[发明专利]一种能承受大载荷的快速连续变角度支撑装置

说明书

技术领域

本发明用于航天发动机在高空环境、大马赫数条件下的地面试车试验中。

背景技术

本发明是一种航天发动机地面试车试验的变角度支撑装置。由于发动机的工作特性和试验条件的限制，航天发动机的地面试车试验时间一般都很短，发动机大多处在水平位置进行试验，少量的带角度试验也是靠预偏装置来实现角度变化的，一次试车试验只能测得一个角度状态下的数据。随着发动机研制技术的发展，发动机试验时的载荷越来越大，对试验数据的需求也越来越多，带偏航角状态的试验，更是带来了较大的侧向载荷，因此现在的试验支撑装置已不能满足发动机的研制需求，需要研制一种能承受大载荷的快速连续变角度支撑装置作为发动机试车试验的试验设备。国内的类似连续变角度装置目前还没有公开报道，国外的此类试验装置报道较少，还没有查到相关资料。

发明内容

本发明的目的是设计一种应用于航天发动机地面试车的变角度支撑装置，且能准确快速连续的改变发动机试验件角度。

本发明的技术方案如下：

一种能承受大载荷的快速连续变角度支撑装置，包括上平台、下平台、转轴装置、弧形导轨装置和驱动装置；所述的弧形导轨装置包括弧形导轨、导轨安装座、导轨限位一、导轨限位二、滑块；

弧形导轨安装在导轨安装座上，弧形导轨的两侧通过导轨限位一和导轨限位二进行限位，导轨安装座安装在下平台上，弧形导轨上的滑块与上平台连接；

上平台上连接发动机试验件，下平台为整个装置的支撑，上平台的一侧通过转轴装置安装在下平台上，驱动装置连接下平台以及上平台的另一侧，通过控制驱动装置驱动上平台沿着弧形导轨绕转轴装置旋转预设的角度。

在所述转轴装置中转轴的一端安装有角度传感器，对转轴的角度变化进行实时检测。

所述的驱动装置包括伺服电机、电动缸、电动缸座和耳轴；电动缸的运动端通过耳轴与上平台连接，电动缸的固定端通过电动缸座与下平台连接，通过伺服电机为电动缸提供动力。

本发明的技术优点：

1、本发明由于采用了弧形导轨，装置各向均能够承受大载荷，各方向载荷可达到50KN以上；

2、通过电动缸运动，可实现快速准确连续改变角度，角度变化速度可达2°/s，角度精度优于3′；

3、能适应不同尺寸发动机试验件的安装；

4、转轴处安装了角度传感器，可以对角度变化进行实时检测。

附图说明。

图1变角度支撑装置结构示意图；

图2上平台结构示意图；

图3下平台结构示意图；

图4转轴装置结构示意图；

图5弧形导轨装置结构示意图；

图6驱动装置结构示意图。

图中：

1、上平台，2、下平台，3、转轴装置，4、弧形导轨装置，5、驱动装置，6、型钢，7、试验件连接板，8、轴安装座，9、滑块安装板，10、电动缸上安装板，11、基础连接板，12、轴承安装板，13、导轨安装板，14、电动缸下安装板，15、转轴，16、转轴座，17、键，18、轴承装置，19、角度传感器，20、联轴器，21、弧形导轨，22、导轨安装座，23、导轨限位一，24、导轨限位二，25、滑块，26、电动缸，27、大功率伺服电机，28、耳轴，29、电动缸座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明由上平台1、下平台2、转轴装置3、弧形导轨装置4及驱动装置5组成。由于变角度支撑装置要带动试验件转动，因此装置设计由上下两层平台组成，其中下平台2为定件，与安装基础相连，为整个装置的支撑，上平台1通过转轴装置3安装在下平台2上，且能够相对于下平台2转动；上平台1为动件：连接发动机试验件，绕转轴相对于下平台2转动；转轴装置3：连接上下平台，上平台1相对于下平台2的转动中心，同时对上平台1起支撑作用；弧形导轨装置4：连接上下平台，限制上平台1的运行轨迹并在水平方向有较大的承载能力；驱动装置5：连接上下平台，驱动上平台1相对于下平台2绕转轴转动，承担上平台1上下方向的载荷。

图2为上平台1的结构示意图。由于上平台1要承受大载荷，本身又不能太重而增加驱动装置5负载，主体采用型钢6焊接而成，上表面焊接有大尺寸的试验件连接板7，上面加工等间距的螺纹孔，能适应不同尺寸发动机试验件的安装，下表面的一侧焊接两个轴安装座8，用于与转轴连接，侧面焊接两个滑块安装板9，端面焊接有电动缸上安装板10，所有的安装连接板均要求焊后加工完成。