Hänchen测试工程的特点:
  • 产品使用寿命长
  • 优化的摩擦特性
  • 可靠和精确的响应
  • 专业的咨询,包括现场咨询
飞机试验台中的橙色液压缸飞行中的飞机
图 1:六足机器人液压缸,带有法兰连接的 Ratio-Clamp®
图 2:空中客车A380飞机
图 3:翼型试验台,用于模拟气流。
结构试验台的技术要求
  • 静态载荷下 1% 的控制偏差,动态试验下 4% 的控制偏差
  • 最小移动速度可达0.02米/秒
  • 最大移动速度可达1米/秒
  • 用于保护操作人员和试验台的安全元件
技术实现
  • Servocop® 型 300 系列液压缸
  • 活塞直径在40到160毫米之间
  • 活塞杆直径在30到110毫米之间
  • 行程从300到1670毫米
  • Ratio-Clamp®夹紧装置
  • 锁紧力在140到300千牛之间
高升力系统
在多个测试领域中,Hänchen的液压缸已在多代空中客车试验台技术中得到验证。位于不莱梅的High-Lift测试中心也获得了这种积极的体验。这里负责所有空中客车项目(包括A380)的机翼高升力系统的开发、设计和生产。高升力系统最著名的元件被称为襟翼和前缘缝翼。它们在不同的飞行阶段调整机翼的空气动力学特性并对其进行优化,同时对相应的驱动系统提出了特殊的要求。它们移动所谓的“Slats”(前缘缝翼)以及机翼后缘的“Flaps”(襟翼)。各种液压和电气驱动组件在起飞、巡航(即长途飞行)和着陆期间定位缝翼和襟翼。广泛的测试模拟了在此过程中发生的环境条件、力和其它载荷。这样可以确保并证明首次飞行和交通许可所需的系统安全性——即使在极端条件下也是如此。

全面的测试
在不莱梅,会进行正常飞行和极端情况的调查,以专门针对复杂的高升力系统证明其必要的功能。A350 XWB系统测试对于该飞机的认证也至关重要。它与之前的试验相比,复杂性明显更高:“我们在不莱梅的测试中专注于系统中的每一个细节”,负责高升力领域测试设施运营的工程师Michael Johst先生这样描述这项任务。“我们已经完全安装了原始的驱动电机、安全技术和高升力系统的传感器技术,以便全面测试单个系统。我们不仅研究各种‘正常运行情况’,还研究可能的极端情况。这些情况会在原始系统上重现,以证明系统稳定性在任何情况下都能得到保证。作为对实际试验台上试验的补充,我们还使用虚拟测试平台。”

液压模拟空气载荷
系统测试检查冗余以及控制计算机与所有相关的系统和结构组件协同工作的功能,这有时非常复杂。例如,在试验台中,会模拟最小-56°C或最大+90°C的空气载荷以及高低温。空中客车在不莱梅对高升力系统进行测试的另一个重点是新型高升力组件的鉴定。在这些试验台中,当需要线性力时,通常会使用来自斯图加特附近的奥斯菲尔登的Hänchen液压缸,尤其是在模拟空气载荷时。
 
图 1:带有14个Hänchen液压缸的Slat站
图 2:襟翼试验的监控。
图 3:左图为空中客车德国不莱梅分公司高升力试验台运营与维护负责人Michael Johst工程师。
A350 XWB——最新的项目
在A350 XWB的缝翼和襟翼测试中,使用了26个液压缸——全部来自Hänchen。由于驱动器的尺寸、功率密度、控制质量和动态特性,液压系统特别适合在此处使用,以便能够最佳地模拟飞行条件。由于Hänchen的液压缸,静态载荷下1%的允许控制偏差得以保持。在动态试验中,允许的控制偏差为4%。试验台的设计使用寿命为15到20年。用于研究极端情况的特殊工具除外,这些工具设计用于极限载荷条件下的有限负荷变化。

端盖类型Servocop®
通过Hänchen的液压缸,可以轻松地批量满足这些要求:由于对性能和动态特性的高要求,不莱梅使用的300系列液压缸均采用Servocop®端盖类型。襟翼液压缸的最大供应压力为250巴,缝翼液压缸的最大供应压力为300巴。在试验台中,由于控制所需的压降,供应压力降至180巴。活塞直径在40到160毫米之间,活塞杆直径在30到110毫米之间,行程为300到1670毫米。重要的特点是端盖和活塞杆之间具有高精度和最小间隙。滑动表面保证了优化的摩擦特性。高制造精度和小的导向间隙确保了较长的使用寿命。此外,Servocop®设计即使在非常低(高达0.02米/秒)和非常高(高达1米/秒)的活塞处速度下,也能提供几乎无滑移的运动。因此,Servocop®端盖类型特别适用于测试和试验台制造,例如空中客车公司。在不莱梅,这也关系到保护操作人员和试验台本身的安全问题,因为这里的损坏可能会使试验推迟数月。在试验中,电气驱动装置在这一应用领域,尤其是在载荷模拟方面,证明效果不佳。新一代测试场地中的所有液压缸都配备了支持EtherCAT的集成式位移传感器,因为这种支持实时功能的现场总线已成为不莱梅的标准。从地下室中央液压供应的执行器的控制是通过载荷和位置进行的。空气载荷模拟的载荷控制取决于原始系统中各自的位置。对于较小的试验装置,液压缸制造商还提供带有蓄能器、阀和其它元件的完整驱动单元。
 
“我们很乐意使用Hänchen液压缸和夹紧装置,因为它们已经过良好的验证,并且保持了他们承诺的质量。”
Michael Johst工程师,空中客车公司
高升力试验台的结构
在A350 XWB的高升力试验台中,空中客车公司忠实地复制了左侧机翼的系统,右侧则以缩短的形式表示。缝翼站通过14个液压缸的布置进行加载,并通过齿条直接连接到系统组件。在后缘的内部和外部襟翼上,负载模拟由六足机器人支撑。执行器分别是6个液压缸。液压缸上安装了气动线性驱动器,以较小的重量支持快速运动。

Ratio-Clamp® 夹紧装置的剖面图 配备Servocop® 密封系统
Ratio-Clamp®夹紧装置
为了即使在没有压力的情况下也能安全地无限期固定六足机器人,襟翼上的所有液压缸都配有法兰连接的Ratio-Clamp®夹紧装置。根据液压缸的不同,这种已获专利的夹紧装置的锁紧力设计在140至300千牛之间。该力存储在碟形弹簧中,并通过锥形夹紧元件以摩擦接触的方式在压力下降时固定活塞杆。在此,所使用的弹簧组和锥体的长度精确地定义了夹紧力和解锁压力。这种夹紧过程可以通过有针对性的关闭、降低压力或通过能量故障以及系统损坏来触发。然后,夹紧力在没有能量供应的情况下保持任意时间,直到解锁压力再次施加并且活塞杆因此被释放。在施加压力的情况下,活塞杆可以在两个方向上以低摩擦移动。此外,使用Ratio-Clamp®夹紧装置也提供了液压系统的典型优势:高功率密度和精确的响应,因为介质的压缩性极小。因此,可以实际避免空中客车公司昂贵的试验台发生损坏,例如在液压供应发生故障时。
 
在不莱梅,Hänchen是强制标准
“我们很乐意使用Hänchen液压缸和夹紧装置,因为它们已经过良好验证,并且保持了他们承诺的质量”,首席测试工程师Johst总结道。“自1980年我们首次进行高升力测试以来,我们就积累了这种经验。即使我们在许多领域与多个合作伙伴合作:在这里,Hänchen对我们来说是标准。”
Jörg Beyer, mediaword
© Hänchen 2013

我们作为试验台和试验机制造商的专业能力

复杂的内部和客户项目使Hänchen如今成为完整试验机的可靠质量供应商。这反映了我们多年的能力发展——从液压缸制造开始,扩展到电子元件和完整的驱动系统。现在,Hänchen为其客户提供完整的机器,包括驱动轴、机架和机械元件。

  • 超过半个世纪的液压和密封件专业经验
  • 在客户项目个性化设计和实现方面的丰富经验
  • 工业机械改造的系统化、个性化设计方面的经验
  • 测量、控制和调节技术,实时控制,测量数据采集,传感器技术,现场总线连接和评估
  • 开发自己的模块化软件,包括用于控制和调节的图形界面以及过程层面的通信
  • 试验机的规划和实施
  • 个性化试验台建造
  • 符合机械指令的PLe级全面安全概念、CE一致性、安全软件
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