一种三轴同心加载装置的制作方法

本实用新型属于旋翼强度试验领域，涉及一种三轴同心加载装置。

背景技术：

直升机强度设计作为直升机研制工作的重要内容之一，其目标就是在考虑满足强度要求的前提下，以最小重量为代价，选择和确定保证结构强度的最优方案。旋翼桨叶是直升机的主要升力来源，其强度与性能优劣关乎整个旋翼系统，乃至整机的性能与安全，由于桨叶做周期性运动，作用在桨叶每一剖面上的气动载荷也随着桨叶方位角和剖面位置的不同而变化，使得旋翼桨叶受力状况特别复杂。因此需要对桨叶进行严格的静强度试验以验证生产制造出的桨叶结构参数与理论计算的偏离程度以及桨叶结构静强度是否满足设计要求，并为验证其强度刚度计算方法、稳定性及结构合理性提供依据。

直升机桨叶为柔性件，在对桨叶进行考核时，桨叶变形挠度和转角较大，加载端转角一般能达到30°以上。且离心力远大于理论挥舞力，导致桨叶离心力分力对桨叶挥舞载荷的影响巨大。需要通过加大挥舞方向实际施加挥舞载荷的方法来抵消离心力分力对试验造成的影响。传统的桨叶加载端工装设计时仅考虑加载工装的强度要求，为便于试验安装设计，未将离心力加载可转动点和挥舞摆振载荷交汇点设置在一处。这种设计方法导致离心力加载安装平面与挥舞摆振加载安装平面之间存在一定的距离l1。实际加载时离心力分力f’会对桨叶根部产生额外的弯矩f’*l1，导致桨叶根部提前破坏，同时会导致桨叶靠近加载端的薄弱区域受到的弯矩小于考核载荷，使得试验可信度降低。

技术实现要素：

鉴于现有技术的上述情况，本实用新型的目的是:提供一种能够有效保障载荷加载保持同心的种三轴同心加载装置。

本实用新型的技术方案是：一种三轴同心加载装置，其包括离心力加载装置1、挥舞载荷加载装置2、摆振载荷加载装置3、关节轴承安装座4以及试验件与关节轴承安装座之间的连接装置5，其中，所述关节轴承安装座4为中空长方体结构，摆振载荷加载装置3通过双耳活动设置在关节轴承安装座4两侧面，所述挥舞载荷加载装置2通过弯曲双耳结构活动设置在关节轴承安装座4另一对侧面，且与摆振载荷加载装置3相错，所述离心力加载装置1设置在关节轴承安装座4内，其一端与关节轴承安装座4及挥舞载荷加载装置2弯曲双耳结构铰链，另一端连接外部加载作动器，所述关节轴承安装座4经连接装置5连接试验件，且挥舞载荷加载装置2、摆振载荷加载装置3的双耳结构中心与离心力加载装置1中心同心。

所述离心力加载装置1包括带柄关节轴承11、加载连接叉耳12、安装轴13、安装螺栓14、衬套15，其中，所述带柄关节轴承11的螺纹与加载连接叉耳12预留的螺纹孔连接安装，安装轴13外径与带柄关节轴承11安装孔孔径大小相同，长度与关节轴承安装座摆振方向外围宽度相同；安装轴13内螺纹与安装螺栓14螺纹大小相同，挥舞载荷加载装置2，带有圆孔或弧形，弧形为凸形；摆振载荷加载装置3与挥舞载荷加载装置2相似，弧形为凹形；关节轴承安装座4的两个方向安装孔位于同一高度，交于一点。

安装轴13穿过带柄关节轴承11，并套接衬套15，然后通过安装螺栓14穿过挥舞载荷加载装置2弯曲双耳结构端部螺孔及关节轴承安装座4壁与安装轴13内螺纹连接固定，所述加载连接叉耳12与带柄关节轴承11垂直连接。

所述带柄关节轴承11安装轴向与摆振方向相同，垂直于挥舞方向。

所述挥舞载荷加载装置2或摆振载荷加载装置3的双耳结构弯曲方向相反，且摆振载荷加载装置3在挥舞载荷加载装置2的下方。

所述挥舞载荷加载装置2一头叉耳开口与关节轴承安装座4外围宽度相同，另一端叉耳根据加载连接件确定尺寸。

本实用新型的技术效果是：本实用新型种三轴同心加载装置通过巧妙的结构设计，能够保证在桨叶弯曲时，其挥舞摆振离心力载荷仍然交于一点，保证试验准确性，提高试验精度。

附图说明

图1为本实用新型一种三轴同心加载装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种三轴同心加载装置的安装示意图；

图3为本实用新型一种原始的三轴不同心加载装置的安装示意图；

其中，1-离心力加载装置、2-挥舞载荷加载装置、3-摆振载荷加载装置、4-关节轴承安装座、5-试验件与关节轴承安装座之间的连接装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型三轴同心加载装置包括离心力加载装置1,挥舞载荷加载装置2，摆振载荷加载装置3，关节轴承安装座4以及试验件与关节轴承安装座之间的连接装置5。

其中，所述离心力加载装置1包括带柄关节轴承11，加载连接叉耳12，安装轴13，安装螺栓14，衬套15。

所述带柄关节轴承11的螺纹与加载连接叉耳12预留的螺纹孔连接安装。

带柄关节轴承11安装轴向与摆振方向相同，垂直于挥舞方向，以保证带柄关节轴承11绕轴转动时，挥舞载荷加载装置2加载方向始终垂直于摆振载荷加载装置3载荷加载方向。

安装轴13外径与带柄关节轴承11安装孔孔径大小相同，长度与关节轴承安装座摆振方向外围宽度相同；安装轴13内螺纹与安装螺栓14螺纹大小相同。

衬套15用于保证轴承安装位置居于中心，加载时不偏移，使得加载时三个方向载荷始终交于一点；

挥舞载荷加载装置2，需带有圆孔或弧形，弧形为凸形；保证挥舞方向和摆振方向两个加载装置加载过程中不发生干涉；挥舞载荷加载装置2一头叉耳开口与关节轴承安装座4外围宽度相同，另一端叉耳根据加载连接件确定尺寸。

摆振载荷加载装置3与挥舞载荷加载装置2相似，弧形为凹形；

挥舞载荷加载装置2的安装螺栓14与离心力加载装置1的安装螺栓14为同一件，使得加载时三个方向载荷始终交于一点；

摆振载荷加载装置3的安装螺栓31直径根据加载载荷确定，长度与摆振载荷加载叉耳厚度及关节轴承安装座厚度之和相同；

摆振载荷加载装置3在挥舞载荷加载装置2的下方；使得加载时挥舞载荷加载装置2与摆振载荷加载装置3之间间隙随着试验件弯曲越来越大；

关节轴承安装座4为长方体结构，中间开孔；孔的尺寸以保证带柄关节轴承11转动空间为准；关节轴承安装座4的两个方向安装孔位于同一高度，交于一点。

试验件与关节轴承安装座之间的连接装置5下端与试验件配合设计，上端与关节轴承安装座4通过螺栓连接安装。

本实用新型三轴同心加载装置在使用时，试验件主要向挥舞载荷加载装置2的加载方向弯曲，离心力加载装置1绕带柄关节轴承11的安装轴转动，摆振载荷加载装置3绕安装螺栓31转动；离心力加载装置1、挥舞载荷加载装置2和摆振载荷加载装置3转动轴始终交于一点。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，对本实用新型进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本实用新型的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。