本技術涉及航空精密金屬構件力學性能檢測,更具體地說,本技術涉及一種航空精密金屬結構件疲勞檢測用試驗機。
背景技術:
1、航空精密金屬結構件是飛機機體、航空發動機等核心航空裝備的關鍵承載與功能部件,其長期在交變載荷、復雜工況環境下服役,疲勞性能是保障航空裝備飛行安全、服役穩定性與全生命周期可靠性的核心指標,疲勞性能檢測是航空精密金屬結構件研發定型、批量生產、服役運維全流程中不可或缺的關鍵環節,本試驗機可為航空精密金屬結構件的疲勞性能測試提供專用化、高精度的檢測載體,支撐航空裝備核心構件的性能驗證與全流程質量管控;
2、現有公開號:cn120275171a,公開了一種金屬材料疲勞檢測用試驗機,包含裝配座,所述裝配座的頂部4個拐角均安設著液壓缸,所述液壓缸的活動端安設著頂板,所述裝配座的頂部居中區域以及頂板的尾部都安設著鎖緊單元,所述鎖緊單元包含旋動基座,貼合的范圍是不變的,不能按照金屬件的體型執行動態變動,不能讓鎖緊設備的貼合范圍擴展,讓鎖緊約束能力不足不牢固,在檢測時在鎖緊區域出現錯位偏離的現象的問題。發明人在實現本技術的過程中發現現有技術存在如下問題:
3、現有的航空精密金屬結構件疲勞檢測試驗機,多采用單缸單端加載結構,針對航空發動機、機體用薄壁異形精密構件,普遍存在加載力臂過長、雙向交變載荷同軸度偏差大的缺陷,裝夾環節無有效的防脫限位結構,易出現工件滑脫、裝夾偏載的問題,難以滿足航空領域高可靠性、高精度的疲勞檢測嚴苛要求;
4、因此,針對上述問題提出一種航空精密金屬結構件疲勞檢測用試驗機。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的上述缺陷,本技術提供一種航空精密金屬結構件疲勞檢測用試驗機,以解決上述背景技術中提出的問題。
2、為實現上述目的,本技術提供如下技術方案:一種航空精密金屬結構件疲勞檢測用試驗機,包括試驗機基座、第一氣缸、上夾頭組件和電氣控制柜,所述試驗機基座臺面頂部兩側固接有支撐立柱,所述支撐立柱中部水平固接有固定橫梁,所述固定橫梁中部安裝有第一氣缸,且第一氣缸輸出端從固定橫梁底部穿出,所述第一氣缸輸出端安裝有上夾頭組件,用于固定工件頂端;
3、所述試驗機基座臺面頂部,與上夾頭組件對應位置安裝有第二氣缸,所述第二氣缸的輸出端設置有工件裝夾工位,所述試驗機基座的一側安裝有電氣控制柜,且電氣控制柜通過線纜與第一氣缸、第二氣缸電連接。
4、通過采用上述技術方案,上下同軸對置的第一氣缸與第二氣缸實現雙向同步交變載荷加載,配合中部固定橫梁縮短加載力臂,消除單端加載偏載力矩,保障航空精密件疲勞檢測精度。
5、優選的,所述試驗機基座側壁安裝有控制盒,所述控制盒操作面板上分別安裝有控制按鈕與顯示屏,所述控制按鈕包含整機啟停、急停、載荷調節按鈕,所述顯示屏用于實時顯示試驗載荷、循環次數、試件變形量與運行狀態,所述控制盒通過屏蔽信號線與電氣控制柜內的主控單元信號連通,實現試驗機的本地手動控制與運行狀態可視化展示。
6、通過采用上述技術方案,集成于試驗機基座的控制盒實現就近式人機交互,控制按鈕與顯示屏通過屏蔽信號線傳輸,避免信號延遲干擾,提升操作便捷性與安全性。
7、優選的,所述上夾頭組件底部開設有上定位卡槽,所述上夾頭組件中部安裝有多個氣動桿,所述氣動桿的輸出端固接有抵壓頭,所述抵壓頭可伸入上定位卡槽的內腔,所述氣動桿可驅動抵壓頭水平往復移動,實現對上定位卡槽內工件夾緊定位。
8、通過采用上述技術方案,多組同步供氣的氣動桿驅動抵壓頭雙向夾緊工件,配合上定位卡槽預定位結構,實現航空異形精密件無損傷快速裝夾,保證裝夾同軸度,避免裝夾應力集中干擾檢測結果。
9、優選的,所述第一氣缸缸體外表面包裹有彈性布,所述彈性布的上下兩端分別固定于第一氣缸缸體頂端與上夾頭組件頂部,所述彈性布可隨第一氣缸輸出端的伸縮同步拉伸收縮。
10、通過采用上述技術方案,包裹于第一氣缸外的彈性布可隨氣缸伸縮同步形變,形成全封閉柔性防護結構,隔絕試驗金屬碎屑、粉塵進入氣缸配合間隙,避免氣缸卡滯與密封件磨損,延長氣缸使用壽命與精度保持性。
11、優選的,所述工件裝夾工位頂部開設有與上定位卡槽位置對應的下定位卡槽,所述下定位卡槽用于卡接工件下端,所述工件裝夾工位側壁固接有導向架和收納塊,所述導向架中部滑動連接有限位橫板,所述限位橫板端部可滑動進入收納塊中部,用于阻擋卡裝于下定位卡槽內的工件從槽體中部脫出。
12、通過采用上述技術方案,可沿導向架滑動的限位橫板能嵌入收納塊形成防脫限位,在下定位卡槽槽口形成無盲區防護,阻擋高頻載荷下工件脫出,避免高價值航空精密件損傷,提升試驗過程安全性。
13、優選的,所述固定橫梁的下端面與第一氣缸缸體表面之間設有第一防塵墊,所述試驗機基座臺面頂部與第二氣缸之間墊設有第二防塵墊,所述第一防塵墊與第二防塵墊均采用耐磨橡膠材質。
14、通過采用上述技術方案,第一防塵墊與第二防塵墊可填充氣缸安裝配合間隙,形成多道密封防線,隔絕粉塵、水汽等進入,避免銹蝕與配合面磨損,同時緩沖氣缸運行振動,降低結構連接松動的風險。
15、優選的,所述試驗機基座底部四角支腳處固接有固定板,所述固定板中部螺紋連接有調節螺桿,所述調節螺桿底部固接有圓盤狀防滑腳墊,所述調節螺桿的桿體上套裝有兩組鎖緊調節螺母,兩組鎖緊調節螺母分別貼合于固定板的上下端面,通過旋轉調節螺桿可調整試驗機基座安裝高度。
16、通過采用上述技術方案,試驗機基座四角的調節螺桿可獨立調整支撐高度,快速完成設備水平度校準,適配不同安裝地面,配合防滑腳墊隔絕地面振動,提升高頻疲勞試驗的設備穩定性與數據重復性。
17、優選的,所述支撐立柱的頂端與固定橫梁的下端面之間豎向安裝有立柱導向頂桿,所述立柱導向頂桿的底端嵌入試驗機基座頂部定位孔內,所述立柱導向頂桿的頂端固接于固定橫梁底部,形成固定橫梁的輔助定位支撐結構。
18、通過采用上述技術方案,立柱導向頂桿形成固定橫梁的輔助承載結構,可將交變載荷均勻分散至試驗機基座,避免載荷集中于支撐立柱連接位,提升橫梁剛性與抗變形能力,保證氣缸安裝垂直度。
19、優選的,所述第一氣缸與第二氣缸的缸體內部均內置有壓力傳感器與位移傳感器,所述電氣控制柜內置有閉環測控單元、伺服驅動模塊與數據存儲模塊,所述閉環測控單元的信號輸入端分別與兩組壓力傳感器、兩組位移傳感器信號連接,所述閉環測控單元的信號輸出端分別與第一氣缸、第二氣缸的控制端電連接。
20、通過采用上述技術方案,壓力傳感器與位移傳感器可實時采集氣缸的載荷、位移數據并傳輸至閉環測控單元,測控單元通過伺服驅動模塊實時監測氣缸輸出載荷,實現交變載荷的高精度閉環控制,數據存儲模塊可全程同步采集試驗全維度數據,為構件疲勞性能分析提供可靠支撐。
21、本技術的技術效果和優點:
22、1、與現有技術相比,該一種航空精密金屬結構件疲勞檢測用試驗機通過上下同軸對置的雙氣缸協同加載結構,設備將固定橫梁水平安裝在支撐立柱的中部區間,大幅縮短加載力臂,避免長力臂帶來的載荷偏載與結構撓曲變形問題,上下氣缸可同步輸出反向交變載荷,保證加載路徑全程同軸,還原航空構件真實服役的雙向受力工況,從加載源頭提升檢測精度與穩定性,解決了單缸單端加載的缺陷。
23、2、與現有技術相比,該一種航空精密金屬結構件疲勞檢測用試驗機通過一體化自適應裝夾與防脫限位結構,上夾頭組件采用多組同步驅動的氣動夾緊結構,通過仿形抵壓頭實現工件的均勻無損傷裝夾,避免裝夾應力集中與同軸度偏差,同時下裝夾工位配套可滑動調節的限位橫板結構,可在裝夾槽口形成全封閉防脫防護,解決高頻交變載荷下工件滑脫的問題。
24、3、與現有技術相比,該一種航空精密金屬結構件疲勞檢測用試驗機通過全點位柔性防塵密封結構,設備在氣缸伸縮段包裹可隨動形變的彈性布,在氣缸與機身的連接端面加裝耐磨防塵墊,形成全封閉防護體系,隔絕試驗產生的金屬碎屑、粉塵、水汽等進入核心運動部件與連接間隙,避免氣缸卡滯、螺紋銹蝕,大幅延長設備使用壽命與精度保持性,適配航空檢測長期高頻運行的嚴苛工況。