[发明专利]用于航空发动机叶片FOD模型的连续弹体发射装置及方法

权利要求书

1.一种用于航空发动机叶片FOD模型的连续弹体发射装置，其特征在于，该连续弹体发射装置包括顶升模块(1)、投料模块(2)、发射模块(3)和测试模块(4)；

所述的顶升模块(1)用于对炮筒(301)的发射高度进行调节，对模拟弹体(208)撞击叶片的位置进行调整，从而探究不同撞击位置对叶片动力学特性的影响；顶升模块(1)包括试验台底座(101)、步进电机(102)、型材(103)、升降台(104)、丝杠(105)、丝杠母(106)、光轴(107)、滑块(108)、第一联轴器(109)、顶部支撑板(110)、蜗轮(111)、蜗杆(112)、电机支承座(113)、V型带(114)和V带轮(115)；所述的型材(103)固定于顶部支撑板(110)与试验台底座(101)之间，用于支撑所有结构；试验台底座(101)与顶部支撑板(110)之间设置两根丝杠(105)和两根光轴(107)，两根丝杠(105)或两根光轴(107)呈中心对称布置；升降台(104)被丝杠(105)和光轴(107)穿过，且分别通过杠母106和滑块(108)与丝杠(105)和光轴(107)相配合，确保能在试验台底座(101)与顶部支撑板(110)之间上下运动；所述的步进电机(102)通过电机支承座(113)固定在试验台底座(101)上，步进电机(102)的输出轴通过第一联轴器(109)与蜗杆(112)相连接，进行力和扭矩的传递；蜗轮(111)固定在一根丝杠(105)上，通过与蜗杆(112)的配合带动丝杠(105)进行旋转；两根丝杠(105)上分别设置V带轮(115)，V带轮(115)位于蜗轮(111)的下方，两个V带轮(115)之间通过V型带(114)相连；步进电机(102)正反方向旋转，使前后两个丝杠(105)实现同步转动；进而改变升降台(104)的高度，实现对不同高度的叶片进行打击的目的；

所述的投料模块(2)包括弹槽支承底板(201)、弹槽支撑顶板(202)、第一电机支撑座(203)、刚性联轴器(204)、伺服电机(205)、旋转弹槽(206)、铝型材(207)、模拟弹体(208)和钢管(303)；所述的弹槽支承底板(201)和弹槽支撑顶板(202)分别通过钢管(303)和铝型材(207)固定在升降台(104)上；旋转弹槽(206)设置于弹槽支承底板(201)和弹槽支撑顶板(202)之间，伺服电机(205)通过第一电机支撑座(203)固定在弹槽支撑顶板(202)上；伺服电机(205)通过刚性联轴器(204)使旋转弹槽(206)进行转动，弹槽支承底板(201)和弹槽支撑顶板(202)上均开设与旋转弹槽(206)开口尺寸相一致的开口，当旋转弹槽(206)的开口正好与弹槽支撑顶板(202)的开口相吻合时，模拟弹体(208)便可全部放入到旋转弹槽(206)中；同时，当弹槽支承底板(201)的开口与旋转弹槽(206)的开口相吻合时，模拟弹体(208)便依次掉落到炮筒(301)中；

所述的发射模块(3)包括炮筒(301)、炮筒支承座(302)、驱动电机(304)、第二电机支撑座(305)、第二联轴器(306)、主动轴(307)、从动轴(308)、主动同步带轮(309)、从动同步带轮A(310)、从动同步带轮B(311)、从动同步带轮C(312)、从动同步带轮D(313)、从动同步带轮E(314)、同步带A(315)、同步带B(316)、同步带C(317)、同步带D(318)、齿轮轮系(319)、齿轮轴(320)、齿轮轴支承座(321)、角接触球轴承(322)、摩擦轮(323)和模拟弹体(208)；所述的炮筒(301)通过炮筒支承座(302)固定在升降台(104)上，筒身两侧分别开设三个窗口；驱动电机(304)通过第二电机支撑座(305)固定于弹槽支承底板(201)上；主动轴(307)和从动轴(308)设置于升降台(104)与弹槽支承底板(201)之间，位于炮筒(301)两侧，其中，炮筒(301)的左侧设置一根主动轴(307)和两根从动轴(308)，一根主动轴(307)和两根从动轴(308)的下端依次设有主动同步带轮(309)、从动同步带轮A(310)、从动同步带轮B(311)，上端均套设摩擦轮(323)，且摩擦轮(323)均与炮筒(301)筒身上的窗口相对应；炮筒(301)的右侧与左侧相对应设置三根从动轴(308)，三根从动轴(308)的上端均套设摩擦轮(323)，下端依次设有从动同步带轮C(312)、从动同步带轮D(313)和从动同步带轮E(314)；主动轴(307)的上端通过第二联轴器(306)与驱动电机(304)相连，主动轴(307)的下端通过角接触球轴承(322)与升降台(104)连接；所有从动轴(308)的上下两端均通过角接触球轴承(322)分别与弹槽支承底板(201)、升降台(104)相连；主动同步带轮(309)与从动同步带轮A(310)之间、从动同步带轮A(310)与从动同步带轮B(311)之间分别安装同步带A(315)、同步带B(316)；从动同步带轮C(312)与从动同步带轮D(313)之间、从动同步带轮D(313)与从动同步带轮E(314)之间安装同步带C(317)、同步带D(318)；主动轴(307)和与主动轴(307)对称的从动轴(308)之间设置齿轮轴支承座(321)，齿轮轴支承座(321)与升降台(104)之间设置两根齿轮轴(320)，两根齿轮轴(320)与主动轴(307)位于同一条直线；主动轴(307)、两根齿轮轴(320)、与主动轴(307)对称的从动轴(308)的同一高度处分别套设齿轮，四个齿轮彼此之间构成齿轮轮系(319)；

所述的测试模块(4)包括投料计数器、光电开关和行程开关；所述的投料计数器设置于旋转弹槽(206)的开口位置，对模拟弹体(208)掉落的数量进行监测；光电开关设置于炮筒(301)的发射出口位置，对模拟弹体射出的速度进行监测；行程开关设置于滑块(108)可运行的上下极限位置，对升降台(104)的高度进行控制。