[发明专利]一种直升机主传动系统故障模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械传动系统故障模拟实验技术领域，具体涉及一种直升机主传动系统故障模拟装置。

背景技术

主传动系统是直升机传动系统的核心部件，它将一台或者多台发动机的扭转力矩汇总，按一定比例传给旋翼、主桨及其他部件；主传动系统的结构复杂、尺寸大、重量大，他的运行状态关系的直升机的安全性和可靠性；直升机主传动系统的各种原因引起的故障占传动系统故障的50%以上；因此，研究直升机主传动系统的状态监测和故障诊断方法对直升机的安全可靠飞行具有重要的意义。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的在于提供一种直升机主传动系统故障模拟装置，能用于模拟直升机主传动系统锥齿轮、行星轮、太阳轮、轴承的单独或者复合故障，为直升机主传动系统的状态监测和故障诊断提供理论依据和技术指导，保证了直升机的安全可靠飞行，且结构简单，操作方便，易于普及推广。

为达到上述目的，一种直升机主传动系统故障模拟装置，它包括一实验装置，该实验装置包括变频电机、联轴器A、第一级减速器、联轴器B、第二级减速器、联轴器C、制动器、支座；所述的变频电机1经联轴器A与第一级减速器水平连接，第二级减速器经联轴器B与第一级减速器竖直连接；制动器经联轴器C与第二级减速器连接；变频电机、第一级减速器、第二级减速器和制动器顺序固定于支座上。

为实现结构、效果优化，其进一步措施：第一级减速器（3）包括一对相交轴线为90°的螺旋锥齿轮副，螺旋锥齿轮副的主、从动轴分别由圆柱滚动轴承D悬臂支撑，第二级减速器的太阳轮由圆柱滚动轴承E悬臂支撑，行星轮经滚针轴承连接在圆盘行星架上，圆盘行星架经角接触轴承支撑。

第二级减速器的内齿圈固定，太阳轮输入，圆盘行星架输出。

变频电机的输入转速在0～6000r/min范围内连续可调，制动器的扭矩在0～8×10⁵Nm范围内可调。

第一级减速器的传动比为4.76，第二级减速器的传动比为4.65。

第一级减速器中的螺旋锥齿轮和第二级减速器中的太阳轮、行星轮分别置换不同类型、不同损伤程度、不同工作位置的故障齿轮，所述故障类型为点蚀、磨损、断齿、裂纹、胶合。

第一级减速器中的圆柱滚动轴承D和第二级减速器中的圆柱滚动轴承E、滚针轴承、角接触轴承分别置换不同类型、不同损伤程度、不同工作位置的故障齿轮，所述故障类型为点蚀、磨损、断齿、裂纹、胶合。

变频电机高度可调以及制动器的位置可调，用于模拟轴偏置故障。

还包括振动加速度传感器、振动位移传感器、应变片，布置于实验台轴承或齿轮上，振动加速传感器、振动位移传感器、应变片经数据采集器连接传输至计算机。

实验装置内置了一种直升机主传动系统故障仿真软件，可仿真主传动系统各种不同类型故障。

本发明一种直升机主传动系统故障模拟装置，它包括一实验装置，该实验装置包括变频电机、联轴器A、第一级减速器、联轴器B、第二级减速器、联轴器C、制动器、支座；所述的变频电机经联轴器A与第一级减速器水平连接，第二级减速器经联轴器B与第一级减速器竖直连接；制动器经联轴器C与第二级减速器连接；变频电机、第一级减速器、第二级减速器和制动器顺序固定于支座上的技术方案；能用于模拟直升机主传动系统锥齿轮、行星轮、太阳轮、轴承的单独或者复合故障，为直升机主传动系统的状态监测和故障诊断提供理论依据和技术指导。

本发明的优点是：

i.本发明中的第二级减速器行星轮系采用水平结构，与实际直升机主传动系统的结构相一致，模拟实验更加符合实际情况；

ii.本发明利用一对螺旋锥齿轮与行星轮系模拟直升机主传动系统结构，是对典型实际主传动系统结构的简化，却可模拟主传动系统典型故障状态，相对简单而又全面；

iii.第一减速器和第二减速器分置，易于研究直升机主传动系统不同安装位置的轴承、齿轮典型故障特点与损伤机理，便于识别各自或复合故障；

iv.一级减速器主、从动轴采用悬臂支撑，结构简单可靠，安装方便；

v.通过连续控制驱动电机0~6000r/min的输出转速可以模拟直升机主传动系统的变速运行状态，用于研究在变转速下，直升机主传动系统状态监测方法和故障演化机理；

vi.通过加速度传感器、位移传感器、应变片的布置，用于不同运行状态下的多参量测量，便于更全面的直升机主传动系统状态监测与故障诊断方法研究；