航空發(fā)動機離心飛重軸向力測量裝置及方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量裝置，特別涉及一種航空發(fā)動機離心飛重軸向力測量裝置。還涉及采用這種測量裝置測量航空發(fā)動機離心飛重軸向力方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動機燃油控制系統(tǒng)通常選擇發(fā)動機轉(zhuǎn)速作為被控制量，離心飛重作為轉(zhuǎn)速敏感元件，可以用來測量各種狀態(tài)下發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。它能將轉(zhuǎn)速的變化量轉(zhuǎn)化為位移的變化量。
[0003]參照圖1。文獻“《航空發(fā)動機控制(上冊)》(西北工業(yè)大學出版社，2008年6月出版)第三章第二節(jié)(98頁)”公開了一種航空發(fā)動機離心飛重軸向力測量裝置，包括傳動機構(gòu)1、支架2、離心飛重塊3、導桿4、調(diào)準彈簧5和擺動臂6。離心飛重塊3固定在支架2上，發(fā)動機通過傳動機構(gòu)1帶動支架2旋轉(zhuǎn)。離心飛重塊3在離心力作用下會繞支點向外擺動，離心飛重塊3的擺動臂6將向下擺動，使與其接觸的導桿4產(chǎn)生向下的軸向換算力，該軸向換算力和安裝在導桿4下部的調(diào)準彈簧5的彈簧力共同作用推動導桿4移動。因此在彈簧力一定時，對應發(fā)動機某一轉(zhuǎn)速都有一相應的軸向換算力，導桿4就有相應位移，也即把轉(zhuǎn)速的變化量轉(zhuǎn)化為位移變化量。因此，軸向力的大小對于確定彈簧尺寸等參數(shù)至關重要。
[0004]文獻還給出了一種軸向換算力的計算方法。它通過分別計算單個離心塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和離心塊質(zhì)心到轉(zhuǎn)軸的距離，將離心力分解獲得軸向換算力。這種數(shù)值解法忽略了離心塊的摩擦力并假設離心力合力作用點就是質(zhì)心，降低了計算結(jié)果精度，此外，它還需要引入導桿位移量，增加了測量的復雜度。以導桿4為參考系，離心飛重塊3繞導桿4做圓周運動，擺動臂6與導桿4直接接觸摩擦，會造成擺動臂6和導桿4的磨損。在工程中測量離心飛重軸向力時為解決擺動臂6與導桿4磨損損害系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性的問題，通常會在導桿4上與擺動臂6接觸的一段安裝軟質(zhì)金屬墊片，并采用時常更換墊片的方式保證轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)精度在允許范圍內(nèi)，但是這種方法無疑增加了操作的復雜性與試驗成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有航空發(fā)動機離心飛重軸向力測量裝置實用性差的不足，本發(fā)明提供一種航空發(fā)動機離心飛重軸向力測量裝置。該測量裝置包括短導桿、微型平面推力球軸承、測力件、螺帽、底座、測力傳感器和外殼。短導桿上端與離心飛重塊的擺動臂接觸，下端有凸臺與微型平面推力球軸承一端的墊片過渡配合，微型平面推力球軸承的另一端連接測力件的凸臺，測力件的凸臺與微型平面推力球軸承的下墊片過渡配合，測力件與外殼通過螺紋連接，并通過外殼固定短導桿。測力件上的螺帽用于固定外殼；測力件通過底座圓形凹槽進行固定，測力傳感器固定于測力件與底座間，外殼上有潤滑油注入口。本發(fā)明不需要對離心飛重塊等元器件進行改動，減小了對原裝置結(jié)構(gòu)的干擾。由于采用了微型平面推力球軸承，使短導桿能夠隨擺動臂轉(zhuǎn)動，解決了短導桿與擺動臂摩擦，導致短導桿與擺動臂磨損損害系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性的問題；解決了工程上測量離心飛重軸向力時，需要在短導桿與擺動臂之間頻繁更換軟質(zhì)金屬墊片導致的操作復雜的問題，同時也降低了實驗成本。
[0006]本發(fā)明還提供采用這種測量裝置測量航空發(fā)動機離心飛重軸向力方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種航空發(fā)動機離心飛重軸向力測量裝置，其特點是包括短導桿7、微型平面推力球軸承8、測力件9、螺帽10、底座11、測力傳感器12和外殼13。所述短導桿7的上端用于和離心飛重塊3的擺動臂6接觸，短導桿7的下端有凸臺，凸臺與微型平面推力球軸承8—端的墊片過渡配合，微型平面推力球軸承8的另一端連接測力件9的凸臺，測力件9的凸臺與微型平面推力球軸承8的下墊片過渡配合，測力件9與外殼13通過螺紋連接，并通過外殼13固定短導桿7。測力件9上的螺帽10用于固定外殼13，測力件9通過底座11圓形凹槽進行固定，測力傳感器12固定于測力件9與底座11之間，外殼13上有潤滑油注入口 14。
[0008]所述微型平面推力球軸承8，其內(nèi)徑是4mm，外徑是10mm，厚度是4.5mm ;球軸承內(nèi)鋼球直徑是2mm，數(shù)量八個。
[0009]所述測力件9的直徑是16mm。所述外殼13的直徑是20mmo
[0010]所述短導桿7的直徑是8mm，其上端面經(jīng)過拋光處理。
[0011 ] 所述潤滑油注入口 14的直徑是2mm。
[0012]所述測力傳感器12是壓電式單向測力傳感器。
[0013]—種采用上述測量裝置測量航空發(fā)動機離心飛重軸向力方法，其特點是采用以下步驟:
[0014]步驟一、將短導桿7下端的凸臺放置在微型平面推力球軸承8的上墊片上；微型平面推力球軸承8的下墊片放置在測力件9的凸臺上，并通過螺紋與外殼13連接；測力傳感器12放置在底座11與測力件9之間，并使短導桿7軸線與離心飛重塊3轉(zhuǎn)動軸線重合。
[0015]步驟二、通過螺帽10對測力件9和外殼13的相對位置進行固定。
[0016]步驟三、從潤滑油注入口 14向外殼13內(nèi)注入潤滑油。
[0017]步驟四、將深溝軸承15安裝于傳動機構(gòu)1外，移動托架16，將深溝軸承15卡在托架16的圓形凹槽中。
[0018]步驟五、調(diào)節(jié)托架16，直至擺動臂6與短凸臺7接觸，旋轉(zhuǎn)翼形螺釘17將托架16固定。
[0019]步驟六、使用電動機帶動傳動機構(gòu)1，測力傳感器12輸出軸向力。
[0020]所述深溝軸承15的孔徑是9mm，外徑是15mm，寬度是6mm。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:該測量裝置包括短導桿、微型平面推力球軸承、測力件、螺帽、底座、測力傳感器和外殼。短導桿上端與離心飛重塊的擺動臂接觸，下端有凸臺與微型平面推力球軸承一端的墊片過渡配合，微型平面推力球軸承的另一端連接測力件的凸臺，測力件的凸臺與微型平面推力球軸承的下墊片過渡配合，測力件與外殼通過螺紋連接，并通過外殼固定短導桿。測力件上的螺帽用于固定外殼；測力件通過底座圓形凹槽進行固定，測力傳感器固定于測力件與底座間，外殼上有潤滑油注入口。本發(fā)明不需要對離心飛重塊等元器件進行改動，減小了對原裝置結(jié)構(gòu)的干擾。由于采用了微型平面推力球軸承，使短導桿能夠隨擺動臂轉(zhuǎn)動，解決了短導桿與擺動臂摩擦，導致短導桿與擺動臂磨損損害系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性的問題；解決了工程上測量離心飛重軸向力時，需要在短導桿與擺動臂之間頻繁更換軟質(zhì)金屬墊片導致的操作復雜的問題，同時也降低了實驗成本。
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作詳細說明。
【附圖說明】
[0023]圖1是【背景技術(shù)】航空發(fā)動機離心飛