一种航空管路接头刚度的双向测量装置和方法制造方法及图纸

本申请提供一种航空管路接头刚度的双向测量装置及方法，装置包括设置于底座上的管路接头固定单元、横向刚度测量单元、轴向刚度测量单元，以及位于二者之间的旋转单元。本装置可根据需求直接测量航空管路接头的刚度值，避免了工程模拟过程中不可避免带入的误差和人为不确定因素，大幅提高航空管路接头刚度的测量精度，同时，本装置可通过压力传感器和位移传感器直接获取实时数据，并通过简单的比值计算即可获取其刚度数值，与现有试凑法相比较，可大幅提高航空管路接头刚度的测量效率。另外，本方案通过旋转单元的独特设计，可通过一套装置实现航空管路接头刚度的双向测量，设计精巧、操作简单，能够满足航空管路系统的设计和分析需求。和分析需求。和分析需求。

【技术实现步骤摘要】
一种航空管路接头刚度的双向测量装置和方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及航空测试领域，尤其涉及一种航空管路接头刚度的双向测量装置和方法。

技术介绍

[0003]接头是航空液压系统中管路与管路之间、元件与管路之间的重要连接装置。管路接头的刚度对液压管路系统的振动有较大影响，管路接头的刚度过小时，管路系统的振动加剧，容易导致管路系统泄漏、管路接头振裂、密封不良等问题；管路接头的刚度过大时，管路接头容易出现脆性损坏，造成严重的经济损失和安全隐患。因此，精准测量管路接头的刚度参数对航空管路系统的设计和分析具有重要的意义。
[0004]目前，在管路系统振动分析中，管路接头的刚度通常无法直接测量，需要以商用软件的建模分析为基础，采用试凑的方法来确定其刚度值。具体的，可将管路接头简化为固支边界或者弹簧单元，输入根据工程经验预设的固支边界或者弹簧单元的刚度值后，经过模型分析可输出其振动特性（如固有频率和管路振型等），通过该振动特性与模态实验得到的管路接头的振动特性相比较，不断调整输入的固支边界或者弹簧单元的刚度值，使得软件输出的振动特性与模态实验得到的振动特性之间的误差落入合理范围内，最终确定固支边界或者弹簧单元的刚度，即为管路接头的刚度。
[0005]由此不难看出，以经验和软件模拟为基础的测量方式，其测量效率及测量精度均无法得到保证，同时，在简化、模拟、试凑的过程中，还会引入其他不确定性因素，影响测量精度。可见，现有的管路接头的测量技术无法满足航空管路系统的设计和分析需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有刚度测量装置精度不足、效率低下的问题，提供一种航空管路接头刚度的双向测量装置和方法。
[0007]第一方面，本申请提供一种航空管路接头刚度的双向测量装置包括：底座、设置于所述底座上的管路接头固定单元，与所述管路接头固定单元垂直设置的横向刚度测量单元、与所述管路接头固定单元同向设置的轴向刚度测量单元，以及位于所述管路接头固定单元和所述轴向刚度测量单元之间的旋转单元，其中，所述管路接头固定单元包括依次连接的第一固定底座、第一三爪卡盘和固定杆，所述固定杆的自由端设置有连接孔，航空管路接头套接于所述固定杆外部；所述横向刚度测量单元包括依次连接的第一传动机构、第一滑动部件、第一压力传感器和加载头，在进行航空管路接头横向刚度测试时，所述加载头与所述航空管路接头相接触，还包括第一位移传感装置，所述第一位移传感装置与所述加载头相对设置于所述航空管路接头的两侧；所述旋转单元包括转盘底座，所述转盘底座上安装有转盘，所述转盘上依次设置有第二固定底座和第二滑动部件，所述第二固定底座远离
所述第二滑动部件的侧面安装有第二三爪卡盘，所述转盘还设有与所述第二滑动部件相匹配的滑槽，所述第二滑动部件沿着所述滑槽方向上依次连接有第二压力传感器、压力加载叉头和加载横杆；所述轴向刚度测量单元包括第二传动机构和第二位移传感装置，所述第二位移传感装置与所述压力加载叉头的位置相对应。
[0008]优选的，所述第一传动机构包括步进电机蜗杆支撑座、蜗轮支撑座，所述步进电机和所述蜗轮支撑座通过第一深沟球轴承相连接，所述第一深沟球轴承上设置有蜗轮，所述蜗杆支撑座通过第二深沟球轴承与蜗杆相连接，所述蜗杆与所述蜗轮相匹配，所述蜗杆的一端设置有滚珠丝杠。
[0009]优选的，所述转盘底座与所述转盘螺纹连接，所述转盘底座的中心设有固定轴，所述转盘设有与所述固定轴套接的轴承。
[0010]优选的，所述底座为金属底座，所述底座上设置有T型凹槽。
[0011]优选的，所述第一位移传感装置包括第一磁力表座、第一纵向悬臂第一横向悬臂和第一位移传感器，所述第一磁力表座磁吸于所述底座上，所述第一纵向悬臂的一端可旋转安装于所述第一磁力表座上，另一端可旋转安装于所述第一横向悬臂的一端，所述第一横向悬臂的另一端与所述位移传感器相连接，所述位移传感器与所述加载头相对设置于所述航空管路接头的两侧。
[0012]优选的，所述第一滑动部件包括相互连接的第一滑块和第一连接块，所述第一滑块与所述T型凹槽滑动连接，第一压力传感器固定于所述第一连接块的端面上。
[0013]优选的，所述航空管路接头包括螺母和接头体，在进行航空管路接头横向刚度测试时，所述加载头与所述螺母的端面相接触。
[0014]第二方面，本申请提供一种航空管路接头刚度的双向测量方法，包括如下步骤：根据测量需要，调整旋转单元的位置，并预设步进电机的行进参数；同步采集压力传感器输出的压力数据F和位移传感装置输出的位移数据
△
x；根据K=F/
△
x，获取航空管路接头的刚度数据。
[0015]优选的，所述同步采集压力传感器输出的压力数据Fi和位移传感装置输出的位移数据
△
xi包括：同步采集压力传感器输出的多个压力数据Fi和位移传感装置输出的多个位移数据
△
xi；根据K=F/
△
x，获取航空管路接头的刚度数据包括：根据Ki=Fi/
△
xi，获取航空管路接头的刚度曲线。
[0016]本方案的有益效果如下：本申请提供一种航空管路接头刚度的双向测量装置及方法，本装置包括底座、设置于所述底座上的管路接头固定单元、横向刚度测量单元、轴向刚度测量单元，以及位于所述管路接头固定单元和所述轴向刚度测量单元之间的旋转单元，其中，管路接头固定单元用于单边固定被测元件。横向刚度测量单元可通过第一传动机构为航空管路接头提供横向加载力，同时通过第一压力传感器和第一位移传感装置分别同步检测加载力的大小和被测元件在加载力作用下的横向位移，根据加载力和横向位移的比值即可获得航空管路接头的横向刚度。所述轴向刚度测量单元可通过第二传动机构为航空管路接头提供轴向加载力，同时通过第二位移传感装置同步检测被测元件在加载力作用下的轴向位移。本方案还设计了一种独特的旋转单元，该旋转单元可根据检测需要进行旋转，从而与横向刚度测量单元、轴向刚度测量单元相匹配，具体的，当需要进行横向刚度测量时，转盘旋转至第二固定底座
靠近管路接头固定单元的一侧，安装于第二固定底座上的第二三爪卡盘与安装于管路接头固定单元的第一三爪卡盘相匹配，共同固定航空管路接头，以便横向刚度测量单元为航空管路接头提供稳定的加载力；当需要进行轴向刚度测量时，转盘旋转至第二滑动部件靠近管路接头固定单元的一侧，第二滑动部件可在第二传动机构的作用下移动，为航空管路接头提供加载力，同时安装于第二滑动部件上的第二压力传感器同步检测轴向加载力的大小，根据加载力和轴向位移的比值即可获得航空管路接头的轴向刚度。
[0017]本申请提供的航空管路接头刚度的双向测量装置，可根据需求直接测量航空管路接头的刚度值，避免了工程模拟过程中不可避免带入的误差和人为不确定因素，大幅提高航空管路接头刚度的测量精度，同时，本装置可通过压力传感器和位移传感器直接获取实时数据，并通过简单的比值计算即可获取其刚度数值，与现有试凑法相比较，可大幅提高航空管路接头刚度的测量效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空管路接头刚度的双向测量装置，其特征在于，包括：底座（1）、设置于所述底座（1）上的管路接头固定单元（2），与所述管路接头固定单元（2）垂直设置的横向刚度测量单元（3）、与所述管路接头固定单元（2）同向设置的轴向刚度测量单元（4），以及位于所述管路接头固定单元（2）和所述轴向刚度测量单元（4）之间的旋转单元（5），其中，所述管路接头固定单元（2）包括依次连接的第一固定底座（21）、第一三爪卡盘（22）和固定杆（23），所述固定杆（23）的自由端设置有连接孔（231），航空管路接头（6）套接于所述固定杆（23）外部；所述横向刚度测量单元（3）包括依次连接的第一传动机构（31）、第一滑动部件（32）、第一压力传感器（33）和加载头（34），在进行航空管路接头横向刚度测试时，所述加载头（34）与所述航空管路接头（6）相接触，还包括第一位移传感装置（35），所述第一位移传感装置（35）与所述加载头（34）相对设置于所述航空管路接头（6）的两侧；所述旋转单元（5）包括转盘底座（51），所述转盘底座（51）上安装有转盘（52），所述转盘（52）上依次设置有第二固定底座（53）和第二滑动部件（54），所述第二固定底座（53）远离所述第二滑动部件（54）的侧面安装有第二三爪卡盘（56），所述转盘（52）还设有与所述第二滑动部件（54）相匹配的滑槽（55），所述第二滑动部件（54）沿着所述滑槽（55）方向上依次连接有第二压力传感器（57）、压力加载叉头（58）和加载横杆（59）；所述轴向刚度测量单元（4）包括第二传动机构（41）和第二位移传感装置（42），所述第二位移传感装置（42）与所述压力加载叉头（58）的位置相对应。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一传动机构（31）包括步进电机（311）蜗杆支撑座（312）、蜗轮支撑座（313），所述步进电机（311）和所述蜗轮支撑座（313）通过第一深沟球轴承（314）相连接，所述第一深沟球轴承（314）上设置有蜗轮（315），所述蜗杆支撑座（312）通过第二深沟球轴承（316）与蜗杆（317）相连接，所述蜗杆（317）与所述蜗轮（315）相匹配，所述蜗杆（317）的一端设置有滚珠丝杠（318）。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高培鑫，张德聪，于涛，金杰，王进杰，王娇，石岩，翟敬宇，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：