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機(jī)載設(shè)備測(cè)試安全研究

文檔作者：黨一聞文檔來源：中航飛機(jī)西安飛機(jī)分公司陜西		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月13日
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A—cadem ic
學(xué)術(shù)
于電機(jī)是屬于簧下質(zhì)量，所以并未加上載荷。
以R=2Omm的圓形截面，采用Beam188單元，
單元邊長(zhǎng)為50mm，對(duì)線框單元進(jìn)行劃分網(wǎng)格。
2．2計(jì)算結(jié)果及分析
經(jīng)過ANSYS的計(jì)算求解，得到桿件軸力圖、
桿件扭矩圖、繞Y軸彎矩圖，繞Z軸彎矩圖。
由分析可知，車身框架所受最大軸向壓力
為9030N，受最大軸向拉力為7358N。因?yàn)槌丝?
載荷是直接加載在座椅支架上，所以車身左側(cè)
支架上的軸力響應(yīng)要比底盤的響應(yīng)要明顯，但
9030N的軸力是鋁型材可以接受的范圍之內(nèi)。
車身框架所受最大扭矩為666081N·mm，也就是
666．081N·m。在本次分析，整個(gè)框架皆是用同
一種截面的桿件來搭建，而承受扭矩最大的地
方， 實(shí)際上是在底盤大梁附近， 因此實(shí)際情況
可能優(yōu)于本次分析的情況。
具體到車身框架，在受到繞Y軸彎矩最大
的地方， 即車身地板上繞桿件端點(diǎn)水平轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)
動(dòng)的桿件，桿件所受最大繞Y軸彎矩為146000N
·nlm， 也就是146N·m。由圖lO可知，車身框
架所受最大繞z軸彎矩最大的地方， 即車身立
柱繞立柱端點(diǎn)水平轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的桿件，桿件受到
的最大彎矩為495576N·him，也就是495．576N·rn。
3．結(jié)論
由于本次分析對(duì)該中巴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較大
幅度的簡(jiǎn)化， 而且載荷加載相對(duì)于該中巴的實(shí)
際情況來說，過于集中于幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)， 因此
分析結(jié)果會(huì)與實(shí)際情況有所出入，但對(duì)于該中
巴框架的載荷分布大致情況，可以有較為直觀
的了解。
在本次分析，整個(gè)框架皆是用同一種截面
的桿件來搭建， 而承受扭矩最大的地方， 實(shí)際
上是在底盤大梁附近，因此實(shí)際情況可能優(yōu)于
本次分析的情況。具體差別有待后續(xù)對(duì)車身框
機(jī)載設(shè)備測(cè)試安全研究
710089中航飛機(jī)西安飛機(jī)分公司陜西西安一黨一聞
架進(jìn)行更加詳細(xì)的分析比較。
車身框架所受最大繞Z軸彎矩最大的地方
在車身立柱與副車架連接的部位，因此在該部
位的連接需要做特別的加強(qiáng)處理， 以確保該位
置足以承受端點(diǎn)的側(cè)向彎矩。
參考文獻(xiàn)：
[1]周中堅(jiān)，盧耀祖．機(jī)械與汽車結(jié)構(gòu)的有
限元分析[M]．上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1997．
[2]尹衍麗．三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)態(tài)特
性分析及實(shí)驗(yàn)研宄[D]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大
學(xué)，2000．
[3]高衛(wèi)民，王宏雁．汽車結(jié)構(gòu)分析有限元
法[J]．汽車研究與開發(fā)，2000(6)：30 62．
作者簡(jiǎn)介：
單清云(1988一)， 男， 山東濰坊人，
學(xué)歷： 本科， 主要研究方向： 電動(dòng)汽車。
摘要：
基于機(jī)載設(shè)備測(cè)試時(shí)的損壞案例，進(jìn)行損壞原理分析研究，對(duì)機(jī)載設(shè)備測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)制造提出要求，使得測(cè)試過程不會(huì)造成或盡量減少
對(duì)機(jī)載設(shè)備的損害。
引言
飛機(jī)機(jī)載設(shè)備在裝機(jī)或出廠前， 為了驗(yàn)證
其是否滿足設(shè)計(jì)要求會(huì)進(jìn)行測(cè)試檢查。用于機(jī)
載設(shè)備檢測(cè)的設(shè)備， 要求能夠測(cè)試機(jī)載設(shè)備的
主要參數(shù)，并在測(cè)試過程中不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能、
功能造成損害。測(cè)試設(shè)備的制造需要考慮到很
多 素，包括供電、通信、軟件、計(jì)算機(jī)硬件、
材料、總體等多方面。任何一方面考慮不周可
能就不能實(shí)現(xiàn)機(jī)載設(shè)備的全部參數(shù)測(cè)試，甚至
會(huì)損壞被測(cè)產(chǎn)品
產(chǎn)品的自身特點(diǎn)、測(cè)試設(shè)備防錯(cuò)是影響機(jī)
載設(shè)備測(cè)試安全的兩個(gè)主要因素， 在設(shè)計(jì)和制
造機(jī)載設(shè)備的測(cè)試設(shè)備時(shí)，需立足機(jī)載設(shè)備的
自身特點(diǎn)，使用最科學(xué)的測(cè)試方法保證測(cè)試安
全，此外，測(cè)試設(shè)備的防錯(cuò)也是很重要的一方面，
設(shè)備的自動(dòng)停機(jī)、插頭的防差錯(cuò)等都是必須考
慮的方面。
1．產(chǎn)品自身特點(diǎn)
1．1測(cè)試產(chǎn)生的疲勞
機(jī)載設(shè)備及其內(nèi)部組件都有使用壽命，測(cè)
試過程和裝機(jī)使用時(shí)， 機(jī)載設(shè)備工作，使用壽
命在不斷縮短，須通過科學(xué)的設(shè)計(jì)測(cè)試設(shè)備使
得機(jī)載設(shè)備及其內(nèi)部組件的工作次數(shù)盡量減少，
但并不影響測(cè)試內(nèi)容的完整性。
l54 Machine China中國機(jī)械
1．2過壓、過載、溫度過高
供電、供壓、供油等機(jī)載設(shè)備為飛機(jī)提供
電力、壓力。該類機(jī)載設(shè)備在測(cè)試過程中經(jīng)常
會(huì)出現(xiàn)過載、過壓等現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)有即時(shí)的卸載、
卸壓的裝置，否則可能會(huì)對(duì)機(jī)載設(shè)備造成損害。
某型液壓驅(qū)動(dòng)泵測(cè)試設(shè)備的建造，充分體
現(xiàn)了過壓保護(hù)的特點(diǎn)。液壓驅(qū)動(dòng)泵為飛機(jī)的液
壓油提供壓力，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，需要建立油循
環(huán)系統(tǒng)。測(cè)試時(shí)， 液壓驅(qū)動(dòng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)液壓油
在循環(huán)系統(tǒng)中流動(dòng)，在循環(huán)管路中的不同部位
設(shè)置壓力、流量測(cè)試裝置獲得液壓泵的輸出壓
力和流量。設(shè)置超壓溢流閥，當(dāng)增壓閥門出現(xiàn)
故障或異常使管路內(nèi)的壓力超過極限時(shí)會(huì)自動(dòng)
打開溢流閥，降低管路內(nèi)的液體壓力。
上述液壓驅(qū)動(dòng)泵測(cè)試設(shè)備， 同樣也使
用到了超溫保護(hù)的技術(shù)， 液壓驅(qū)動(dòng)泵需要在
45℃ ±5℃范圍內(nèi)工作，溫度過低或者過高都可
能損害液壓驅(qū)動(dòng)泵，油循環(huán)系統(tǒng)需要溫度調(diào)節(jié)
裝置控制油溫在45℃ ±5℃ 的范圍內(nèi)。在該測(cè)
試設(shè)備中，使用了加溫器、冷卻風(fēng)扇、溫度傳
感器、電子控制器組成的系統(tǒng)解決了溫度保持
的問題， 溫度傳感器在管路中將液壓油溫度轉(zhuǎn)
變?yōu)殡娦盘?hào)給電子控制器， 電子控制器根據(jù)需
求控制加熱器和冷卻系統(tǒng)的起動(dòng)與關(guān)閉， 將溫
度控制在45℃ ±5℃的范圍內(nèi)，其控制原理如
圖1。
信號(hào)線 一 一
。電子器控 制I
圖1 溫度控制系統(tǒng)閉環(huán)圖
上述測(cè)試設(shè)備的壓力和溫度保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)
計(jì)合理，為被測(cè)機(jī)載設(shè)備提供了安全的工作環(huán)
境，該類測(cè)試設(shè)備如燃油泵、電動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)電
機(jī)的測(cè)試需充分考慮到壓力、溫度、負(fù)載等方
面的極限要求，保證機(jī)載設(shè)備的測(cè)試安全。
1．3產(chǎn)品的特殊要求
部分機(jī)載設(shè)備由于其工作原理的特殊性，
在測(cè)試過程中及測(cè)試后，都要求一定的電氣連
接關(guān)系或禁止某些操作。這就要求測(cè)試設(shè)備有
提醒和自動(dòng)禁止操作的功能。
陀螺類機(jī)載產(chǎn)品， 由于其具有穩(wěn)定性， 可
以為飛機(jī)提供姿態(tài)、速度、航向等飛行指標(biāo)。
該類產(chǎn)品在測(cè)試時(shí)， 容易受溫度和外部震動(dòng)的
影響而損壞。慣導(dǎo)(INS)為陀螺類精密產(chǎn)品，
工作過程中會(huì)發(fā)熱，如果不能將熱量導(dǎo)出， 慣
導(dǎo)內(nèi)部的陀螺組件由于加工比較精密，其測(cè)量
數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)誤差增大的現(xiàn)象， 嚴(yán)重的可能將陀
螺組件或內(nèi)部電路板燒損，因此，測(cè)試設(shè)備必
須具備風(fēng)冷組件， 實(shí)時(shí)給慣導(dǎo)降溫。陀螺類產(chǎn)
品在起動(dòng)或斷電后會(huì)有一段時(shí)間工作不穩(wěn)定，
在該段時(shí)間內(nèi)如有外部震動(dòng)， 極易將陀螺軸打
彎，損壞成品，所以，在測(cè)試設(shè)備的面板或顯
示界面，要有警示文字“禁止在起動(dòng)或斷電時(shí)，
移動(dòng)陀螺成品”， 此外，為了安全，在試驗(yàn)時(shí)
必須將陀螺機(jī)載設(shè)備固定， 以防止意外跌落或
被移動(dòng)。
無線電、雷達(dá)收發(fā)機(jī)為大功率機(jī)載設(shè)備，
加電工作后， 將內(nèi)部電磁信號(hào)通過天線傳送至
空間中，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。該類機(jī)載設(shè)備工作
后，將產(chǎn)生大功率的電磁信號(hào)。在實(shí)驗(yàn)室通過
測(cè)試設(shè)備檢測(cè)收發(fā)機(jī)時(shí)，如收發(fā)機(jī)不加負(fù)載，
收發(fā)機(jī)產(chǎn)生的大功率電磁信號(hào)將不能發(fā)送，使
收發(fā)機(jī)內(nèi)溫度迅速升高，燒毀機(jī)載設(shè)備，并對(duì)
試驗(yàn)人員身體造成傷害。為了防止此類事故發(fā)
生，測(cè)試設(shè)備須有相應(yīng)的保護(hù)功能，例如在測(cè)
試程序中，增加檢測(cè)功能，當(dāng)檢測(cè)到未加載時(shí)，
將自動(dòng)控制不允許給機(jī)載設(shè)備加電，或者在測(cè)
試界面中有醒目的提示文字，防止忘記加載的
情況發(fā)生。
每一類機(jī)載設(shè)備都有其特殊性，測(cè)試設(shè)各
必須根據(jù)機(jī)載設(shè)備的特殊安全要求，制定防止
機(jī)載設(shè)備在測(cè)試過程中損壞的方案。
2．測(cè)試設(shè)備防錯(cuò)
2．1防止瞬間大電流情況的發(fā)生
任何一種特設(shè)機(jī)載成品都有其工作的電壓
或電流范圍， 當(dāng)測(cè)試設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)斷路或者供
電電源出現(xiàn)故障時(shí)， 易出現(xiàn)大電流或大電壓的
狀況，如不采取措施將會(huì)對(duì)被測(cè)成品造成損害。
因此有必要在制造測(cè)試設(shè)備時(shí)， 考慮到預(yù)防大
電流或大電壓燒損被測(cè)試成品的因素。
2．2連接插頭的防差錯(cuò)功能
航空電子產(chǎn)品特別是計(jì)算機(jī)類機(jī)載設(shè)備要
處理的信號(hào)是很多的，其外部接口可能不止一
個(gè)， 目前機(jī)載設(shè)備插頭的防差錯(cuò)功能已經(jīng)被嚴(yán)
格要求，但測(cè)試設(shè)備上的連接卻沒有明確規(guī)定，
存在測(cè)試人員將測(cè)試設(shè)備插頭插錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，測(cè)
試設(shè)備各插頭的接口要有所區(qū)別， 非某插頭對(duì)
應(yīng)的電纜不能連接到該插頭上。
2．3緊急停機(jī)功能
Academ ic
學(xué)術(shù)
對(duì)于大功率的電機(jī)類測(cè)試設(shè)備或比較危險(xiǎn)
的測(cè)試設(shè)備，在工作過程中易發(fā)生轉(zhuǎn)速失控、
傷及工作人員等情況， 為了在緊急時(shí)刻能迅速
使測(cè)試設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)， 保護(hù)被測(cè)試機(jī)載設(shè)備和
人身的安全，須在測(cè)試設(shè)備上設(shè)置緊急停車開
關(guān)?；蛟跍y(cè)試設(shè)備中設(shè)置自動(dòng)保護(hù)程序， 當(dāng)檢
測(cè)到測(cè)試設(shè)備有異常時(shí)， 能自動(dòng)報(bào)警， 并控制
測(cè)試設(shè)備停車。
3．結(jié)束語
為了驗(yàn)證機(jī)載設(shè)備性能和功能的正常，須
進(jìn)行機(jī)載設(shè)備的地面測(cè)試，但為了被測(cè)機(jī)載設(shè)
備的測(cè)試安全，必須在其測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)和制
造過程中考慮到對(duì)被測(cè)機(jī)載設(shè)備的保護(hù)因素。
本文從機(jī)載設(shè)備和測(cè)試設(shè)備兩方面研究了影響
測(cè)試安全的因素，希望能對(duì)測(cè)試設(shè)備的制造有
所幫助。
參考文獻(xiàn)：
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283．
真空泵性能下降原因分析及改造方案
探索
226246江蘇大唐國際呂四港發(fā)電有限責(zé)任公司江蘇啟東一姜海生
摘要
凝汽器真空的高低直接影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。以600MW 機(jī)組為例，每提高lkpa真空能5暈f氐2．5g／kwh供電煤耗，節(jié)能降耗效果明顯。
廠多次發(fā)生因凝汽器真空泵性能下降造成機(jī)組真空降低異常，引起真空泵性能下降的主要原因是真空泵工作液溫度升高，真空泵汽蝕所致。
對(duì)此狀況，筆者認(rèn)真分析，提出兩種整改方案，分析優(yōu)劣，希望能給有相似運(yùn)行方式的真空泵系統(tǒng)予以幫助。
前言
凝汽器抽真空系統(tǒng)是將凝汽器空氣區(qū)內(nèi)非
凝結(jié)氣體抽出，保證汽輪機(jī)在良好的真空狀態(tài)
下運(yùn)行。該廠凝汽器汽側(cè)抽真空系統(tǒng)設(shè)置三套
50％容量的水環(huán)式真空泵，并聯(lián)布置，正常運(yùn)行
時(shí)， 二套真空泵運(yùn)行，分別對(duì)高、低壓凝汽器
抽真空， 另外一套作為備用，三臺(tái)真空泵之間
設(shè)置聯(lián)絡(luò)門， 運(yùn)行方式靈活。在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，
三臺(tái)真空泵可一起投入運(yùn)行， 能更快地建立起
所需要的真空度，從而縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間。機(jī)
組投運(yùn)至今， 多次發(fā)生因凝汽器真空泵性能下
降造成機(jī)組真空降低異常，本文將從真空泵原
理、真空系統(tǒng)流程、真空系統(tǒng)異常及分析、真
空系統(tǒng)整改建議四方面入手分析。
1．水環(huán)式真空泵
水環(huán)式真空泵作為一種性能優(yōu)越的新型凝
汽器抽真空設(shè)備，它具有使用安全、操作簡(jiǎn)單、
運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、工作可靠、動(dòng)靜部分接觸面積小、
無需油潤(rùn)滑、運(yùn)行噪音小、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。
它的主要部件是葉輪和殼體。葉輪由葉片
和輪毅構(gòu)成，葉片有徑向平板式，也有向前(向
葉輪旋轉(zhuǎn)方向)彎式。殼體由若干零件組成，
不同型式的水環(huán)泵，殼體的具體結(jié)構(gòu)可能不同，
卻有著共同的特點(diǎn)，那就是在殼體內(nèi)部形成一
個(gè)圓柱體空間，葉輪偏心地裝在這個(gè)空間內(nèi)，
同時(shí)在殼體的適當(dāng)位置上開設(shè)吸氣口和排氣口。
吸氣口和排氣口開設(shè)在葉輪側(cè)面殼體的氣體分
配器上，軸向吸氣和排氣。
2．水環(huán)式真空泵系統(tǒng)流程
水環(huán)式真空泵泵組是由水環(huán)式真空泵低速
某
針
電動(dòng)機(jī)、汽水分離器、工作水冷卻器、氣動(dòng)控
制系統(tǒng)、高低水位調(diào)節(jié)器、泵組內(nèi)部有關(guān)連接
管道、閥門及電氣控制設(shè)備等組成。
3．真空系統(tǒng)異常及分析
3．1真空泵性能分析
該廠采用佛山水泵廠生產(chǎn)的改進(jìn)型2BW4
353一OEK4水環(huán)式真空泵，工作轉(zhuǎn)速590r／min，
冷卻液供液量4-13m3／h，配置額定功率160KW
電機(jī)，額定電流328A。
通過該泵特性曲線，我們可以得出以下結(jié)
論： 隨著吸入真空度的增加， 真空泵的軸功率
增加。所謂的吸入真空度是指泵入口處絕對(duì)壓
力。根據(jù)真空度概念，其大小等于大氣壓Pa與
測(cè)點(diǎn)處壓力P之和(imbar=lOOpa)。 在絕對(duì)壓
力相同的情況下， 隨著工作液溫度升高， 真空
中國機(jī)械Machine China 235

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