[發明專利]航空發動機試車臺自動推力加載和校準系統及自動控制方法

在審

• 申請號: 202010174158.6
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111366368A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李富才;阮昌龍;王月;李慶海;郭玉超;孫為全;李德彬;于磊輝;王勛
• 申請（專利權）人: 青島航空技術研究院(中國科學院工程熱物理研究所青島研究中心);中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 李祺;黃蓉

本發明涉及航空發動機試車臺臺架加載及校準技術，尤其涉及一種航空發動機試車臺自動推力加載和校準系統及自動控制方法；解決了目前加載及校準裝置存在準確性和穩定性差，推力測量精度差的技術難題；本發明所述系統由上位機,交換機,控制器及采集組件,力工作傳感器,力校準傳感器,加載力傳感器,壓電陶瓷組件,渦輪蝸桿減速箱，伺服電機，加載軸和動架組成，該系統提高了加載系統的穩定性及測試結果的精確性，推力測量精度提高，不存在液壓系統中泄漏和空氣降低推力測量的準確性和穩定性的問題，同時克服了杠桿法中杠桿機械變形帶來的誤差導致準確性和穩定性差的問題，工作效率得到提高，減少了勞動強度。

技術領域

本發明涉及航空發動機試車臺臺架加載及校準技術，尤其涉及一種航空發動機試車臺自動推力加載和校準系統及自動控制方法。

背景技術

目前，對于航空發動機試車臺臺架加載及校準技術中常采用杠桿推力加載及校準系統，具體過程為提供一個標準力源對工作推力傳感器進行靜態校準，在試驗過程中對推力測量臺架施加一定的預載，該系統通過標準砝碼進行加載，然后通過機械杠桿進行放大后作為加載的標準力值，砝碼作為校準力加在杠桿的一端，通過杠桿作用，將杠桿另一端的力傳到測力傳感器，該方法受周圍環境的限制，并且杠桿臂長不可能很長，造成了在校準過程中需要搬運大量砝碼使人的勞動強度增加的問題，并且在安裝后，加載推力的方向和工作傳感器不在一個中心線上，會出現一定的偏差，加載過程中杠桿有一定的機械變形，降低了發動機推力測量的準確性和正確性。

現有技術中還存在另一種采用液壓加載及校準系統，采用液壓加載及校準系統，克服了杠桿法中杠桿機械變形帶來的誤差，提高了校準力的放大倍數，推力校準時，校準傳感器安裝在平行于發動機軸線的試車臺動架上，加載器所加的推力通過校準傳感器經動架把力傳到工作傳感器，從校準傳感器測得加載推力，從工作傳感器測得測量推力，經重復加載，通過測量推力和校準力比較，擬合成校準曲線，并獲得校準關系式。由于液壓系統有一定的泄漏和空氣，從而造成壓力波動和下降，降低了推力測量的準確性和穩定性。

因此，現有技術中的加載及校準裝置存在準確性和穩定性差，推力測量精度差的問題。

發明內容

本發明針對現有的自動推力加載和校準系統存在的上述不足，提供了一種航空發動機試車臺自動推力加載和校準系統及自動化控制方法，該航空發動機試車臺自動推力加載和校準系統解決了目前加載及校準裝置存在準確性和穩定性差，推力測量精度差的技術難題。

為了達到上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種航空發動機試車臺推力加載和校準系統，包括控制器及采集組件、力工作傳感器、力校準傳感器、加載力傳感器、壓電陶瓷組件、渦輪蝸桿減速箱及伺服電機；

所述的控制器及采集組件用于完成對伺服電機和壓電陶瓷組件的控制，以及對力工作傳感器、力校準傳感器和加載力傳感器的采集；

所述的力工作傳感器用于測量發動機推力，校準時產生被校準力值；

所述的力校準傳感器用于校準臺架時產生標準力值；

所述的加載力傳感器用于顯示加載力，和標準傳感器進行對比來修正加載力；

所述的壓電陶瓷組件用于精加載；

所述的渦輪蝸桿減速箱用于降低傳動軸轉速，將旋轉運動轉化為直線運動；

所述的伺服電機用于粗加載。

進一步地，所述的加載和校準系統還包括上位機和交換機；

所述的上位機用于加載數據的輸入及顯示，用于力工作傳感器和力校準傳感器的數據的自動錄入以及校準曲線的自動生成和存儲；

所述的交換機用于網絡數據的傳輸。

進一步地，所述的加載和校準系統還包括加載軸、動架和導向座；