[發明專利]基于交流放電的葉尖間隙標定系統及標定方法

有效

• 申請號: 201611188084.1
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106705828B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 于兵;申恩玉;袁培;王繼強;胡忠志;舒文君
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B7/14
• 分類號: G01B7/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本發明公開一種基于交流放電的葉尖間隙標定系統，探針的尖端與機匣的內壁相平齊，探針的底端固定于滾珠絲杠的一側，隨滾珠絲杠一起移動；本發明還公開一種基于交流放電的葉尖間隙標定方法，包括如下步驟：步驟1，將探針從機匣內壁移動到與葉尖接觸的位置，測量機匣與葉尖之間的距離；步驟2，向外部徑直移動探針，調整探針與葉尖之間的徑向距離d_i，測量探針與葉尖的放電起始電壓U_i，從而完成單個葉片放電起始電壓和葉尖間隙的關系標定。此種方案操作簡單，可用于葉尖間隙的實際測量，可實現每個葉片的間隙標定，提高測量精度。

技術領域

本發明屬于葉片間隙測量領域，特別涉及一種基于交流放電的葉尖間隙標定系統及標定方法，可用于實際葉尖間隙的測量工作。

背景技術

航空發動機轉子葉片尖端與機匣內壁之間的距離被稱為葉尖間隙，是影響發動機性能和效率的一個重要參數。隨著現代航空方法發展，對發動機性能要求不斷提高，減小發動機葉尖間隙成為提高發動機性能的重要手段之一。減小發動機葉尖間隙可以降低工作介質泄漏，減小端壁損失，從而進一步提高發動機性能。但在減小葉尖間隙、提高效率的同時，過小的葉尖間隙配合在發動機工作狀態變化時，很可能因為葉片受載變化、機匣變形、轉子葉片與機匣熱膨脹不一致等原因導致轉靜子的碰摩，影響飛行安全。因此，設計控制“最佳”間隙配合，對提高發動機性能和保證飛行安全非常重要。而合理的設計間隙或進行主動間隙控制，關鍵在于搞清間隙的實際變化情況，掌握其變化規律。在航空發動機實際使用過程中，影響發動機葉尖間隙的因素非常復雜，通過理論計算無法準確估算出間隙值，只能通過間隙實測給出葉尖間隙變化情況，從而進行優化設計。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種基于交流放電的葉尖間隙標定系統及標定方法，其操作簡單，可用于葉尖間隙的實際測量，實現每個葉片的間隙標定，提高測量精度。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種基于交流放電的葉尖間隙標定系統，包括電壓輸出模塊、探針、執行機構、電流測量轉換模塊和中央處理控制模塊，其中，執行機構包括步進電機控制電路、步進電機和滾珠絲杠，步進電機與滾珠絲杠的驅動端連接，步進電機控制電路控制步進電機的旋轉，從而推動滾珠絲杠移動；探針的尖端與機匣的內壁相平齊，且在探針插入機匣的部分包裹絕緣層，探針的底端固定于滾珠絲杠的一側，隨滾珠絲杠一起移動；所述電壓輸出模塊的高壓端連接探針，而電壓輸出模塊的低壓端通過電流測量轉換模塊連接葉片的中心；電流測量轉換模塊的輸出端連接中央處理控制模塊的輸入端，而中央處理控制模塊的輸出端連接電壓輸出模塊的控制端，用以控制電壓輸出模塊的輸出電壓大小和有無，所述中央處理控制模塊的輸出端還連接步進電機控制電路，用以控制步進電機的旋轉與否。

上述電流測量轉換模塊包括檢測電阻、電壓傳感器和模數轉換器，電壓輸出模塊的低壓端連接檢測電阻的一端，檢測電阻的另一端連接葉片的中心；電壓傳感器連接在檢測電阻的兩端，所述電壓傳感器的輸出端經模數轉換器連接中央處理控制模塊的輸入端。

上述探針由金屬材料制成。

上述標定系統還包括固定架，固定架設于執行機構的底部，并固定于機匣上，從而將執行機構穩定放置于機匣的外壁上。

一種基于交流放電的葉尖間隙標定方法，包括如下步驟：

步驟1，將探針從機匣內壁移動到與葉尖接觸的位置，測量機匣與葉尖之間的距離；

步驟2，向外部徑直移動探針，調整探針與葉尖之間的徑向距離d_i，測量探針與葉尖的放電起始電壓U_i，從而完成單個葉片放電起始電壓和葉尖間隙的關系標定。