民用飛機(jī)鐵鳥艙門假件電液伺服加載系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用

李雪松

摘 要：該文根據(jù)某型民用飛機(jī)艙門假件地面模擬試驗的要求，設(shè)計了一套電液伺服加載系統(tǒng)，文中對電液伺服加載系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了分析，給出了方案設(shè)計、液壓系統(tǒng)設(shè)計、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容，試驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的控制性能、擴(kuò)展功能。

關(guān)鍵詞：艙門假件 電液伺服 液壓缸 加載

中圖分類號：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0050-02

飛機(jī)艙門是飛機(jī)的重要組成部分，艙門收放系統(tǒng)地面模擬試驗是民用飛機(jī)研制過程中重要的試驗項目。在艙門研制和驗證過程中，需要進(jìn)行相應(yīng)的驗證試驗，其中就包括艙門假件加載試驗，在多種模擬氣動載荷下，驗證艙門的收放功能。本文根據(jù)某型民用飛機(jī)艙門收放系統(tǒng)地面模擬試驗的要求，設(shè)計了一套艙門假件電液伺服加載系統(tǒng)。

1 加載系統(tǒng)方案設(shè)計

艙門假件電液伺服加載系統(tǒng)共有4路加載通道，分別對前起左、右艙門假件和主起左、右艙門加載。4塊艙門假件加載都需要用雙活塞桿液壓缸加載。加載方案見圖1，加載系統(tǒng)工作原理如下：

（1）加載控制計算機(jī)按試驗要求，根據(jù)飛機(jī)艙門收放過程中所受到的氣動載荷折算出相應(yīng)的扭矩，并下載到伺服控制器中；

（2）伺服控制器根據(jù)位移傳感器采集到的艙門偏轉(zhuǎn)角度信號計算出對應(yīng)的指令信號（扭矩/力），扭矩傳感器/力傳感器將扭矩/力參數(shù)反饋到伺服控制器，與指令信號進(jìn)行比較，得到的誤差信號經(jīng)控制算法調(diào)整后，輸出相應(yīng)的控制電流到電液伺服閥，從而實現(xiàn)加載系統(tǒng)的扭矩/力閉環(huán)伺服控制；

（3）當(dāng)出現(xiàn)過載（液壓缸兩腔壓差超過溢流閥設(shè)定值）時，溢流閥能夠及時卸壓，避免由于過載引起試驗件損壞，當(dāng)出現(xiàn)其他緊急情況時，可按下應(yīng)急按鈕，使電磁切斷閥斷電，從而使雙活塞桿液壓缸兩腔連通，實現(xiàn)緊急卸載；

（4）加載控制計算機(jī)可以將伺服控制器反饋來的位移/扭矩/力等參數(shù)進(jìn)行實時的顯示，并保存，用于試驗分析。

2 液壓系統(tǒng)設(shè)計

艙門假件電液伺服加載系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)原理：加載系統(tǒng)工作時，需外接油源供壓，截止閥打開，電液伺服閥和電磁切斷閥上電，其中電磁切斷閥為常通閥，上電后雙活塞桿液壓缸有桿腔和無桿腔斷開，伺服控制器控制電液伺服閥的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)活塞桿液壓缸向艙門假件進(jìn)行加載。節(jié)流閥可減小多余力的產(chǎn)生，提高控制性能。（見圖2）

3 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計

液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將液壓介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，加載系統(tǒng)中，主要指液壓缸。液壓缸的設(shè)計要點(diǎn)有：安裝連接方式的選擇、負(fù)載和速度的計算、液壓缸的主要尺寸參數(shù)的確定包括內(nèi)徑、直徑和行程等、液壓缸油口的設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、確定反饋傳感器、選定伺服閥、零部件強(qiáng)度設(shè)計計算、密封裝置、排氣裝置和防護(hù)裝置的設(shè)計。設(shè)計的艙門假件雙活塞液壓缸見圖3所示。

雙活塞液壓缸采用低摩擦結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證了動態(tài)加載性能；并采用合適的控制策略，控制平穩(wěn)可靠，在多余力沖擊出現(xiàn)前，預(yù)先坐好適當(dāng)補(bǔ)償；積木式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好，便于使用維修。

4 結(jié)語

在民用飛機(jī)研制過程中，設(shè)計的驗證和試驗是關(guān)鍵一環(huán)。本文針對某型民用飛機(jī)艙門收放系統(tǒng)地面模擬試驗要求，提出了艙門假件電液伺服加載方案，并對液壓系統(tǒng)和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)提出了設(shè)計方案，經(jīng)過后期研制，很好的滿足了試驗要求。此電液伺服加載系統(tǒng)具有很好的可移植性、擴(kuò)展性和應(yīng)用推廣價值。

參考文獻(xiàn)

[1] 《飛機(jī)設(shè)計手冊》總編委會.飛機(jī)設(shè)計手冊12-電氣系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：航空工業(yè)出版社，2000.

摘 要：該文根據(jù)某型民用飛機(jī)艙門假件地面模擬試驗的要求，設(shè)計了一套電液伺服加載系統(tǒng)，文中對電液伺服加載系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了分析，給出了方案設(shè)計、液壓系統(tǒng)設(shè)計、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容，試驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的控制性能、擴(kuò)展功能。

關(guān)鍵詞：艙門假件 電液伺服 液壓缸 加載

中圖分類號：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0050-02

飛機(jī)艙門是飛機(jī)的重要組成部分，艙門收放系統(tǒng)地面模擬試驗是民用飛機(jī)研制過程中重要的試驗項目。在艙門研制和驗證過程中，需要進(jìn)行相應(yīng)的驗證試驗，其中就包括艙門假件加載試驗，在多種模擬氣動載荷下，驗證艙門的收放功能。本文根據(jù)某型民用飛機(jī)艙門收放系統(tǒng)地面模擬試驗的要求，設(shè)計了一套艙門假件電液伺服加載系統(tǒng)。

1 加載系統(tǒng)方案設(shè)計

艙門假件電液伺服加載系統(tǒng)共有4路加載通道，分別對前起左、右艙門假件和主起左、右艙門加載。4塊艙門假件加載都需要用雙活塞桿液壓缸加載。加載方案見圖1，加載系統(tǒng)工作原理如下：

（1）加載控制計算機(jī)按試驗要求，根據(jù)飛機(jī)艙門收放過程中所受到的氣動載荷折算出相應(yīng)的扭矩，并下載到伺服控制器中；

（2）伺服控制器根據(jù)位移傳感器采集到的艙門偏轉(zhuǎn)角度信號計算出對應(yīng)的指令信號（扭矩/力），扭矩傳感器/力傳感器將扭矩/力參數(shù)反饋到伺服控制器，與指令信號進(jìn)行比較，得到的誤差信號經(jīng)控制算法調(diào)整后，輸出相應(yīng)的控制電流到電液伺服閥，從而實現(xiàn)加載系統(tǒng)的扭矩/力閉環(huán)伺服控制；

（3）當(dāng)出現(xiàn)過載（液壓缸兩腔壓差超過溢流閥設(shè)定值）時，溢流閥能夠及時卸壓，避免由于過載引起試驗件損壞，當(dāng)出現(xiàn)其他緊急情況時，可按下應(yīng)急按鈕，使電磁切斷閥斷電，從而使雙活塞桿液壓缸兩腔連通，實現(xiàn)緊急卸載；

（4）加載控制計算機(jī)可以將伺服控制器反饋來的位移/扭矩/力等參數(shù)進(jìn)行實時的顯示，并保存，用于試驗分析。

2 液壓系統(tǒng)設(shè)計

艙門假件電液伺服加載系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)原理：加載系統(tǒng)工作時，需外接油源供壓，截止閥打開，電液伺服閥和電磁切斷閥上電，其中電磁切斷閥為常通閥，上電后雙活塞桿液壓缸有桿腔和無桿腔斷開，伺服控制器控制電液伺服閥的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)活塞桿液壓缸向艙門假件進(jìn)行加載。節(jié)流閥可減小多余力的產(chǎn)生，提高控制性能。（見圖2）

3 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計

液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將液壓介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，加載系統(tǒng)中，主要指液壓缸。液壓缸的設(shè)計要點(diǎn)有：安裝連接方式的選擇、負(fù)載和速度的計算、液壓缸的主要尺寸參數(shù)的確定包括內(nèi)徑、直徑和行程等、液壓缸油口的設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、確定反饋傳感器、選定伺服閥、零部件強(qiáng)度設(shè)計計算、密封裝置、排氣裝置和防護(hù)裝置的設(shè)計。設(shè)計的艙門假件雙活塞液壓缸見圖3所示。

雙活塞液壓缸采用低摩擦結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證了動態(tài)加載性能；并采用合適的控制策略，控制平穩(wěn)可靠，在多余力沖擊出現(xiàn)前，預(yù)先坐好適當(dāng)補(bǔ)償；積木式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好，便于使用維修。

4 結(jié)語

在民用飛機(jī)研制過程中，設(shè)計的驗證和試驗是關(guān)鍵一環(huán)。本文針對某型民用飛機(jī)艙門收放系統(tǒng)地面模擬試驗要求，提出了艙門假件電液伺服加載方案，并對液壓系統(tǒng)和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)提出了設(shè)計方案，經(jīng)過后期研制，很好的滿足了試驗要求。此電液伺服加載系統(tǒng)具有很好的可移植性、擴(kuò)展性和應(yīng)用推廣價值。

參考文獻(xiàn)

[1] 《飛機(jī)設(shè)計手冊》總編委會.飛機(jī)設(shè)計手冊12-電氣系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：航空工業(yè)出版社，2000.

摘 要：該文根據(jù)某型民用飛機(jī)艙門假件地面模擬試驗的要求，設(shè)計了一套電液伺服加載系統(tǒng)，文中對電液伺服加載系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了分析，給出了方案設(shè)計、液壓系統(tǒng)設(shè)計、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容，試驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的控制性能、擴(kuò)展功能。

關(guān)鍵詞：艙門假件 電液伺服 液壓缸 加載

中圖分類號：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0050-02

飛機(jī)艙門是飛機(jī)的重要組成部分，艙門收放系統(tǒng)地面模擬試驗是民用飛機(jī)研制過程中重要的試驗項目。在艙門研制和驗證過程中，需要進(jìn)行相應(yīng)的驗證試驗，其中就包括艙門假件加載試驗，在多種模擬氣動載荷下，驗證艙門的收放功能。本文根據(jù)某型民用飛機(jī)艙門收放系統(tǒng)地面模擬試驗的要求，設(shè)計了一套艙門假件電液伺服加載系統(tǒng)。

1 加載系統(tǒng)方案設(shè)計

艙門假件電液伺服加載系統(tǒng)共有4路加載通道，分別對前起左、右艙門假件和主起左、右艙門加載。4塊艙門假件加載都需要用雙活塞桿液壓缸加載。加載方案見圖1，加載系統(tǒng)工作原理如下：

（1）加載控制計算機(jī)按試驗要求，根據(jù)飛機(jī)艙門收放過程中所受到的氣動載荷折算出相應(yīng)的扭矩，并下載到伺服控制器中；

（2）伺服控制器根據(jù)位移傳感器采集到的艙門偏轉(zhuǎn)角度信號計算出對應(yīng)的指令信號（扭矩/力），扭矩傳感器/力傳感器將扭矩/力參數(shù)反饋到伺服控制器，與指令信號進(jìn)行比較，得到的誤差信號經(jīng)控制算法調(diào)整后，輸出相應(yīng)的控制電流到電液伺服閥，從而實現(xiàn)加載系統(tǒng)的扭矩/力閉環(huán)伺服控制；

（3）當(dāng)出現(xiàn)過載（液壓缸兩腔壓差超過溢流閥設(shè)定值）時，溢流閥能夠及時卸壓，避免由于過載引起試驗件損壞，當(dāng)出現(xiàn)其他緊急情況時，可按下應(yīng)急按鈕，使電磁切斷閥斷電，從而使雙活塞桿液壓缸兩腔連通，實現(xiàn)緊急卸載；

（4）加載控制計算機(jī)可以將伺服控制器反饋來的位移/扭矩/力等參數(shù)進(jìn)行實時的顯示，并保存，用于試驗分析。

2 液壓系統(tǒng)設(shè)計

艙門假件電液伺服加載系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)原理：加載系統(tǒng)工作時，需外接油源供壓，截止閥打開，電液伺服閥和電磁切斷閥上電，其中電磁切斷閥為常通閥，上電后雙活塞桿液壓缸有桿腔和無桿腔斷開，伺服控制器控制電液伺服閥的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)活塞桿液壓缸向艙門假件進(jìn)行加載。節(jié)流閥可減小多余力的產(chǎn)生，提高控制性能。（見圖2）

3 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計

液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將液壓介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，加載系統(tǒng)中，主要指液壓缸。液壓缸的設(shè)計要點(diǎn)有：安裝連接方式的選擇、負(fù)載和速度的計算、液壓缸的主要尺寸參數(shù)的確定包括內(nèi)徑、直徑和行程等、液壓缸油口的設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、確定反饋傳感器、選定伺服閥、零部件強(qiáng)度設(shè)計計算、密封裝置、排氣裝置和防護(hù)裝置的設(shè)計。設(shè)計的艙門假件雙活塞液壓缸見圖3所示。

雙活塞液壓缸采用低摩擦結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證了動態(tài)加載性能；并采用合適的控制策略，控制平穩(wěn)可靠，在多余力沖擊出現(xiàn)前，預(yù)先坐好適當(dāng)補(bǔ)償；積木式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好，便于使用維修。

4 結(jié)語

在民用飛機(jī)研制過程中，設(shè)計的驗證和試驗是關(guān)鍵一環(huán)。本文針對某型民用飛機(jī)艙門收放系統(tǒng)地面模擬試驗要求，提出了艙門假件電液伺服加載方案，并對液壓系統(tǒng)和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)提出了設(shè)計方案，經(jīng)過后期研制，很好的滿足了試驗要求。此電液伺服加載系統(tǒng)具有很好的可移植性、擴(kuò)展性和應(yīng)用推廣價值。

參考文獻(xiàn)

[1] 《飛機(jī)設(shè)計手冊》總編委會.飛機(jī)設(shè)計手冊12-電氣系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：航空工業(yè)出版社，2000.