本發(fā)明屬于風(fēng)洞運(yùn)行和維護(hù)，尤其涉及一種大型連續(xù)式風(fēng)洞隨動式盤車裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)洞試驗是空氣動力學(xué)領(lǐng)域研究中常采用的方法，為航空、航天領(lǐng)域的發(fā)展提供了有力的支撐和保障。大型連續(xù)式風(fēng)洞作為風(fēng)洞的一種類型，主要通過風(fēng)扇或壓縮機(jī)來作為驅(qū)動氣源，使流道內(nèi)形成目標(biāo)壓力和風(fēng)速，進(jìn)而獲得有效的氣動數(shù)據(jù)。由于大型風(fēng)洞驅(qū)動系統(tǒng)的軸系一般較長，為防止長軸結(jié)構(gòu)變形，普遍采用低速盤車的方法來解決這個問題，特別是在機(jī)組啟動前（冷態(tài)）、長時間運(yùn)行后（熱態(tài)）必須進(jìn)行盤車，如機(jī)組長時間放置未運(yùn)行，也需要每隔一段時間就進(jìn)行盤車。當(dāng)機(jī)組處于熱態(tài)下停機(jī)時，其軸系會因熱膨脹而導(dǎo)致長度較冷態(tài)時更長，在這種情況下盤車會導(dǎo)致盤車裝置內(nèi)的定位部件磨損，而且在盤車過程中機(jī)組的軸系會因由熱態(tài)向冷態(tài)的過度而逐漸回縮長度，有可能造成盤車裝置與軸系嚙合的分離失效。針對上述問題，亟需一種可以根據(jù)被驅(qū)動軸端部位置來進(jìn)行隨動式盤車的裝置，以滿足大型連續(xù)式風(fēng)洞的運(yùn)行和維護(hù)要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種大型連續(xù)式風(fēng)洞隨動式盤車裝置及方法，以解決現(xiàn)有大型連續(xù)式風(fēng)洞因驅(qū)動軸系熱脹冷縮而與盤車裝置嚙合失效的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

2、一種大型連續(xù)式風(fēng)洞隨動式盤車裝置，包括盤車底座、盤車電機(jī)、減速器、盤車轉(zhuǎn)軸、盤車軸套和盤車動作裝置，盤車電機(jī)和減速器固定在盤車底座上，盤車電機(jī)的輸出端與減速器的高速端連接，減速器的低速端與盤車轉(zhuǎn)軸連接，盤車轉(zhuǎn)軸的外周設(shè)有花鍵結(jié)構(gòu)，盤車軸套套接在盤車轉(zhuǎn)軸上，盤車軸套的內(nèi)孔設(shè)有花鍵結(jié)構(gòu)，盤車轉(zhuǎn)軸和盤車軸套通過花鍵結(jié)構(gòu)軸向滑動配合，且周向限位配合，盤車軸套同軸設(shè)置在被驅(qū)動軸頭的后側(cè)，盤車軸套和被驅(qū)動軸頭相對的一側(cè)端面上設(shè)有相嚙合或分離的端面齒結(jié)構(gòu)，盤車電機(jī)、減速器和盤車轉(zhuǎn)軸的外部罩設(shè)有盤車外殼，盤車外殼的前端設(shè)有供被驅(qū)動軸頭伸入的法蘭口，所述法蘭口與被驅(qū)動軸頭的外殼密封相連，使盤車外殼內(nèi)形成封閉空間，盤車外殼上設(shè)有盤車動作裝置、激光位移計和盤車控制器，盤車軸套的外周加工有環(huán)形定位槽，環(huán)形定位槽的截面呈矩形，盤車動作裝置包括電動缸、傳動機(jī)構(gòu)和下連接軸，電動缸的活塞桿與所述傳動機(jī)構(gòu)的動力輸入端相連，下連接軸與所述傳動機(jī)構(gòu)的動力輸出端相連，下連接軸的靠近盤車軸套一端探入環(huán)形定位槽內(nèi)，電動缸通過所述傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動下連接軸前后擺動，被驅(qū)動軸頭上加工有位置參考軸肩，定義環(huán)形定位槽靠近被驅(qū)動軸頭一側(cè)的端面為第一基準(zhǔn)面，位置參考軸肩靠近盤車軸套一側(cè)的端面為第二基準(zhǔn)面，激光位移計采集所述第一基準(zhǔn)面和第二基準(zhǔn)面的位置數(shù)據(jù)，激光位移計和電動缸分別與盤車控制器電連接，盤車控制器獲取激光位移計采集的數(shù)據(jù)，并控制電動缸的活塞桿伸縮。

3、進(jìn)一步的，盤車動作裝置還包括座板，盤車外殼的上側(cè)開設(shè)有檢修口，座板可拆卸封閉所述檢修口，所述傳動機(jī)構(gòu)包括上連接軸、第一上連桿、第二上連桿、第一下連桿和第二下連接桿，第一同步軸和第二同步軸左右設(shè)置在座板上，第一同步軸和第二同步軸分別與座板轉(zhuǎn)動密封配合，第一同步軸和第二同步軸分別對稱設(shè)置在盤車軸套的軸線兩側(cè)，第一上連桿的中部與第一同步軸的上端相連，第二上連桿的中部與第二同步軸的上端相連，第一下連桿的左端與第一同步軸的下端相連，第二下連接桿的右端與第二同步軸的下端相連，第二下連接桿的左端為所述傳動機(jī)構(gòu)的動力輸出端，下連接軸穿設(shè)在第二下連接桿的左端，第一下連桿的右端沿長度方向開設(shè)有長圓孔，下連接軸的下端探入環(huán)形定位槽內(nèi)，且下連接軸的上端與第一下連桿的長圓孔滑動配合，第一上連桿的右端穿設(shè)有上連接軸，第二上連桿的左端沿長度方向開設(shè)有長圓孔，上連接軸的上端與第二上連桿的長圓孔滑動配合，上連接軸和下連接軸上下軸向?qū)R，第一上連桿的左端設(shè)有第一彈簧座，第二上連桿的右端設(shè)有第二彈簧座，第一彈簧座和第二彈簧座通過拉伸彈簧相連，擺桿為所述傳動機(jī)構(gòu)的傳動輸入端，擺桿的后端與第一上連桿相連，擺桿的前端沿長度方向開設(shè)有長圓孔，擺桿與第一上連桿垂直，第一同步軸處于擺桿的長度延伸線上，座板的前側(cè)設(shè)有電動缸，電動缸的活塞桿向左設(shè)置，電動缸的活塞桿上穿設(shè)有擺動銷軸，擺動銷軸與擺桿的長圓孔滑動配合，電動缸的活塞桿伸出時，下連接軸向前擺動，盤車軸套和被驅(qū)動軸頭通過端面齒結(jié)構(gòu)嚙合，電動缸的活塞桿回縮時，下連接軸向后擺動，盤車軸套和被驅(qū)動軸頭分離。

4、進(jìn)一步的，環(huán)形定位槽的槽寬d1大于下連接軸的直徑d2，盤車軸套的花鍵結(jié)構(gòu)軸向長度大于下連接軸的軸向最大行程。

5、進(jìn)一步的，所述端面齒結(jié)構(gòu)的齒形為棘齒齒形。

6、進(jìn)一步的，設(shè)定第一同步軸和擺動銷軸之間的軸心距為c1，上連接軸與第一同步軸之間的軸心距為c2，則下連接軸沿盤車軸套的軸向移動距離d2滿足下式：

7、d1/c1=d2/c2；

8、其中，d1為電動缸活塞桿的伸縮變化量。

9、進(jìn)一步的，定義盤車軸套自與被驅(qū)動軸頭分離的初始狀態(tài)至與被驅(qū)動軸頭完全嚙合狀態(tài)，需要向前滑動的距離為首次移動距離d3，首次移動距離d3滿足下式：

10、d3=b0-a1-a2+d1-d2；

11、其中，b0為第一基準(zhǔn)面和第二基準(zhǔn)面的初始間距，a1為第一基準(zhǔn)面至盤車軸套的端面齒齒尖距離，a2為第二基準(zhǔn)面至被驅(qū)動軸頭的端面齒結(jié)構(gòu)齒根距離。

12、本發(fā)明還提供了一種大型連續(xù)式風(fēng)洞隨動式盤車方法，依托于上述一種大型連續(xù)式風(fēng)洞隨動式盤車裝置實現(xiàn)，包括以下步驟：

13、步驟一、首先，盤車控制器獲取激光位移計采集的數(shù)據(jù)，并計算第一基準(zhǔn)面和第二基準(zhǔn)面之間的距離，盤車控制器通過公式計算盤車軸套的首次移動距離d3，然后，盤車控制器計算出當(dāng)d3=d2時，電動缸的伸出量d1；

14、步驟二、啟動盤車電機(jī)，使盤車軸套以1rpm的速度旋轉(zhuǎn)；

15、步驟三、盤車控制器控制電動缸的活塞桿伸出d1長度，則所述傳動機(jī)構(gòu)帶動上連接軸和下連接軸共同向前移動d2的軸向距離，使盤車軸套與被驅(qū)動軸頭的端面齒結(jié)構(gòu)完全嚙合，并將第一基準(zhǔn)面與第二基準(zhǔn)面的間距標(biāo)記為b1，盤車軸套帶動被驅(qū)動軸頭以1rpm的速度共同旋轉(zhuǎn)；

16、步驟四、盤車控制器通過電動缸驅(qū)動下連接軸向后移動（d1-d2）/2的軸向距離，使下連接軸的中心線與環(huán)形定位槽的槽寬中心線重合；

17、步驟五、當(dāng)被驅(qū)動軸頭處于冷態(tài)時，則保持盤車軸套以1rpm的速度共同旋轉(zhuǎn)，激光位移計以固定周期監(jiān)測盤車軸套與被驅(qū)動軸頭的實時距離b2；

18、當(dāng)被驅(qū)動軸頭處于熱態(tài)時，設(shè)定閾值k，若（b2-b1）小于k，則盤車軸套保持當(dāng)前軸向位置；若（b2-b1）達(dá)到k時，則盤車控制器通過電動缸驅(qū)動下連接軸先向前移動k+（d1-d2）/2的軸向距離，再先后移動（d1-d2）/2的軸向距離；

19、步驟六、需要停止盤車時，關(guān)停盤車電機(jī)，待盤車軸套和被驅(qū)動軸頭完全靜止，控制電動缸的活塞桿縮回，使盤車軸套和被驅(qū)動軸頭分離。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

21、本發(fā)明針對大型連續(xù)式風(fēng)洞在運(yùn)行和維護(hù)過程中，因風(fēng)扇或壓縮機(jī)的驅(qū)動軸系熱脹冷縮而長度變化，導(dǎo)致盤車裝置與驅(qū)動軸系嚙合失效的問題，提出一種大型連續(xù)式風(fēng)洞隨動式盤車裝置，通過激光位移計采集盤車軸套和被驅(qū)動軸頭的相對位置，盤車控制器依據(jù)盤車軸套和被驅(qū)動軸頭的相對位置控制電動缸的活塞桿伸縮，在盤車過程中，如果盤車軸套和被驅(qū)動軸頭相對位置發(fā)生變化，盤車控制器通過電動缸驅(qū)動下連接軸擺動，進(jìn)而使盤車軸套沿軸向滑動，使盤車軸套和被驅(qū)動軸頭始終保持嚙合，本發(fā)明依據(jù)大型連續(xù)式風(fēng)洞風(fēng)扇或壓縮機(jī)軸系熱脹冷縮的長度變化而隨動，避免了盤車部件嚙合失效的風(fēng)險，并實現(xiàn)大型連續(xù)式風(fēng)洞的安全可靠的盤車。