一種航空作動(dòng)器往復(fù)密封多工況綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于航空液壓往復(fù)密封技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種航空作動(dòng)器往復(fù)密封多工況綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，用以測(cè)試航空作動(dòng)器往復(fù)密封的性能。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著我國大航空項(xiàng)目的興起，相關(guān)的配套研究試驗(yàn)工作也已經(jīng)陸續(xù)開始展開，航空作動(dòng)器作為大航空上的主要執(zhí)行器，其往復(fù)密封的性能直接關(guān)系到航空的可靠性。為了更好的研究航空作動(dòng)器的往復(fù)密封性能、建立相關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，迫切需要研制能夠模擬航空作動(dòng)器真實(shí)工況的試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0003]航空作動(dòng)器的工況主要包括:高壓、寬溫(-55?135°C)、變速和頻繁的機(jī)載振動(dòng)，其中高壓又包括壓力脈沖，壓力脈沖有正弦波、三角波、梯形波和水錘波等多種形式，已有的航空作動(dòng)器往復(fù)密封工況模擬試驗(yàn)系統(tǒng)并沒有綜合模擬航空作動(dòng)器的各種工況，都只片面的研究了一部分，尤其是模擬機(jī)載振動(dòng)這一真實(shí)存在工況，國內(nèi)目前仍未有人涉足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有試驗(yàn)系統(tǒng)的不足、更加真實(shí)的模擬航空作動(dòng)器往復(fù)密封的復(fù)雜工況、綜合模擬包括機(jī)載振動(dòng)在內(nèi)的工況條件(速度、壓力、溫度、振動(dòng))，本發(fā)明提出了一種航空作動(dòng)器往復(fù)密封多工況綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，既能夠模擬航空作動(dòng)器的高壓、寬溫、變速和環(huán)境振動(dòng)等工況條件，又能夠隔離振動(dòng)對(duì)往復(fù)加載系統(tǒng)等外界環(huán)境的影響，此外，該試驗(yàn)系統(tǒng)能夠測(cè)量作動(dòng)器活塞桿密封的摩擦力特性和多次往復(fù)后的泄漏量，進(jìn)而研究各種工況和它們之間的耦合作用對(duì)密封性能的影響。
[0005 ]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]本發(fā)明包括試驗(yàn)作動(dòng)器以及與試驗(yàn)作動(dòng)器的活塞桿連接的往復(fù)驅(qū)動(dòng)加載系統(tǒng)，試驗(yàn)作動(dòng)器包括端蓋、活塞桿和缸體，缸體為單一容腔，缸體側(cè)部設(shè)有進(jìn)出油口，活塞桿的兩端穿過缸體和缸體端面的端蓋，活塞桿一端穿過端蓋后通過力傳感器連接法蘭與力傳感器的一端同軸連接;試驗(yàn)作動(dòng)器兩端部通過作動(dòng)器支座固定在振動(dòng)臺(tái)面上，試驗(yàn)作動(dòng)器和振動(dòng)臺(tái)面固聯(lián)為一個(gè)整體置于高低溫環(huán)境箱內(nèi)部，高低溫環(huán)境箱固定安裝在振動(dòng)平臺(tái)上，并由振動(dòng)儀控制振動(dòng)平臺(tái)振動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)試驗(yàn)作動(dòng)器上下振動(dòng)。
[0007]所述的往復(fù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)缸、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)隔振裝置、力傳感器和LVDT傳感器，電動(dòng)缸通過電動(dòng)缸支撐塊水平固定在電動(dòng)缸安裝臺(tái)面上，電動(dòng)缸推桿通過電動(dòng)缸連接法蘭與傳動(dòng)軸的一端同軸相連，傳動(dòng)軸的兩端部均通過軸承支座水平安裝在電動(dòng)缸安裝臺(tái)面上，傳動(dòng)軸的兩端部通過直線軸承套在軸承支座中；傳動(dòng)軸另一端通過傳動(dòng)隔振裝置與力傳感器的另一端相連接。
[0008]所述的傳動(dòng)軸的正下方設(shè)有LVDT傳感器LVDT傳感器通過LVDT傳感器夾具水平固定在電動(dòng)缸安裝臺(tái)面，LVDT傳感器的鐵芯通過LVDT傳感器連桿連接到傳動(dòng)軸側(cè)壁，使得LVDT傳感器的鐵芯與傳動(dòng)軸同步往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述的端蓋與活塞桿之間的接觸面裝有刮塵圈、試驗(yàn)密封圈和支承環(huán)，兩端的端蓋側(cè)面均開有徑向布置的漏油口用以收集漏液。
[0010]所述的傳動(dòng)隔振裝置包括滑軌安裝法蘭、滑軌、滑塊，傳動(dòng)軸另一端通過滑軌安裝法蘭與滑軌的一端面固定相連，滑軌沿上下豎直方向，滑塊一端嵌入在滑軌內(nèi)上下移動(dòng)，滑塊另一端與力傳感器固定連接，嵌入在滑軌內(nèi)的滑塊中部水平套有滑塊軸，滑塊軸貫穿滑塊的兩端通過滾動(dòng)軸承套裝有滾輪，滾輪嵌入在滑軌兩側(cè)豎直的條形凹槽中，滾輪隨滑塊上下振動(dòng)時(shí)在條形凹槽中滾動(dòng)；滑塊上下方的滑軌內(nèi)壁設(shè)有用于滑塊移動(dòng)限位的限位螺釘，
[0011]所述的滾輪采用耐磨材料。
[0012]還包括連接到缸體進(jìn)出油口的液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)包括提供液壓系統(tǒng)液壓源的栗源模塊、用以產(chǎn)生壓力脈沖的增壓模塊、保壓模塊和管路加熱器，增壓模塊和栗源模塊均與管路加熱器連接，增壓模塊和栗源模塊之間連接有保壓模塊，保壓模塊連接到缸體進(jìn)出油
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[0013]所述的栗源模塊提供液壓系統(tǒng)的液壓源，包括油箱、安裝在油箱內(nèi)部的空氣濾清器、從油箱接出的吸油過濾器和接入到油箱的回油過濾器，吸油過濾器的出油口依次經(jīng)手動(dòng)截止閥、柱塞栗、單向閥、管路過濾器后連接到管路加熱器的輸入端，伺服電機(jī)連接柱塞栗帶動(dòng)柱塞栗旋轉(zhuǎn);管路過濾器的出油口設(shè)有電子式壓力傳感器、溫度傳感器和機(jī)械式壓力傳感器，管路過濾器的出油口和進(jìn)油口分別經(jīng)比例溢流閥和安全閥后連接到散熱器輸入端，散熱器輸出端連接到回油過濾器的進(jìn)油口，散熱器連接有比例流量閥，散熱器與安全閥之間的管路設(shè)有溫度傳感器，并引出連接到保壓模塊。
[0014]所述的增壓模塊包括伺服閥，伺服閥的P口和T口分別經(jīng)各自的換向截止閥連接到管路加熱器和保壓模塊，伺服閥的A 口和B 口分別連接到增壓缸的低壓腔和中間腔，伺服閥的A 口和B 口與增壓缸內(nèi)腔之間的管路上均設(shè)有電子式壓力傳感器和溫度傳感器，增壓缸的高壓腔連接到油箱，高壓腔處設(shè)有電子式壓力傳感器，高壓腔經(jīng)換向截止閥連接到保壓模塊。
[0015]所述的保壓模塊包括多個(gè)換向截止閥和蓄能器，蓄能器連接到管路加熱器的出口，蓄能器和管路加熱器之間的管路連接有出口流量計(jì)，蓄能器連接有電子式壓力傳感器、溫度傳感器和機(jī)械式壓力傳感器;其中兩個(gè)換向截止閥反向串聯(lián)后一端連通到所述增壓模塊伺服閥和所述栗源模塊之間的管路上，另一端作為連接到缸體側(cè)部的出油口；其中另外兩個(gè)換向截止閥反向串聯(lián)后一端連通到管路加熱器的出口，另一端經(jīng)最后一個(gè)換向截止閥連接到缸體側(cè)部的進(jìn)油口，同時(shí)另一端連接到所述增壓模塊。
[0016]本發(fā)明具有的有益效果是:
[0017]本發(fā)明克服了已有試驗(yàn)系統(tǒng)的不足，能夠綜合模擬航空作動(dòng)器的高壓、寬溫、變速和環(huán)境振動(dòng)的復(fù)雜工況條件，通過管路加熱器、散熱器和高低溫環(huán)境箱的配合實(shí)現(xiàn)作動(dòng)器在-55?135°C范圍內(nèi)變化的油液溫度和環(huán)境溫度模擬;通過增壓回路產(chǎn)生多種波形(梯形波、三角波、正弦波和水錘波等)的O?42MPa壓力脈沖;通過電動(dòng)缸帶動(dòng)活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)任意方式的變速;通過振動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)作動(dòng)器缸體上下振動(dòng)模擬作動(dòng)器徑向振動(dòng);并且能夠有效隔離振動(dòng)、溫度等條件對(duì)往復(fù)加載系統(tǒng)等試驗(yàn)作動(dòng)器以外的環(huán)境的影響，提高了系統(tǒng)的壽命和可靠性。
[0018]本發(fā)明具有使用方便、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、測(cè)試準(zhǔn)確、壽命長等特點(diǎn)，能夠測(cè)量多種型式密封圈的性能。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的試驗(yàn)系統(tǒng)整體圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的試驗(yàn)作動(dòng)器和往復(fù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0021 ]圖3是本發(fā)明的試驗(yàn)作動(dòng)器和往復(fù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)裝配示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明的試驗(yàn)作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)放大圖。
[0023]圖5是本發(fā)明的傳動(dòng)隔振裝置的放大圖。
[0024]圖6是本發(fā)明的傳動(dòng)隔振裝置的結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0025]圖7是本發(fā)明的傳動(dòng)隔振裝置的局部剖視圖。
[0026]圖8是本發(fā)明的液壓系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖9是本發(fā)明的栗源模塊的原理圖。
[0028]圖10是本發(fā)明的增壓模塊的原理圖。
[0029]圖11是本發(fā)明的保壓模塊的原理圖。
[0030]圖中:100.試驗(yàn)作動(dòng)器；110.端蓋；111.刮塵圈；112.試驗(yàn)密封圈；113.支承環(huán)；114.漏油口； 120.活塞桿；130.作動(dòng)器支座；140.振動(dòng)臺(tái)面；150.缸體；151.進(jìn)、出油口 ；200.往復(fù)驅(qū)動(dòng)加載系統(tǒng);210.電動(dòng)缸;211.電動(dòng)缸推桿;212.電動(dòng)缸支撐塊;220.電動(dòng)缸連接法蘭;230.電動(dòng)缸安裝臺(tái)面；240.傳動(dòng)隔振裝置;241.滑塊;242.滑軌;243.滾輪;244.滾動(dòng)軸承;245.滑塊軸;246.滑軌安裝法蘭;247.限位螺釘;250.力傳感器連接法蘭;260.LVDT傳感器夾具；261.LVDT傳感器；262.LVDT傳感器連桿；270.力傳感器；280.傳動(dòng)軸；281.直線軸承;282.軸承支座；300.液壓系統(tǒng)；320.栗源模塊;321.吸油過濾器；322.手動(dòng)截止閥；323.變頻電機(jī);324.柱塞栗;325.單向閥；326.管路過濾器;327.溫度傳感器;328.壓力傳感器；329.比例溢流閥；330.安全閥;331.比例流量閥；332.散熱器;333.回油過濾器；334.油箱;335.空氣濾清器；340.增壓模塊；341.換向截止閥；342.伺服閥;343.增壓缸;360.保壓模塊;361.流量計(jì);380.管路加熱器;390.蓄能器;400.高低溫環(huán)境箱;500.振動(dòng)平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0032]如附圖1所示，本發(fā)明包括試驗(yàn)作動(dòng)器100、與試驗(yàn)作動(dòng)器100的活塞桿120連接的往復(fù)驅(qū)動(dòng)加載系統(tǒng)200以及液壓系統(tǒng)300，本發(fā)明的試驗(yàn)系統(tǒng)能夠綜合模擬航空作動(dòng)器高壓O?35MPa、寬溫(-55?135°C)、變速和機(jī)載振動(dòng)O?40g的復(fù)雜工況條件，并且各工況間互不影響，能夠同時(shí)加載。
[0033]如附圖2?圖4所示，試驗(yàn)作動(dòng)器100包括端蓋110、活塞桿120和缸體150，缸體150兩端面均設(shè)有端蓋110，缸體150內(nèi)無活塞，腔體連通，為單一容腔，缸體150側(cè)部設(shè)有進(jìn)出油口 151，活塞桿120的兩端穿過缸體150和缸體150端面的端蓋110，活塞桿120—端穿過端蓋110后通過力傳感器連接法蘭250與力傳感器270的一端同軸連接，在往復(fù)驅(qū)動(dòng)加載系統(tǒng)200帶動(dòng)下做往復(fù)運(yùn)動(dòng);試驗(yàn)作動(dòng)器100兩端部通過作動(dòng)器支座130