直升機平尾載荷標(biāo)定工裝夾具設(shè)計

侯玉潔，楊月

（中國直升機設(shè)計研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

標(biāo)定是飛行載荷測量前一個非常重要的環(huán)節(jié)，標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到測試載荷的準(zhǔn)確性。根據(jù)測試部件的標(biāo)定要求，標(biāo)定載荷量級進(jìn)行標(biāo)定工裝的設(shè)計，使結(jié)構(gòu)簡單，能夠完成平尾載荷標(biāo)定。并且盡量模擬試驗狀態(tài)，保證加載位置，能夠同時滿足平尾折疊接頭受載的標(biāo)定，減少平尾標(biāo)定時的拆卸次數(shù)。

1 平尾標(biāo)定工裝設(shè)計

首先，對平尾的結(jié)構(gòu)和標(biāo)定技術(shù)要求做具體分析，最大限度地滿足技術(shù)要求；當(dāng)標(biāo)定工裝夾具處于夾緊狀態(tài)時，不可損壞平尾。并且不破壞平尾的定位位置和幾何形狀，夾緊后不使試驗件松動滑移，又不使平尾的拘束度過大，產(chǎn)生較大的應(yīng)力，保證使用安全。為了限制夾緊力，對鎖緊螺栓行程進(jìn)行限位、加添毛氈襯墊等措施進(jìn)行設(shè)計。

其次，保證平尾標(biāo)定工裝能安全可靠地承載平尾完成標(biāo)定過程。拆卸平尾工裝夾具時應(yīng)動作迅速、操作方便、操作位置應(yīng)處在工人容易接近、最適宜操作的部位。并且，操作力不能過大，操作頻率不能過高，操作高度應(yīng)設(shè)在工人最易用力的部位。有足夠的裝配、加載空間，不能影響操作和觀察，不妨礙砝碼的裝卸。平尾應(yīng)與標(biāo)定試驗臺保持適當(dāng)?shù)木嚯x，夾緊可靠。

最后，平尾工裝夾具本身應(yīng)具有較好的制造工藝性和較高的機械效率。盡量選用已通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的材料、機構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零部件來制作工裝夾具。

2 標(biāo)定工裝夾具具體實施

平尾標(biāo)定工裝主要包括翼型夾、試驗件夾具、轉(zhuǎn)動標(biāo)定臺、連接螺栓、配重架和鋼絲繩、砝碼。平尾固定在試驗件夾具的平尾連接叉耳上，平尾連接叉耳與平尾之間的連接方式與真機實際連接一致，試驗件夾具與轉(zhuǎn)動標(biāo)定臺通過連接螺栓鎖定，翼型夾放置在平尾需要加載的位置上，通過連接螺栓進(jìn)行夾緊。根據(jù)需要標(biāo)定的載荷方向進(jìn)行L 型工裝夾具連接的轉(zhuǎn)換即可，不需要由于標(biāo)定方向的變化再進(jìn)行一套試驗件夾具的設(shè)計。標(biāo)定水平載荷與標(biāo)定豎直載荷的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1、2。

（1）翼型夾。在翼型夾的設(shè)計上，翼型夾與平尾貼合的部分與加載點處平尾外形輪廓一致，并向外擴大2mm，粘貼毛氈以免加載砝碼時損傷平尾，整體采用東北松木材料，減輕翼型夾的自重對試驗件的影響。采用東北松木內(nèi)側(cè)貼毛氈的方式，具有較好的保護(hù)功能。

（2）試驗件夾具。在試驗件夾具的設(shè)計中，試驗件夾具接頭與板采用分體式設(shè)計，減少安裝的復(fù)雜性，避免了一體式設(shè)計帶來的加工誤差與安裝困難，又可精確實現(xiàn)平尾的安裝。試驗件夾具的設(shè)計模擬平尾接頭與垂尾連接，采用螺栓連接的方式提高連接件的位置精度。對于從標(biāo)定水平載荷到標(biāo)定豎直載荷之間的轉(zhuǎn)換時，可只松開試驗件夾具與轉(zhuǎn)動標(biāo)定臺的連接螺栓，翻轉(zhuǎn)后連接鎖定，避免了由于標(biāo)定方向的要求再進(jìn)行一套夾具的設(shè)計，減少加工工作量。與標(biāo)定平臺的連接在上方采用通透的腰型孔，減小了安裝的難度，省時省力。試驗件夾具如圖3 所示。

3 標(biāo)定結(jié)果

本裝置于2018 年8 月對平尾進(jìn)行了標(biāo)定。為測試平尾的折疊載荷，左右平尾分別在距折疊軸200mm 的剖面上均貼了8 個應(yīng)變片組成2 個全橋測試通道。標(biāo)定過程中，根據(jù)要求加載后，平尾彎矩Mz 沒有變化，左、右平尾彎矩Mz 不進(jìn)行測試。左、右平尾彎矩Mx 標(biāo)定曲線見圖4、5。

圖1 水平標(biāo)定

圖2 豎直標(biāo)定

圖3 試驗件夾具

圖4 左平尾彎矩Mx 標(biāo)定曲線

4 結(jié)語

平尾標(biāo)定從原理上分析并不復(fù)雜，但標(biāo)定試驗裝置的確定與工裝的設(shè)計生產(chǎn)及安裝工藝等因素息息相關(guān)。通過對平尾標(biāo)定工裝的設(shè)計，形成一套標(biāo)定工裝試驗裝置，以此來實現(xiàn)簡單直觀地進(jìn)行平尾標(biāo)定的目的。滿足平尾標(biāo)定工裝的通用性要求，降低試驗成本。綜合考慮各方面的因素，安全、高效的滿足試驗需要。

圖5 右平尾彎矩Mx 標(biāo)定曲線