本發(fā)明屬于航空發(fā)動機(jī)部件測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

安全是民航永恒的主題，也是民航一切工作的重中之重。航空發(fā)動機(jī)作為飛機(jī)的“心臟”，是民航飛行安全的重要保證。

燃油噴嘴是航空發(fā)動機(jī)的重要部件，其主要功能是根據(jù)發(fā)動機(jī)不同的工作狀態(tài)，供給燃燒室合適數(shù)量、具有良好霧化質(zhì)量的燃油。其中燃油噴嘴的射程、壓力、噴射角度和噴射模型是保證發(fā)動機(jī)推力要求、影響燃燒效率和性能的主要指標(biāo)。

近年來，我國航空運(yùn)輸需求強(qiáng)勁，行業(yè)發(fā)展迅速，預(yù)計到“十三五”末，運(yùn)輸機(jī)場將有270個左右，運(yùn)輸飛機(jī)有4600架左右，通用飛機(jī)有5000架左右，民航機(jī)隊規(guī)?？倲?shù)近萬架。而隨著機(jī)隊規(guī)模不斷擴(kuò)大，航空發(fā)動機(jī)的維護(hù)工作量必然成倍增長。

在航空發(fā)動機(jī)部件檢測中，燃油噴嘴的性能檢測十分重要。但是，目前國內(nèi)航空公司和發(fā)動機(jī)維修企業(yè)主要采用人工手動檢測的方式對燃油噴嘴進(jìn)行性能測試，這樣不僅檢測效率低且容易出現(xiàn)“誤檢”，同時也導(dǎo)致發(fā)動機(jī)整機(jī)檢測時間過長，直接增加了航空公司的運(yùn)營成本。

隨著自動化檢測技術(shù)的迅速發(fā)展，中國逐漸進(jìn)入“工業(yè)4.0時代”。在機(jī)械制造、汽車行業(yè)、航空航天等多個領(lǐng)域，自動化檢測技術(shù)已成為國際公認(rèn)的先進(jìn)制造技術(shù)和新產(chǎn)品研發(fā)的輔助手段。采用航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)，可避免人為原因所導(dǎo)致的“誤檢”，降低機(jī)務(wù)維護(hù)人員的工作強(qiáng)度；可大大提高檢測效率，有效減低發(fā)動機(jī)整機(jī)檢測時間，進(jìn)而降低航空公司的運(yùn)營成本。但目前尚缺少這樣的系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)包括：底座、移動平臺、低速大扭矩直流電機(jī)、絲杠、兩個氣缸支撐座、兩個可調(diào)行程氣缸、兩個壓力傳感器支撐臂、兩個壓力傳感器、超聲測距傳感器發(fā)射端、超聲測距傳感器接收端、絲杠支撐座、第一電機(jī)支撐臂、直流電機(jī)、噴嘴旋轉(zhuǎn)臂、噴嘴固定件、流量計、泵、儲液罐、第二電機(jī)支撐臂、步進(jìn)電機(jī)、高速攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)臂、高速攝像機(jī)、分布式控制系統(tǒng)、激光測距傳感器、水平傳感器；其中，底座為矩形板狀結(jié)構(gòu)，水平放置，并且左端表面前部沿左右方向形成有一個第二滑軌；絲杠以與第二滑軌平行的方式設(shè)置在底座的左端表面后側(cè)，一端通過聯(lián)軸器與低速大扭矩直流電機(jī)的輸出軸相連，另一端通過固定在底座表面的絲杠支撐座進(jìn)行支撐；移動平臺的后端底面通過一個絲杠母連接在絲杠上，前端底面向下突出形成有一個下端插入在第二滑軌內(nèi)的導(dǎo)向軌，因此能夠在低速大扭矩直流電機(jī)和絲杠的驅(qū)動下沿第二滑軌進(jìn)行直線運(yùn)動，并且移動平臺的表面中部沿前后方向形成有一個第一滑軌；兩個氣缸支撐座的下端分別固定在移動平臺的前后端表面；兩個可調(diào)行程氣缸分別固定在兩個氣缸支撐座的上端，并且兩個可調(diào)行程氣缸上的作動筒相對設(shè)置；兩個垂直設(shè)置的壓力傳感器支撐臂中部分別連接在兩個可調(diào)行程氣缸的作動筒外端，下端插入在第一滑軌中，因此能夠在可調(diào)行程氣缸的作用下沿第一滑軌進(jìn)行直線運(yùn)動；兩個壓力傳感器分別安裝在兩個壓力傳感器支撐臂上端，并且壓力感應(yīng)方向朝向右側(cè)方向；超聲測距傳感器發(fā)射端和超聲測距傳感器接收端分別安裝在兩個壓力傳感器的左側(cè)面上；第一電機(jī)支撐臂垂直安裝在底座中部；直流電機(jī)固定在第一電機(jī)支撐臂上端，并且輸出軸位于前端；噴嘴旋轉(zhuǎn)臂的內(nèi)端與直流電機(jī)的輸出軸垂直相連，因此可在直流電機(jī)的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；噴嘴固定件連接在噴嘴旋轉(zhuǎn)臂的外端，用于安裝待檢測的噴嘴；流量計、泵和儲液罐安裝在底座中部，三者之間通過管路連接，并且流量計與噴嘴通過軟管連接；第二電機(jī)支撐臂垂直安裝在底座右端表面；步進(jìn)電機(jī)安裝在第二電機(jī)支撐臂上端，并且輸出軸位于左端；高速攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)臂的內(nèi)端與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸垂直相連，因此能夠在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；高速攝像機(jī)安裝在高速攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)臂的外端；當(dāng)噴嘴固定件面對壓力傳感器時，水平傳感器固定在噴嘴旋轉(zhuǎn)臂的下部邊緣，激光測距傳感器固定在噴嘴旋轉(zhuǎn)臂的上部邊緣，且激光測距傳感器上的激光發(fā)射端與噴嘴的頂部齊平；分布式控制系統(tǒng)同時與低速大扭矩直流電機(jī)、可調(diào)行程氣缸、壓力傳感器、超聲測距傳感器發(fā)射端、超聲測距傳感器接收端、直流電機(jī)、流量計、泵、步進(jìn)電機(jī)、高速攝像機(jī)、激光測距傳感器和水平傳感器電連接。

所述的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)還包括一個背景幕安裝臂和背景幕，其中背景幕安裝臂的內(nèi)端與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸垂直相連，并且與高速攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)臂相差180°；背景幕安裝在背景幕安裝臂的外端。

所述的分布式控制系統(tǒng)上部嵌入式安裝有工業(yè)觸摸屏，下部為控制電氣柜，工業(yè)觸摸屏選用Proface公司GC4000。

所述的水平傳感器選用RION公司的ACA626T高精度傾角儀。

所述的激光測距傳感器選用上海譽(yù)煊電子有限公司RLM-S12激光測距傳感器。

所述的高速攝像機(jī)選用SJCAM公司生產(chǎn)H3R無線高速運(yùn)動防水?dāng)z像機(jī)。

本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)可自動測試噴嘴壓力、噴射角度和噴射模型等主要性能參數(shù)，能夠避免人為原因所導(dǎo)致的“誤檢”，降低機(jī)務(wù)維護(hù)人員的工作強(qiáng)度；可大大提高檢測效率，有效減低發(fā)動機(jī)整機(jī)檢測時間，進(jìn)而降低航空公司的運(yùn)營成本；本系統(tǒng)可方便地安裝在普通輪式載具上，使用靈活方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)部分結(jié)構(gòu)立體圖。

圖2為本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)中噴嘴旋轉(zhuǎn)臂部位局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為安裝有背景幕的本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)進(jìn)行工作模式1測試時結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖5為本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)進(jìn)行工作模式2測試時結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖6為本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)進(jìn)行工作模式3測試時結(jié)構(gòu)正視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1—圖6所示，本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)包括：底座1、移動平臺2、低速大扭矩直流電機(jī)3、絲杠4、兩個氣缸支撐座5、兩個可調(diào)行程氣缸6、兩個壓力傳感器支撐臂9、兩個壓力傳感器10、超聲測距傳感器發(fā)射端11、超聲測距傳感器接收端12、絲杠支撐座13、第一電機(jī)支撐臂14、直流電機(jī)15、噴嘴旋轉(zhuǎn)臂16、噴嘴固定件17、流量計18、泵19、儲液罐20、第二電機(jī)支撐臂21、步進(jìn)電機(jī)22、高速攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)臂23、高速攝像機(jī)24、分布式控制系統(tǒng)26、激光測距傳感器27、水平傳感器29；其中，底座1為矩形板狀結(jié)構(gòu)，水平放置，并且左端表面前部沿左右方向形成有一個第二滑軌8；絲杠4以與第二滑軌8平行的方式設(shè)置在底座1的左端表面后側(cè)，一端通過聯(lián)軸器與低速大扭矩直流電機(jī)3的輸出軸相連，另一端通過固定在底座1表面的絲杠支撐座13進(jìn)行支撐；移動平臺2的后端底面通過一個絲杠母連接在絲杠4上，前端底面向下突出形成有一個下端插入在第二滑軌8內(nèi)的導(dǎo)向軌，因此能夠在低速大扭矩直流電機(jī)3和絲杠4的驅(qū)動下沿第二滑軌8進(jìn)行直線運(yùn)動，并且移動平臺2的表面中部沿前后方向形成有一個第一滑軌7；兩個氣缸支撐座5的下端分別固定在移動平臺2的前后端表面；兩個可調(diào)行程氣缸6分別固定在兩個氣缸支撐座5的上端，并且兩個可調(diào)行程氣缸6上的作動筒相對設(shè)置；兩個垂直設(shè)置的壓力傳感器支撐臂9中部分別連接在兩個可調(diào)行程氣缸6的作動筒外端，下端插入在第一滑軌7中，因此能夠在可調(diào)行程氣缸6的作用下沿第一滑軌(7)進(jìn)行直線運(yùn)動；兩個壓力傳感器10分別安裝在兩個壓力傳感器支撐臂9上端，并且壓力感應(yīng)方向朝向右側(cè)方向；超聲測距傳感器發(fā)射端11和超聲測距傳感器接收端12分別安裝在兩個壓力傳感器10的左側(cè)面上；第一電機(jī)支撐臂14垂直安裝在底座1中部；直流電機(jī)15固定在第一電機(jī)支撐臂14上端，并且輸出軸位于前端；噴嘴旋轉(zhuǎn)臂16的內(nèi)端與直流電機(jī)15的輸出軸垂直相連，因此可在直流電機(jī)15的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；噴嘴固定件17連接在噴嘴旋轉(zhuǎn)臂16的外端，用于安裝待檢測的噴嘴28；流量計18、泵19和儲液罐20安裝在底座1中部，三者之間通過管路連接，并且流量計18與噴嘴28通過軟管連接；第二電機(jī)支撐臂21垂直安裝在底座1右端表面；步進(jìn)電機(jī)22安裝在第二電機(jī)支撐臂21上端，并且輸出軸位于左端；高速攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)臂23的內(nèi)端與步進(jìn)電機(jī)22的輸出軸垂直相連，因此能夠在步進(jìn)電機(jī)22的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；高速攝像機(jī)24安裝在高速攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)臂23的外端；當(dāng)噴嘴固定件17面對壓力傳感器10時，水平傳感器29固定在噴嘴旋轉(zhuǎn)臂16的下部邊緣，激光測距傳感器27固定在噴嘴旋轉(zhuǎn)臂16的上部邊緣，且激光測距傳感器27上的激光發(fā)射端與噴嘴28的頂部齊平；分布式控制系統(tǒng)26同時與低速大扭矩直流電機(jī)3、可調(diào)行程氣缸6、壓力傳感器10、超聲測距傳感器發(fā)射端11、超聲測距傳感器接收端12、直流電機(jī)(15)、流量計18、泵19、步進(jìn)電機(jī)22、高速攝像機(jī)24、激光測距傳感器27和水平傳感器29電連接。

所述的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)還包括一個背景幕安裝臂25和背景幕30，其中背景幕安裝臂25的內(nèi)端與步進(jìn)電機(jī)22的輸出軸垂直相連，并且與高速攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)臂23相差180°；背景幕30安裝在背景幕安裝臂25的外端。

所述的分布式控制系統(tǒng)26上部嵌入式安裝有工業(yè)觸摸屏，下部為控制電氣柜，工業(yè)觸摸屏可根據(jù)需求選用，例如Proface公司GC4000。

所述的水平傳感器29可根據(jù)需求選用，例如RION公司的ACA626T高精度傾角儀。

所述的激光測距傳感器27可根據(jù)需求選用，例如上海譽(yù)煊電子有限公司RLM-S12激光測距傳感器。

所述的高速攝像機(jī)24可根據(jù)需求選用，例如SJCAM公司生產(chǎn)H3R無線高速運(yùn)動防水?dāng)z像機(jī)。

現(xiàn)將本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)使用方法闡述如下：

首先，由檢測人員將本航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴自動測試系統(tǒng)(以下簡稱系統(tǒng))連接好電源和氣源，并在儲液罐20中添加噴嘴檢測校準(zhǔn)液，然后將系統(tǒng)通電并完成系統(tǒng)自檢；

第二，將待檢測噴嘴28利用噴嘴固定件17安裝在噴嘴旋轉(zhuǎn)臂16的外端；

第三，進(jìn)行工作模式1的測試，即測試額定流量和射程下噴嘴28的壓力：在分布式控制系統(tǒng)26的控制下啟動直流電機(jī)15，由此驅(qū)動噴嘴旋轉(zhuǎn)臂16向左側(cè)轉(zhuǎn)動，直到水平傳感器29發(fā)出水平位置到達(dá)信號以使直流電機(jī)15停止轉(zhuǎn)動；同時控制兩個可調(diào)行程氣缸6工作，使兩個壓力傳感器支撐臂9在第一滑軌7上進(jìn)行移動，直到兩個壓力傳感器支撐臂9在移動平臺2中間位置相互接觸；

第四，啟動低速大扭矩直流電機(jī)3，通過絲杠4驅(qū)動移動平臺2在第二滑軌8上進(jìn)行移動；當(dāng)激光測距傳感器27檢測到噴嘴28與兩個壓力傳感器10間的距離等于噴嘴射程L時，發(fā)出信號使低速大扭矩直流電機(jī)3停止工作；

第五，啟動泵19，由此將儲液罐20中的噴嘴檢測校準(zhǔn)液通過管路及軟管提供給噴嘴28，并由噴嘴28向外噴出；當(dāng)流量計18顯示出管路中的壓力已達(dá)到噴嘴28的正常流量時，開始采集兩個壓力傳感器10的信號；等待10秒鐘信號穩(wěn)定后，如壓力信號達(dá)到噴嘴28的標(biāo)稱值，測試通過，否則，測試未通過；

第六，進(jìn)行工作模式2的測試，即測試額定流量和射程下噴嘴28的噴射角度：同時控制兩個可調(diào)行程氣缸6工作，使兩個壓力傳感器支撐臂9在第一滑軌7上向外側(cè)進(jìn)行移動，直到兩個壓力傳感器10采集不到壓力信號，兩個可調(diào)行程氣缸6停止工作；啟動超聲測距傳感器發(fā)射端11、超聲測距傳感器接收端12而得到噴嘴28的噴射寬度W；關(guān)閉泵19，然后通過下式計算出噴嘴28的噴射角度α：

計算公式：噴射角度α＝2*arctan(噴射寬度W/2/噴嘴射程L)

第七，進(jìn)行工作模式3的測試，即測試額定流量下噴嘴28的噴射模型；啟動直流電機(jī)15，由此驅(qū)動噴嘴旋轉(zhuǎn)臂16向右側(cè)轉(zhuǎn)動，直到水平傳感器29發(fā)出水平位置到達(dá)信號以使直流電機(jī)15停止轉(zhuǎn)動；

第八，根據(jù)儲液罐20中噴嘴檢測校準(zhǔn)液的類型，選擇是否在背景幕安裝臂25上安裝背景幕30；啟動泵19，由此將儲液罐20中的噴嘴檢測校準(zhǔn)液通過管路及軟管提供給噴嘴28，并由噴嘴28向外噴出；當(dāng)流量計18顯示出管路中的壓力已達(dá)到噴嘴28的正常流量時，等待10秒鐘；啟動步進(jìn)電機(jī)22以驅(qū)動高速攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)臂23慢速旋轉(zhuǎn)，開啟高速攝像機(jī)24，實時采集噴嘴28的噴射模型，由此完成噴嘴28的檢測過程。

另外，噴嘴檢測校準(zhǔn)液可選擇水、MIL-C-7024校準(zhǔn)液、JET A燃油或JP-5燃油，應(yīng)依據(jù)相關(guān)噴嘴維修手冊進(jìn)行選擇。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式中所述的實施例。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)或替換。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)上的沖突，各實施例中的特征均可相互結(jié)合起來，或由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其他相似的此原理得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。