一種渦槳發動機拉力測量裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提出了一種渦槳發動機拉力測量裝置，由靜架、動架、彈簧片、拉力校準系統、拉力測量系統、發動機安裝架，引射筒、保險裝置等組成。其中，靜架支撐在一個臺架上。所述發動機安裝在發動機安裝架的前方，發動機安裝架懸掛在所述動架的下方，所述引射筒設置在所述發動機安裝架的內部，位于所述發動機的噴口后方。本發明的渦槳發動機拉力測量裝置可用于渦槳發動機地面試車時測量發動機的拉力，解決了現有設備無法測量拉力的缺陷，采用動、靜架和彈簧片組合，安裝拉力傳感器測量發動機拉力的方案，滿足發動機地面試車要求，拉力測量系統響應快，穩定性好。
【專利說明】
一種渦槳發動機拉力測量裝置
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種航空發動機地面試車設備，尤其是一種測量渦槳發動機拉力的測量裝置。技術領域為非標設備設計與制造技術，屬發動機地面工藝試車設備。
【背景技術】
[0002]傳統渦槳發動機地面試車，發動機通過安裝架固定在臺架上，由發動機自帶內測功系統測量發動機功率等參數，但是現有試車方案沒有提供測量發動機拉力的裝置。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種渦槳發動機拉力測量裝置，以減少或避免前面所提到的問題。
[0004]為解決上述技術問題，本發明提出了一種渦槳發動機拉力測量裝置，用于渦槳系列發動機在地面試車測量發動機拉力，其中，所述測量裝置由靜架、動架、彈簧片、拉力校準系統、拉力測量系統、發動機安裝架，引射筒、保險裝置等組成。其中，靜架支撐在一個臺架上，臺架的主體強度約按發動機最大功率的1.25倍計算。所述發動機安裝在發動機安裝架的前方，發動機安裝架懸掛在所述動架的下方，所述引射筒設置在所述發動機安裝架的內部，位于所述發動機的噴口后方。
[0005]優選地，所述靜架包括前后兩根，其兩端分別支撐在所述臺架上的四個支點上，所述動架通過四個所述彈簧片懸吊在所述靜架的下方，每根所述靜架上分別連接有兩個所述彈貪片O
[0006]優選地，所述拉力測量系統包括兩組安裝在靜架上的工作傳感器，所述動架上對應于所述工作傳感器安裝有兩組頂桿，頂桿的中心與工作傳感器的中心對齊，二組工作傳感器平行排列。
[0007]優選地，所述拉力校準系統包括一組安裝在靜架上的校準傳感器，所述動架上對應于所述校準傳感器安裝有一組頂桿，頂桿的中心與校準傳感器的中心對齊，校準傳感器安裝在動架的后部中間位置。
[0008]優選地，所述保險裝置用于當前后四個彈簧片失效時，防止動架墜落，對發動機和人員造成傷害，其中，所述保險裝置至少包括四個，每個保險裝置均包括固定在靜架上的輔助支撐架和固定在動架上的限制架。當正常工作時輔助支撐架與限制架無接觸，當彈簧片失效后動架由保險裝置承力。
[0009]優選地，靜架采用飛機機翼形式，迎氣流方向設計成尖弧形，保證試車間氣動流場是同一方向，無紊流。
[0010]優選地，所述引射筒位置可調地設置在所述發動機安裝架的內部。
[0011]優選地，所述引射筒可通過齒輪齒條的方式沿所述發動機安裝架前后移動調整位置。
[0012]優選地，所述拉力測量系統進一步包括傳感器安裝座和頂桿安裝座，所述工作傳感器安裝在前部二組彈簧片的正后方，與前后彈簧片連線共線，準確測量引起彈簧片變形的拉力值大小。
[0013]優選地，所述測量裝置進一步包括至少一個設置于所述發動機安裝架下方的升降平臺，用于將發動機安裝在靜架下方。
[0014]本發明的渦槳發動機拉力測量裝置可用于渦槳發動機地面試車時測量發動機的拉力，解決了現有設備無法測量拉力的缺陷，采用動、靜架和彈簧片組合，安裝拉力傳感器測量發動機拉力的方案，滿足發動機地面試車要求，拉力測量系統響應快，穩定性好。采用校準傳感器校準工作傳感器，工作傳感器測量拉力;校準傳感器作為精度傳遞的作用，校準傳感器送校準時不影響試車臺正常工作。該測量方式測量精度高，達到國家標準試車臺標準，重復性好;校準簡單、方便。
【附圖說明】
[0015]以下附圖僅旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其中，
[0016]圖1顯示的是根據本發明的一個具體實施例的渦槳發動機拉力測量裝置的側面剖視結構示意圖；
[0017]圖2顯不的是從圖1左側看的本發明的另一個實施例的不意圖；
[0018]圖3顯不的是圖2的俯視結構不意圖；
[0019]圖4顯示的是拉力校準系統和拉力測量系統的側視結構放大圖；
[°02°]圖5顯示的是圖1中A處的放大示意圖；
[0021]圖6顯示的是圖1中B處的放大示意圖；
[0022]圖7顯示的是圖5的左側剖視結構示意圖；
[0023]圖8所示，其顯示的是圖1所示靜架的放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0024]為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【附圖說明】本發明的【具體實施方式】。其中，相同的部件采用相同的標號。
[0025]正如【背景技術】所述，現有技術根本就沒有成熟可用于測量渦槳發動機拉力的測量裝置，因此本發明提供了一種全新設計的渦槳發動機拉力測量裝置，用于渦槳系列發動機在地面試車測量發動機拉力。
[0026]圖1顯示的是根據本發明的一個具體實施例的渦槳發動機拉力測量裝置的側面剖視結構示意圖，如圖所示，本發明的渦槳發動機拉力測量裝置由靜架1、動架2、彈簧片3、拉力校準系統4、拉力測量系統5、發動機安裝架6，引射筒7、保險裝置8等組成。其中，發動機20安裝在發動機安裝架6的前方，發動機安裝架6懸掛在動架2的下方，引射筒7設置在發動機安裝架6的內部，位于發動機20的噴口后方。
[0027]在一個具體實施例中，靜架I包括前后兩根，動架2通過四個彈簧片3懸吊在靜架I的下方，每根靜架I上分別連接有兩個彈簧片3(圖中由于視角的關系，只能看到兩個彈簧片)。
[0028]圖2顯示的是從圖1左側看的本發明的另一個實施例的示意圖，從圖中可見，本實施例與圖1不同之處在于，圖2中的靜架I支撐在一個臺架10上，其兩端分別支撐在臺架10上的四個支點上，臺架10的主體強度約按發動機最大功率的1.25倍計算，提供了足夠的載荷余度，提高了設備的可靠性。圖中靜架I固定在臺架10的四個牛腿上，發動機20固定在發動機安裝架6的前方，發動機安裝架6與動架2連接，引射筒7固定在發動機安裝架內，動架2與靜架I之間用四塊彈簧片3連接。發動機20產生拉力時向前移動，彈簧片3變形，動架2向前移動，通過拉力測量系統5測量由于位移產生的力，從而測量拉力的大小。圖2中虛線圓圈表示的是螺旋槳的軌跡范圍。
[0029]圖3顯示的是圖2的俯視結構示意圖，其中可以看到本發明的拉力校準系統4和拉力測量系統5的結構布局，另外圖4顯示的是拉力校準系統4和拉力測量系統5的側視結構放大圖，參見圖3-4，在本發明的一個具體實施例中，拉力測量系統5包括兩組安裝在靜架I上的工作傳感器51，動架2上對應于工作傳感器51安裝有兩組頂桿52，頂桿52的中心與工作傳感器51的中心對齊，二組工作傳感器51平行排列。
[0030]拉力校準系統4包括一組安裝在靜架I上的校準傳感器41，動架2上對應于校準傳感器41安裝有一組頂桿42，頂桿42的中心與校準傳感器41的中心對齊，校準傳感器41安裝在動架2的后部中間位置。
[0031 ] 拉力測量由二組工作傳感器和一組校準傳感器完成，校準傳感器對工作傳感器進行校準。拉力測量系統5由傳感器安裝座、工作傳感器51、頂桿52和頂桿安裝座等到組成，工作傳感器51安裝在前部二組彈簧片3的正后方，與前后彈簧片3連線共線，準確測量引起彈簧片3變形的拉力值大小。拉力校準系統4由液壓加載器(I套液壓系統，包括油缸)、液壓加載器安裝座、校準傳感器41和頂桿42等組成。在動架上安裝工作拉力測量安裝座以及頂桿(兩個)和校準油缸(一個)，在靜架上安裝工作傳感器(兩個)和校準傳感器(一個)。拉力測量校準傳感器(一個)的量程為10T，精度為0.03%FS。工作傳感器的量程為1T(兩個)，精度為 0.03%FS。
[0032]拉力校準方法如下:校準時，液壓加載器對校準油缸活塞桿移動，活塞桿頂住校準傳感器得出校準傳感器測量數值(Fl)，同時，動架移動，頂桿頂住工作傳感器，得出工作傳感器測量數值(FI’)，F1和F1’數值相比較，從而標定工作傳感器。整套推力測量系統的測量精度均不大于0.5% FS。
[0033]拉力測量:發動機工藝試車時發動機發出向前的拉力，動架向前移動，頂桿頂住工作傳感器，工作傳感器變形，從而測量拉力F值。根據校準的差異，修正拉力值，確定為發動機拉力大小。
[0034]安裝工作傳感器和校準傳感器之前，三個傳感器全部經過校準，鑒定合格后安裝。
[0035]設置工作傳感器和校準傳感器的目的:按規定工作傳感器每半年或一年進行一次校準。工作傳感器安裝后不拆除送校，只將校準傳感器定期送有資質檢測部門進行校準，校準合格后對工作傳感器進行校準。
[0036]另外，為了防止動架2墜落，對發動機20和人員造成傷害，本發明還提供了保險裝置8(如圖1所示)，為顯示清楚，圖5顯示的是圖1中A處的放大示意圖，圖6顯示的是圖1中B處的放大示意圖，其中A處與B處的保險裝置8的外形不完全相同，但是結構原理是相同的，或者，本領域技術人員應當理解，這兩處位置的保險裝置8也可以采用完全相同的外形和結構。從圖1，5-6可見，本發明的保險裝置8可用于當前后四個彈簧片3失效后動架2由保險裝置8承力，防止動架2墜落，其中，保險裝置8至少包括四個，每個保險裝置8均包括固定在靜架I上的輔助支撐架81和固定在動架2上的限制架82。當正常工作時輔助支撐架81與限制架82無接觸，S卩，如圖7所示圖5的左側剖視結構示意圖，限制架82上伸出的腹板821上具有一個長孔822，輔助支撐架81的最窄位置可以在卡長孔822中前后運動但是二者并無接觸，當彈簧片3失效后，動架2向下運動，限制架82的腹板821受到輔助支撐架81長孔822下部的螺母812的限制而無法繼續下落，從而構成了防止動架2墜落的保險結構。另外輔助支撐架81沿著長孔822前后移動還可以具備導向功能，可以調節動架在一條直線上移動。
[0037]在另一個具體實施例中，如圖8所示，其顯示的是圖1所示靜架的放大剖視圖，其中箭頭方向為來流方向，如圖所示，靜架I采用飛機機翼形式，迎氣流方向設計成尖弧形，保證試車間氣動流場是同一方向，無紊流。
[0038]進一步地，在另一個優選實施例中，引射筒7位置可調地設置在發動機安裝架6的內部。具體地，引射筒7可通過齒輪齒條(圖中未示出)的方式沿發動機安裝架6前后移動調整位置。引射筒活動安裝的優點是其可以前后移動，用以兼容不同長度的尾噴管的地面試車要求，調節方便。可實現不同長度尾噴管的發動機共用一個試車臺進行地面工藝試車的需求。
[0039]另外，如圖1-2所示，本發明的測量裝置還進一步包括至少一個設置于發動機安裝架6下方的升降平臺30，用于輔助將發動機安裝在靜架下方。
[0040]綜上所述，本發明的渦槳發動機拉力測量裝置可用于渦槳發動機地面試車時測量發動機的拉力，解決了現有設備無法測量拉力的缺陷，采用動、靜架和彈簧片組合，安裝拉力傳感器測量發動機拉力的方案，滿足發動機地面試車要求，拉力測量系統響應快，穩定性好。采用校準傳感器校準工作傳感器，工作傳感器測量拉力;校準傳感器作為精度傳遞的作用，校準傳感器送校準時不影響試車臺正常工作。該測量方式測量精度高，達到國家標準試車臺標準，重復性好;校準簡單、方便。
[0041]本領域技術人員應當理解，雖然本發明是按照多個實施例的方式進行描述的，但是并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案。說明書中如此敘述僅僅是為了清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體加以理解，并將各實施例中所涉及的技術方案看作是可以相互組合成不同實施例的方式來理解本發明的保護范圍。
[0042]以上所述僅為本發明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結合，均應屬于本發明保護的范圍。
【主權項】
1.一種渦槳發動機拉力測量裝置，用于渦槳系列發動機在地面試車測量發動機拉力，其特征在于，所述測量裝置由靜架(1)、動架(2)、彈簧片(3)、拉力校準系統(4)、拉力測量系統(5)、發動機安裝架(6)，引射筒(7)、保險裝置(8)等組成。其中，靜架(I)支撐在一個臺架(10)上，臺架(10)的主體強度約按發動機最大功率的1.25倍計算。所述發動機(20)安裝在發動機安裝架(6)的前方，發動機安裝架(6)懸掛在所述動架(2)的下方，所述引射筒(7)設置在所述發動機安裝架(6)的內部，位于所述發動機(20)的噴口后方。2.如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述靜架(I)包括前后兩根，其兩端分別支撐在所述臺架(10)上的四個支點上，所述動架(2)通過四個所述彈簧片(3)懸吊在所述靜架(I)的下方，每根所述靜架(I)上分別連接有兩個所述彈簧片(3)。3.如權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，所述拉力測量系統(5)包括兩組安裝在靜架(I)上的工作傳感器(51)，所述動架(2)上對應于所述工作傳感器(51)安裝有兩組頂桿(52)，頂桿(52)的中心與工作傳感器(51)的中心對齊，二組工作傳感器(51)平行排列。4.如權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，所述拉力校準系統(4)包括一組安裝在靜架(I)上的校準傳感器(41)，所述動架(2)上對應于所述校準傳感器(41)安裝有一組頂桿(42)，頂桿(42)的中心與校準傳感器(41)的中心對齊，校準傳感器(41)安裝在動架(2)的后部中間位置。5.如權利要求2-4所述的測量裝置，其特征在于，所述保險裝置(8)用于當前后四個彈簧片(3)失效時，防止動架(2)墜落，對發動機和人員造成傷害，其中，所述保險裝置(8)至少包括四個，每個保險裝置(8)均包括固定在靜架(I)上的輔助支撐架(81)和固定在動架(2)上的限制架(82)。當正常工作時輔助支撐架(81)與限制架(82)無接觸，當彈簧片(3)失效后動架(2)由保險裝置(8)承力。6.如權利要求1-5所述的測量裝置，其特征在于，靜架(I)采用飛機機翼形式，迎氣流方向設計成尖弧形，保證試車間氣動流場是同一方向，無紊流。7.如權利要求1-6之一所述的測量裝置，其特征在于，所述引射筒(7)位置可調地設置在所述發動機安裝架(6)的內部。8.如權利要求7所述的測量裝置，其特征在于，所述引射筒(7)可通過齒輪齒條的方式沿所述發動機安裝架(6)前后移動調整位置。9.如權利要求3所述的測量裝置，其特征在于，所述拉力測量系統(5)進一步包括傳感器安裝座和頂桿安裝座，所述工作傳感器(51)安裝在前部二組彈簧片的正后方，與前后彈簧片連線共線，準確測量引起彈簧片變形的拉力值大小。10.如權利要求4所述的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置進一步包括至少一個設置于所述發動機安裝架(6)下方的升降平臺(30)，用于將發動機安裝在靜架下方。
【文檔編號】G01L5/00GK105865694SQ201610484818
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】鄭永清, 肖力軍, 李讓, 彭彤, 劉超吾, 胡強, 萬里鵬, 楊建軍
【申請人】中國南方航空工業(集團)有限公司