[发明专利]垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，特别涉及一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置，还涉及采用这种测量装置测量离心飞重轴向力的方法。

背景技术

航空发动机燃油控制系统通常选择发动机转速作为被控制量，离心飞重作为转速敏感元件，可以用来测量各种状态下发动机的转速。它能将转速的变化量转化为位移的变化量。文献“《航空发动机控制(上册)》(西北工业大学出版社，2008年6月出版)第三章第二节(98页)”公开了一种离心飞重轴向力测量装置，该装置包括传动机构1、支架2、离心飞重块3、导杆4、调准弹簧5和摆动臂6。参照图1给出了它典型的工作原理，离心飞重块3固定在支架2上，发动机通过传动机构1带动支架2旋转。离心飞重块3在离心力作用下会绕支点向外摆动，离心飞重块3的摆动臂6将向下摆动,使与其接触的导杆4产生向下的轴向换算力，该轴向换算力和安装在导杆4下部的调准弹簧5的弹簧力共同作用推动导杆4移动。因此在弹簧力一定时，对应发动机某一转速都有一相应的轴向换算力，导杆4就有相应位移，也即把转速的变化量转化为位移变化量。

在专利“CN105424233A”中公开了一种“航空发动机离心飞重轴向力测量装置和方法”，该装置中通过在摆动臂6和导杆4之间增加微型平面推力球轴承，改善了摆动臂6和导杆4的接触状态，提高了测量精度。但是真实状态下由于离心飞重块3质心和微型平面推力球轴承质心不能做到与导杆4轴线绝对共线，所以在离心飞重快3和微型平面推力球轴承在转动过程中不可避免的产生振动，这个振动经过导杆4和测力件直接作用于压力传感器上，使传感器输出信号也产生同频抖动，而振动这一干扰量中垂直方向的振动对测力传感器的测量准确度和测量稳定性影响最大。

发明内容

为了解决离心飞重块转动引起的垂直方向振动干扰传感器测量准确度和稳定性这一问题，本发明提供一种用于离心飞重块轴向力测量的装置。该装置主要包括垂直气缸7、活塞8、测力传感器9、底座10。垂直气缸7为侧面开有进气孔11的一端封闭的圆柱形筒状结构；所述的垂直气缸7，其特征在于封闭端上端有圆环形凹槽，凹槽中间有凸台；所述的垂直气缸7，其特征在于内表面精密抛光。活塞8上端为圆柱形结构，下端为长方体结构，上下两端通过圆柱形结构连接；所述的活塞8，其特征在于上端的圆柱形结构外表面精密抛光，并与垂直气缸7内壁过渡配合；所述的活塞8，其特征在于其下端长方体结构有开有盲孔，并与测力传感器9上端凸台连接，二者为过渡配合。底座10为中央开有盲孔的长方体结构，并于测力传感器9下端凸台连接，二者为过渡配合；

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供航空发动机离心飞重轴向力测量装置：垂直气缸7、活塞8、测力传感器9、底座10，其特征是：活塞8向上插入垂直气缸7中，活塞8上端圆柱形结构与垂直气缸7内表面过渡配合。活塞8下端长方体结构有凹槽，测力传感器9上端凸台插入活塞8下端凹槽中，与活塞8盲孔过渡配合，下端插入底座10凹槽中，与底座10凹槽过渡配合。在垂直气缸侧面开有进气孔11。

所述垂直气缸7的内径是57mm，外径是63mm，气缸长度是67mm，底厚是6mm，圆环形凹槽深3mm，进气孔11直径2mm。

所述活塞8上端圆柱形结构直径是57mm，长12mm。

所述活塞8下端长方体结构尺寸是26mm×30mm×26mm。

所述活塞8中部圆柱形结构，直径是6mm，长20mm。

所述测力传感器9柱式压力传感器。

本发明还涉及一种垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量方法，其特点包括以下步骤：

步骤一、将测力传感器9下端凸台插入底座10盲孔中；测力传感器9上端凸台插入活塞8下端的盲孔中；垂直气缸7内部浸润润滑油后向下套在活塞8上。

步骤二、将微型平面推力球轴承13的下垫片放置在垂直气缸7上端的凸台上；短导杆12下端凸台放置在微型平面推力球轴承13上垫片中。

步骤三、将电机15安装在电机支架14上，并调节电机支架14使电机转轴与垂直气缸7中轴重合，拧紧紧固螺钉16使电机支架固连在垂直支架17上。

步骤四、将支架2安装在电机转轴上，使摆动臂6搭接在短导杆12上。

步骤五、通过恒压源向进气孔11内供气。

步骤六、调节电机15转速为一个固定值，测力传感器9输出轴向力。