一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统。包括试验作动器、与试验作动器的活塞杆连接的往复驱动加载系统以及连接到缸体进出油口的液压系统，试验作动器包括端盖、活塞杆和缸体，往复驱动系统包括电动缸、传动轴、传动隔振装置、力传感器和LVDT传感器，传动轴通过传动隔振装置与力传感器相连接，液压系统包括泵源模块、增压模块、保压模块和管路加热器。本发明专利技术能够有效模拟航空作动器的高压、宽温、变速和机载振动等多工况综合条件，并能在各工况下准确测量单个活塞杆多种型式轴密封的摩擦力特性和多次往复后泄漏量，具有使用方便、运转平稳、测试准确、寿命长等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空液压往复密封
，具体涉及了一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统，用以测试航空作动器往复密封的性能。
技术介绍
近年来随着我国大航空项目的兴起，相关的配套研究试验工作也已经陆续开始展开，航空作动器作为大航空上的主要执行器，其往复密封的性能直接关系到航空的可靠性。为了更好的研究航空作动器的往复密封性能、建立相关的试验标准，迫切需要研制能够模拟航空作动器真实工况的试验系统。航空作动器的工况主要包括：高压、宽温(-55～135℃)、变速和频繁的机载振动，其中高压又包括压力脉冲，压力脉冲有正弦波、三角波、梯形波和水锤波等多种形式，已有的航空作动器往复密封工况模拟试验系统并没有综合模拟航空作动器的各种工况，都只片面的研究了一部分，尤其是模拟机载振动这一真实存在工况，国内目前仍未有人涉足。
技术实现思路
为了克服已有试验系统的不足、更加真实的模拟航空作动器往复密封的复杂工况、综合模拟包括机载振动在内的工况条件(速度、压力、温度、振动)，本专利技术提出了一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统，既能够模拟航空作动器的高压、宽温、变速和环境振动等工况条件，又能够隔离振动对往复加载系统等外界环境的影响，此外，该试验系统能够测量作动器活塞杆密封的摩擦力特性和多次往复后的泄漏量，进而研究各种工况和它们之间的耦合作用对密封性能的影响。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术包括试验作动器以及与试验作动器的活塞杆连接的往复驱动加载系统，试验作动器包括端盖、活塞杆和缸体，缸体为单一容腔，缸体侧部设有进出油口，活塞杆的两端穿过缸体和缸体端面的端盖，活塞杆一端穿过端盖后通过力传感器连接法兰与力传感器的一端同轴连接；试验作动器两端部通过作动器支座固定在振动台面上，试验作动器和振动台面固联为一个整体置于高低温环境箱内部，高低温环境箱固定安装在振动平台上，并由振动仪控制振动平台振动进而带动试验作动器上下振动。所述的往复驱动系统包括电动缸、传动轴、传动隔振装置、力传感器和LVDT传感器，电动缸通过电动缸支撑块水平固定在电动缸安装台面上，电动缸推杆通过电动缸连接法兰与传动轴的一端同轴相连，传动轴的两端部均通过轴承支座水平安装在电动缸安装台面上，传动轴的两端部通过直线轴承套在轴承支座中；传动轴另一端通过传动隔振装置与力传感器的另一端相连接。所述的传动轴的正下方设有LVDT传感器LVDT传感器通过LVDT传感器夹具水平固定在电动缸安装台面，LVDT传感器的铁芯通过LVDT传感器连杆连接到传动轴侧壁，使得LVDT传感器的铁芯与传动轴同步往复运动。所述的端盖与活塞杆之间的接触面装有刮尘圈、试验密封圈和支承环，两端的端盖侧面均开有径向布置的漏油口用以收集漏液。所述的传动隔振装置包括滑轨安装法兰、滑轨、滑块，传动轴另一端通过滑轨安装法兰与滑轨的一端面固定相连，滑轨沿上下竖直方向，滑块一端嵌入在滑轨内上下移动，滑块另一端与力传感器固定连接，嵌入在滑轨内的滑块中部水平套有滑块轴，滑块轴贯穿滑块的两端通过滚动轴承套装有滚轮，滚轮嵌入在滑轨两侧竖直的条形凹槽中，滚轮随滑块上下振动时在条形凹槽中滚动；滑块上下方的滑轨内壁设有用于滑块移动限位的限位螺钉，所述的滚轮采用耐磨材料。还包括连接到缸体进出油口的液压系统，液压系统包括提供液压系统液压源的泵源模块、用以产生压力脉冲的增压模块、保压模块和管路加热器，增压模块和泵源模块均与管路加热器连接，增压模块和泵源模块之间连接有保压模块，保压模块连接到缸体进出油口。所述的泵源模块提供液压系统的液压源，包括油箱、安装在油箱内部的空气滤清器、从油箱接出的吸油过滤器和接入到油箱的回油过滤器，吸油过滤器的出油口依次经手动截止阀、柱塞泵、单向阀、管路过滤器后连接到管路加热器的输入端，伺服电机连接柱塞泵带动柱塞泵旋转；管路过滤器的出油口设有电子式压力传感器、温度传感器和机械式压力传感器，管路过滤器的出油口和进油口分别经比例溢流阀和安全阀后连接到散热器输入端，散热器输出端连接到回油过滤器的进油口，散热器连接有比例流量阀，散热器与安全阀之间的管路设有温度传感器，并引出连接到保压模块。所述的增压模块包括伺服阀，伺服阀的P口和T口分别经各自的换向截止阀连接到管路加热器和保压模块，伺服阀的A口和B口分别连接到增压缸的低压腔和中间腔，伺服阀的A口和B口与增压缸内腔之间的管路上均设有电子式压力传感器和温度传感器，增压缸的高压腔连接到油箱，高压腔处设有电子式压力传感器，高压腔经换向截止阀连接到保压模块。所述的保压模块包括多个换向截止阀和蓄能器，蓄能器连接到管路加热器的出口，蓄能器和管路加热器之间的管路连接有出口流量计，蓄能器连接有电子式压力传感器、温度传感器和机械式压力传感器；其中两个换向截止阀反向串联后一端连通到所述增压模块伺服阀和所述泵源模块之间的管路上，另一端作为连接到缸体侧部的出油口；其中另外两个换向截止阀反向串联后一端连通到管路加热器的出口，另一端经最后一个换向截止阀连接到缸体侧部的进油口，同时另一端连接到所述增压模块。本专利技术具有的有益效果是：本专利技术克服了已有试验系统的不足，能够综合模拟航空作动器的高压、宽温、变速和环境振动的复杂工况条件，通过管路加热器、散热器和高低温环境箱的配合实现作动器在-55～135℃范围内变化的油液温度和环境温度模拟；通过增压回路产生多种波形(梯形波、三角波、正弦波和水锤波等)的0～42MPa压力脉冲；通过电动缸带动活塞杆往复运动实现任意方式的变速；通过振动平台带动作动器缸体上下振动模拟作动器径向振动；并且能够有效隔离振动、温度等条件对往复加载系统等试验作动器以外的环境的影响，提高了系统的寿命和可靠性。本专利技术具有使用方便、运转平稳、测试准确、寿命长等特点，能够测量多种型式密封圈的性能。附图说明图1是本专利技术的试验系统整体图。图2是本专利技术的试验作动器和往复驱动系统结构立体示意图。图3是本专利技术的试验作动器和往复驱动系统结构装配示意图。图4是本专利技术的试验作动器的结构放大图。图5是本专利技术的传动隔振装置的放大图。图6是本专利技术的传动隔振装置的结构立体示意图。图7是本专利技术的传动隔振装置的局部剖视图。图8是本专利技术的液压系统的整体结构图。图9是本专利技术的泵源模块的原理图。图10是本专利技术的增压模块的原理图。图11是本专利技术的保压模块的原理图。图中：100.试验作动器；110.端盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统，其特征在于：包括试验作动器(100)以及与试验作动器(100)的活塞杆(120)连接的往复驱动加载系统(200)，试验作动器(100)包括端盖(110)、活塞杆(120)和缸体(150)，缸体(150)为单一容腔，缸体(150)侧部设有进出油口(151)，活塞杆(120)的两端穿过缸体(150)和缸体(150)端面的端盖(110)，活塞杆(120)一端穿过端盖(110)后通过力传感器连接法兰(250)与力传感器(270)的一端同轴连接；试验作动器(100)两端部通过作动器支座(130)固定在振动台面(140)上，试验作动器(100)和振动台面(140)固联为一个整体置于高低温环境箱(400)内部，高低温环境箱(400)固定安装在振动平台(500)上，并由振动仪控制振动平台(500)振动进而带动试验作动器(100)上下振动。

【技术特征摘要】
1.一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统，其特征在于：
包括试验作动器(100)以及与试验作动器(100)的活塞杆(120)连接的往复驱动加载系统(200)，试验作动器(100)包括端盖(110)、活塞杆(120)和缸体(150)，缸体(150)为单一容腔，缸体(150)侧部设有进出油口(151)，活塞杆(120)的两端穿过缸体(150)和缸体(150)端面的端盖(110)，活塞杆(120)一端穿过端盖(110)后通过力传感器连接法兰(250)与力传感器(270)的一端同轴连接；试验作动器(100)两端部通过作动器支座(130)固定在振动台面(140)上，试验作动器(100)和振动台面(140)固联为一个整体置于高低温环境箱(400)内部，高低温环境箱(400)固定安装在振动平台(500)上，并由振动仪控制振动平台(500)振动进而带动试验作动器(100)上下振动。
2.根据权利要求1所述的一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统，其特征在于：所述的往复驱动系统(200)包括电动缸(210)、传动轴(280)、传动隔振装置(240)、力传感器(270)和LVDT传感器(261)，电动缸(210)通过电动缸支撑块(212)水平固定在电动缸安装台面(230)上，电动缸推杆(211)通过电动缸连接法兰(220)与传动轴(280)的一端同轴相连，传动轴(280)的两端部均通过轴承支座(282)水平安装在电动缸安装台面(230)上，传动轴(280)的两端部通过直线轴承(281)套在轴承支座(282)中；传动轴(280)另一端通过传动隔振装置(240)与力传感器(270)的另一端相连接。
3.根据权利要求2所述的一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统，其特征在于：所述的传动轴(280)的正下方设有LVDT传感器(261)LVDT传感器(261)通过LVDT传感器夹具(260)水平固定在电动缸安装台面(230)，LVDT传感器(261)的铁芯通过LVDT传感器连杆(262)连接到传动轴(280)侧壁，使得LVDT传感器(261)的铁芯与传动轴(280)同步往复运动。
4.根据权利要求1所述的一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统，其特征在于：所述的端盖(110)与活塞杆(120)之间的接触面装有刮尘圈(111)、试验密封圈(112)和支承环(113)，两端的端盖(110)侧面均开有径向布置的漏油口(114)用以收集漏液。
5.根据权利要求2所述的一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统，其特征在于：所述的传动隔振装置(240)包括滑轨安装法兰(246)、滑轨(242)、滑块(241)，传动轴(280)另一端通过滑轨安装法兰(246)与滑轨(242)的一端面固定相连，滑轨(242)沿上下竖直方向，滑块(241)一端嵌入在滑轨(242)内上下移动，滑块(241)另一端与力传感器(270)固定连接，嵌入在滑轨(242)内的滑块(241)中部水平套有滑块轴(245)，滑块轴(245)贯穿滑块(241)的两端通过滚动轴承(244)套装有滚轮(243)，滚轮(243)嵌入在滑轨(242)两侧竖直的条形凹槽中，滚轮(243)随滑块(241)上下振动时在条形凹槽中滚动；滑块(241)上下方的滑轨(242)内壁设有用于滑块(241)移动限位的限位螺钉...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳小平，库后涛，彭超，陈颖，杨华勇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33