潤滑機構能夠起到潤滑作用，還能夠對系統降溫，從而避免系統溫度過高影響試驗結果。

2、擺動動力單元與底座相連并帶動底座繞擺動軸擺動，翻轉動力單元與翻轉架相連，并帶動翻轉架繞翻轉軸翻轉，從而使驅動機構的擺動和翻轉相互獨立，角度調節靈活，避免相互干擾。

3、驅動單元通過傳動機構與安裝軸相連，且安裝軸有兩個，從而通過一個驅動單元實現了兩個螺旋翼同向轉動或反向轉動。

4、輸入減速機和輸出減速機之間設有換向單元，從而為螺旋翼的轉動留出空間，避免了傳動機構對螺旋翼的轉動造成妨礙。

5、稀油站將潤滑油泵入驅動機構，從而對驅動機構進行潤滑，還能夠對驅動機構進行降溫；回油管路能夠將泵入驅動機構的潤滑油泵回稀油站，避免驅動機構內存儲潤滑油，進而避免了驅動機構溫度升高，保證了試驗結果的準確性。

6、冷卻模塊能夠對潤滑油進行冷卻，進而使驅動機構維持較低的溫度，避免工作時間過長導致潤滑油溫度升高，影響對驅動機構的冷卻效果。

附圖說明

圖1為氣流對螺旋翼影響的試驗系統的主視示意圖。

圖2為氣流對螺旋翼影響的試驗系統的左視示意圖。

圖3為進油管路示意圖。

圖4為回油管路示意圖。

圖5為圖4中A處的局部放大圖。

圖中：1、承載板 2、立柱 3、輸入減速機 4、安裝板 5、驅動電機 6、翻轉架 7、換向減速機 8、安裝軸 9、輸出減速機 10、翻轉電機 11、回油管 12、底座 13、傳動軸 14、加強桿 15、進油管。

具體實施方式

圖1~5是本發明的最佳實施例，下面結合附圖1~5對本發明做進一步說明。

一種氣流對螺旋翼影響的試驗系統，包括驅動機構、翻轉動力單元、擺動動力單元以及用于檢測的檢測模塊，擺動動力單元與翻轉動力單元相連，并帶動翻轉動力單元繞豎向的擺動軸擺動，翻轉動力單元與驅動機構相連，并帶動驅動機構繞水平的翻轉軸翻轉，驅動機構的輸出端設有用于安裝螺旋翼的安裝部，安裝部豎向設置，檢測模塊用于檢測螺旋翼的平穩性；還包括用于對驅動機構潤滑的循環潤滑機構。本氣流對螺旋翼影響的試驗系統的驅動機構帶動螺旋翼旋轉，翻轉動力單元與擺動動力單元能夠對螺旋翼的角度進行調節，以調節螺旋翼與氣流方向的夾角，調節方便，從而能夠真實的模擬出螺旋翼的不同工作氣流環境，試驗結果準確，能夠更好的對螺旋翼的設計起到指導作用；循環潤滑機構能夠起到潤滑作用，還能夠對系統降溫，從而避免系統溫度過高影響試驗結果。驅動機構包括驅動單元以及傳動機構，驅動單元為驅動電機5，翻轉動力單元為翻轉電機10，擺動動力單元為擺動電機。

具體的：如圖1~2所示：本氣流對螺旋翼影響的試驗系統還包括翻轉架6以及底座12。底座12轉動安裝在基座上，擺動電機也安裝在基座上，擺動電機的輸出軸與底座12相連，并帶動底座12繞擺動軸轉動，擺動軸豎直設置，從而能夠實現螺旋翼在水平面的轉動。 底座12上固定有承載板1，承載板1為方形板，承載板1的兩端固定有立柱2，立柱2豎向設置，立柱2的下端與承載板1固定連接，立柱2的上端設有用于安裝翻轉架6的安裝板4。翻轉電機10安裝在右側的安裝板4上，翻轉電機10的輸出軸與翻轉架6的右側中部相連，翻轉電機10的輸出軸通過軸承座轉動安裝在安裝板4上。翻轉架6的左側中部通過軸承座轉動安裝在左側的安裝板4上。擺動軸和翻轉軸相交，且交點位于翻轉架6中部。

翻轉架6為正方形框架，且翻轉架6設置在豎直平面內，翻轉架6的拐角處設有加強桿14，加強桿14的兩端分別與翻轉框架6相鄰的兩側連接，從而增加了翻轉架6的強度。

翻轉架6上設有傳動機構，驅動電機5安裝在翻轉架6左側中部，驅動電機5的輸出軸通過軸承座安裝在左側的安裝板4上。驅動電機5的輸出軸與傳動機構的輸入端相連，傳動機構的輸出端連接有安裝軸8，安裝軸8有兩個，兩個安裝軸8分別轉動安裝在翻轉架6的上下兩側并間隔設置，兩個安裝軸8同軸設置，且安裝軸8的軸線與擺動軸重合。

傳動機構包括輸入減速機3以及兩個輸出減速機9。輸入減速機3安裝在翻轉架6左側的中部，輸入減速機3的輸入軸與驅動電機5的輸出軸同軸連接，輸入減速機3為雙輸出減速機，且輸出軸兩端分別設置在輸入減速機3的上下兩側。兩個輸出減速機9分別對稱安裝在翻轉架6的上下兩側的中部，輸出減速機9的輸出軸與安裝軸8同軸連接。翻轉架6左側上部和下部的拐角處分別安裝有一個換向單元，換向單元為換向減速機7，兩個換向減速機7的輸入軸通過傳動軸13與輸入減速機3對應的輸出軸同軸連接，兩個換向減速機7的輸出軸通過傳動軸13分別與對應的輸出減速機9的輸入軸連接，從而實現了通過一個驅動電機5來帶動兩個螺旋翼同向轉動或者反向轉動。

在本實施例中，下部的安裝軸8的下部設有花鍵套，下部的輸出減速機9的輸出軸上部為花鍵軸，安裝軸8通過花鍵軸與輸出減速機9的輸出軸滑動連接，從而能夠在豎直方向上調節安裝軸8的高度，以調節兩個螺旋翼的距離。

檢測模塊包括安裝在翻轉架6上的振動位移傳感器以及安裝在輸出減速機9上的編碼器，振動位移傳感器和編碼器均連接PLC控制器，從而能夠檢測裝置運行的平穩性。

如圖3~5所示：螺旋翼檢測裝置的傳動機構還包括循環潤滑機構，循環潤滑機構包括稀油站、進油管路以及出油管路。稀油站上安裝有供油泵和回油泵，輸入減速機3、兩個換向減速機7以及兩個輸出減速機9分別連接有獨立的供油泵和回油泵，輸入減速機3、兩個換向減速機7以及兩個輸出減速機9與供油泵之間連接有進油管15，從而形成供油管路；輸入減速機3、兩個換向減速機7以及兩個輸出減速機9的下側與回油泵之間連接有回油管11，從而形成回油管路。回油泵能夠進行強制回油，從而避免輸入減速機3、兩個換向減速機7以及兩個輸出減速機9內儲存潤滑油，進而避免了各個減速機的溫度的升高。由于輸入減速機3中輸入軸的會采用較高的轉速，不適宜采用普通骨架油封的密封方式，因此密封方式采用迷宮式密封，同時輸入減速機3箱體內部的采用較大的回油孔，保證回油通暢。

每個進油管15的出油端均連接有多個噴油口，從而為每個待潤滑的部件噴涂潤滑油。兩個輸出減速機9的回油管11靠近輸出減速機9的一段為由右至左逐漸下降的傾斜段，從而能夠使潤滑油具有一定自然回油的能力，從而達到更好的回油效果。每根回油管11的進油端均設有用于檢測潤滑油溫度的溫度計，從而檢測傳動機構的溫度，防止傳動機構溫升度過高，導致螺旋翼監測裝置的檢測不準確。

循環潤滑機構還包括用于對稀油站的潤滑油進行冷卻的冷卻機構，冷卻機構包括冷卻水循環管路以及循環泵，循環泵與循環管路相連，循環管路內的冷卻水與稀油站內的潤滑油換熱，從而降低潤滑油的溫度，進而降低了傳動機構的溫度。還可以通過提高潤滑油流速的方式來降低傳動機構的溫度，稀油站內通過PLC控制器檢測并控制進入減速機的潤滑油的油量、油壓、油溫、回稀油站的油量、油溫等檢測裝置來達到控制傳動機構的溫度的目的。

在本實施例中，翻轉架6繞翻轉軸的翻轉角度小于90°，翻轉架6繞擺動軸的擺動角度范圍也小于90°，從而能夠完全滿足螺旋翼的試驗效果。在試驗時，需要先啟動供油泵和回油泵，以保證循環潤滑機構正常運行，然后通過風洞設備形成氣流，氣流為水平的圓柱狀氣流，然后通過翻轉電機10和擺動電機調節翻轉架6與氣流方向的夾角，并通過振動位移傳感器和編碼器來檢測裝置運行的平穩性。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。