Устройство для измерения силы тяги двигателя Советский патент 1983 года по МПК G01L5/13 

(54) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТЯГИ 1 -Изобретение относигся к силоиэмерй- тельной технике и может быть использовано цля измерения тяги двигателя летательного аппарата на испытательном стенде. Известны устройства цЛя измерения силы тяги реактивного двигателя, содер:жвшие подвижную платформу цля креплени испытуемого двигателя, щарнирно связанную со станиной, и силоизмерительное устройство. Однако данные устройства не обеспечи вают широкого диапазона измерения силы тяги, изменяющей знак в процессе испытания 1 . Известны также устройства для измерения си;1Ы тяги, изменяющей знак в процессе испытания, содержащие подвижную платформу для крепления испытуемого двигателя, связанную через упругие шарниры со станиной и силоизмерительным .устройством с двумя силоизмерителями, один из которых служит для измерения об.оатной (реверса) силы тяги, и механиз

ДВИГАТЕЛЯ мы для разгрузки силоизмерителей, смовк тированные на силовоспринимающих опоpax, установленных на станине L 2 3 . Однако данные устройства также не обеспечивают щирокого диапазона Езмерем ния силы тяги с требуемой точностью на переходных режимах, так как точность измерений ограничивается классом точнооти силоизмерителей, применяемых в тягоизмерительных устройствах, рассматри ваемой тягоизмерительной системы, а также тем, что масса подвижной платфо1 мы значительно превышает массу двигателя и, в лучшем случае, соизмерима с ней, что обусловлено необходимостью расчета применяемой подвижнсЛ платформы для несения не только продольных нагрузок, но и восприятия больших изгибающих моментов, создаваемых усилием тяги двигателя, приложенным на некотором расстоянии Н от оси силоизмерителейдатчиков. Наиболее близким к изобретению я&ляются устройства для измерения силы тяги цвигагелей, содержащие поцвижную платформу для крепления двигателя, связанные с ней силопередающие кронштейн поворотные силоизмерительные головки с расположенными в них силВизмерктелями, и воспринимающие неподвижные опоры 3 . Однако известные устройства не обес печивают измерения силы тяги с высокой точностью на переходных режимах работ двигателя, В результате неточности установки силоизмерителей по углу поворота силоизмерительной головки относительно линии действия измеряемой силы тяги двигателя возникает радиальная составляк щая силы тяги, достигающая 1 - 2% от измеряемой величины, действующая на силоизмерители-датчики.. и искажающая результаты измерений силы тяги, так как силоизмерители-датчики не допускают действия на них радиальной составляющей Существенно усложняется настройка тягоизмерительной системы, так как сил измерители с силоизмерительной головко расположены на подвижной платформе двигателя и требуют установки, настройки и градуировки тягоизмерительной системы, после каждого монтажа двигателя на стенде. Большая масса подвижной платформы приводит к увеличению инерционности измерительной системы и снижению точнос измерений на переходных режимах испыта1Йий двигателя. Целью изобретения является повышение точности измерения силы тяги. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения силы тяги двигателя, содержащем подвижную платформу для крепления двигателя, связанHbie с ней силопередающие кронштейны, поворотные силоизмерительные головки с расположенными в них силоизмерителя мй, и силовоспринимающие - неподвижные опоры, силоизмерительные головки установлены на неподвижных опорах, а силоизме рители размещены перпендикулярно плоскости вращения головок. На фиг. 1 изображено устройство для .измерения силы тяги двигателя; на фиг. 2 - разрез AW на фиг . 1. Устройство содержит четыре поворотные силоизмерительные головки 1, распо ложенные по обе сгороны от двигателя на неподвижных опорах 2 и осях 3. Головки в виде поворотных: дисков 4 и 5. Диски 4 и 5, с целью уменьшения количества приводов их пово« рота могут быть соединены попарно силовыми штангами 6. К поворотным дискам крепятся необходимые для работы комплекты силоизмерителей 7 и 8, позволяющие измерять силу тяги с заданной точностью в широком диапазоне, как на установившихся, так и на переходных режимах испытаний двигателя. Силоизмерители 7 и 8 размещены на силоизмерительных головках перпендикулярно плоскости их вращения. Головки с установленными на них силоизмерителями 7 и 8 располагаются попарно по обе стороны ог силоперзе- дающих кронштейнов 9. Силоизмерительные головки устанавливаются в заданном положении с помощью, например, пальцевых фиксаторов, обеспечивающих точную установку осей работающих силоизмерителей по линии действия измеряемых усилий. Силопередающие кронштейны 9 жестко связаны с подвижной платформой 10, установленной, например, на четырех гибких лентах сжатия 11, а та.кже с переносной рамой 12 двигателя 13, соединенной с кронштейном 9 с помощью, например, стыковочных болтов. В перенооной раме 12 устанавливается испытуемый двигатель 13 на пинолях 14. Поворот силоизмерительных головок осуществляется приводом 15, который может быть выполнен электромеханическим, пневматическим или гидравлическим. Между приводом 15 и силоизмерительны- ми головками установлен передаточный механизм 16. При установке нуля силоизмерителей отжатие силопередающих кронштейнов до получения гарантированного зазора между кронштейном 9 и силоизмерителями 7 и 8 производится с помощью под- , вижных, например, пневматических упоров 17, выполненных по типу домкратов, и расположенных, как указано на чертеже. или в горизонтальной плоскости, совпадающей с линией действия силы тяги двигателя. Устройство для измерения силы тяги двигателя работает следующим образом. Перед началом испытаний сило измерители 7 и 8, рассчитанные для измерения усилий в заданном диапазоне, устанавливаются на поворотньк дисках 4 и 5 силоизмерительных головок по два и более с каждой стороны от сил:опередак щего кронштейна. Устанавливается зазор не более 1 мм между- и силоизмерителями 7 и 8 и силопередающими кронштейнами 9, закрепленными на подвижной платформе 10. Выставляется вертшса 1ьное положение всех лент сжатия 11 с помощью подвижных упоров 17 и согласуется с нулевым s положением силоизмерителей.

Таким образом, силопе ре дающие кронштейны находятся на упорах и не позволяют подвижной платформе перемещаться вместе с двигателем.О

Далее освобождаются упоры и с помощью переносного приспособления производится градуировка силоизмерителей совместно с установленным на подвижной платформе двигателем и всеми коммуни- 5 кациями.

В процессе испытания при измерении силы тяги двигателя упоры 17 отводятся подачей воздуха в полости поршней упоров и усилие тяги передается через пиноли 20 14, раму 12 и силопередающие кронштейны 9 на силоизмерители 7 и 8, расположенные по обе стороны от испытуемого двигателя. В зависимости от знака при- . ложенного усилия тяги воспринимается 25 усилие тяги либо передними, либо задними силоизмерителями.

Во время испытания устройство позволяет перейти на другой диапазон изме- рения силы тяги двигателя, путем поворо-зо та силоизмерительньос головок с целью установления необходимых силоизмерите- лей для данного диапазона измеряемых усилий. При этом подается воздух в рабочую полость упоров 17, вследствие чего jj силоизмерители освобождаются ог дейст . ВИЯ силы тяги R . С помощью привода 15 и передаточного механизма 16 поворачивают сило измерительные головки на необходимый угол поворота, определяемый моментом входа фиксаторов в соответствующие отверстия, расположенные против рабочих силоизмерителей. В дальнейшем указанные операции в процессе измерений повторяются.Д5

Силоизмерительные головки поворачиваются на необходимый угол поворота автономно.

При испытаниях серийных двигателей, имеющих известный диапазон развиваемых усилий тяги, Силоизмерительные головки могут быть соединены между собой силовыми щтангами 6 и поворачиваться относительно оси попарно одним приво- дом.

Исполтззование поворотных силоизмерительных головок, установленных на неподвижных опорах с компле;стами различных по номиналу силоизмерителей, размещенных перпендикулярно плоскости вращения головок и приводом, в сочетании с меха низмом разгрузки силоизмерителей, позволяет измерять силу тяги, изменякидий знак в процессе испытаний, как на установившихся, так и на переходных режимах работы двигателя, повысить точность измерения усилий в широком диапазоне, ускорить процесс испытания двигателей 1за счет сокращения времени на подготовку их к испытаниям. I Формула изобретения

Устройство для измерения силы тяги двигателя, содержащее подвижную плат форму для крепления двигателя, связанны с ней силопередающие кронштейны, пово- j ротные Силоизмерительные головки с расположенными в них силоизмерителями, и силовоспринимаюшие неподвижные опоры отличающееся тем, что, с целью повышения Точности измерения, Силоизмерительные головки установлены на неподвижных опорах, а силоизмерители размещены перпендикулярно плоскости вращения головок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 328355, кл. G О1 Ц 5/13, 1969.

2.Акобджанян А. С Гидравлические системы измерения усилий. М., Машиностроение, 1972, с. 17.

3.Авторское свидетельство СССР № 548138, кл. О1 L 5/13, 1975 (прототип).