[发明专利]一种求取倾斜滚柱式摩擦盘摩擦系数的试验系统及方法

说明书

一种求取倾斜滚柱式摩擦盘摩擦系数的试验系统及方法，属于试验系数参数测量系统和方法领域，是由伺服电机、扭矩传感器、试验腔、动卡具、静卡具、压力传感器、气压装置、倾斜滚柱试验件组成的，伺服电机提供转速信号以驱动扭矩传感器，扭矩传感器将转速参数传递至动卡具，气压装置提供压力信号给压力传感器，动卡具和静卡具均安装在试验腔内，并且动卡具和静卡具将倾斜滚柱试验件夹在中间，并且通过装配拆装试验件过程、摩擦系数试验求取过程和摩擦系数的验证校验过程实现完整的摩擦系数求取，有益效果是：将摩擦系数通过试验的方法测量计算出，并且更换不同规格的试验件，反过来能够对摩擦系数进行不同工况下的验证和可信度核验。

技术领域

本发明涉及试验系数参数测量系统和方法领域，更具体的说是涉及一种求取倾斜滚柱式摩擦盘摩擦系数的试验系统及方法。

背景技术

水平安定面是配合升降舵控制飞机俯仰的关键辅助舵面，其中电动水平安定面作动器是控制水平安定面的关键作动装置，其组成相对复杂、可靠性要求高、余度要求多，这就使得其设计尤为关键。电动水平安定面作动器中关键组成部件是防逆转机构，用于飞机在飞行过程中的顺载、逆载和锁定控制，传统的防逆转机构是碳盘式的摩擦盘式结构，虽然对碳盘式结构的研究相对较多，但是其磨损严重、需要长期更换是一大劣势，针对这一问题，出现了一种倾斜滚柱式摩擦盘。

但是，倾斜滚柱式摩擦盘的研究和成果相对较少，其应用场景中，摩擦系数是一大关键研究因素，摩擦系数的数据直接关系到倾斜滚柱式摩擦盘的制动性能。为了能够更好地、较为可靠地应用倾斜滚柱式摩擦盘，其摩擦系数的测量和归纳显得尤为重要。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供了一种求取倾斜滚柱式摩擦盘摩擦系数的试验系统及方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种求取倾斜滚柱式摩擦盘摩擦系数的试验系统及方法，是由伺服电机、扭矩传感器、试验腔、动卡具、静卡具、压力传感器、气压装置、倾斜滚柱试验件组成的，所述的伺服电机提供转速信号以驱动扭矩传感器，所述的扭矩传感器将转速参数传递至动卡具，所述的气压装置提供压力信号给压力传感器，所述的动卡具和所述的静卡具均安装在试验腔内，并且所述的动卡具和所述的静卡具将倾斜滚柱试验件夹在中间；

所述的倾斜滚柱试验件是由动摩擦盘、静摩擦盘、斜度固定柱、铜套、保持架和圆柱滚子组成，所述的扭矩传感器、所述的动卡具、所述的动摩擦盘、所述的斜度固定柱依次安装连接，所述的铜套套在斜度固定柱上，所述的保持架安装在斜度固定柱上，所述的保持架上均布安装着圆柱滚子，所述的压力传感器、所述的静卡具、所述的静摩擦盘依次安装连接，所述的保持架上的圆柱滚子的圆柱面与所述的动摩擦盘和所述的静摩擦盘接触，所述的圆柱滚子处的摩擦力矩的矢量和通过扭矩传感器测量，所述的圆柱滚子处的接触压力通过压力传感器测量；

所述的试验腔内装有15号航空液压油，所述的试验腔内安装着加热管和温度传感器，所述的温度传感器的数目为二个。

进一步地，所述的保持架主要包含以下参数：

滚柱倾斜角度φ，即保持架上矩形槽的短边的中线与保持架径向的夹角；

等效摩擦半径R_f，即保持架上矩形槽的对角线交点到保持架的圆心的距离；

滚柱长度L，即保持架上矩形槽的短边的长度；除此之外，所述的压力传感器上的轴向载荷测量值为F_a，所述的扭矩传感器上的扭矩测量值为T_f，所述的扭矩测量值可以表示为

其中μ为待求的摩擦系数，为力臂系数。