[發(fā)明專利]彈性環(huán)剛度測(cè)量裝置及測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810262677.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108692925B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭春雷;張萍;張春月;王平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00;G01N3/32;G01N3/04
• 代理公司: 長(zhǎng)沙智嶸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 胡亮

本發(fā)明公開(kāi)了一種彈性環(huán)剛度測(cè)量裝置及測(cè)量方法，該測(cè)量裝置包括用于固定至測(cè)量平臺(tái)上以容納待測(cè)彈性環(huán)的軸承座及設(shè)于彈性環(huán)內(nèi)的芯棒，芯棒連接有用于施加力載荷的加載桿，加載桿為球頭杠桿，球頭杠桿與芯棒同軸線設(shè)置且其朝向芯棒的第一端固接于芯棒上，球頭杠桿上遠(yuǎn)離芯棒的第二端設(shè)有球頭，還包括與球頭配合以約束球頭杠桿的軸向位移的定位座，球頭與定位座鉸接配合，球頭杠桿上靠近第一端對(duì)稱設(shè)置用于對(duì)球頭杠桿施加設(shè)定載荷的施力機(jī)構(gòu)、用于測(cè)量球頭杠桿在對(duì)應(yīng)載荷條件下變形量的位移傳感器。其實(shí)現(xiàn)了在傳動(dòng)裝置有約束定位的條件下對(duì)彈性環(huán)的變形量的檢測(cè)，提高了測(cè)量精度，且方便、快捷地實(shí)現(xiàn)彈性環(huán)在不同方向上的剛度值的測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及彈性環(huán)檢測(cè)領(lǐng)域，特別地，涉及一種彈性環(huán)剛度測(cè)量裝置及測(cè)量方法。

背景技術(shù)

彈性環(huán)是一種能抑制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)量的裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、占位小等特點(diǎn)，在近代中小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)中得到廣泛的應(yīng)用，特別適用于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械。采用適當(dāng)?shù)膹椥原h(huán)和擠壓油膜阻尼器，可以容易地將高速轉(zhuǎn)子前二階剛體臨界轉(zhuǎn)速置于慢車轉(zhuǎn)速以下，而將轉(zhuǎn)子的彎曲臨界轉(zhuǎn)速置于最高轉(zhuǎn)速以上并有足夠的共振裕度(20％以上)。國(guó)外多種發(fā)動(dòng)機(jī)成功使用彈性環(huán)和擠壓油膜阻尼器的實(shí)例表明，在正常工作狀態(tài)下，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)量減少60％以上。由于減小了轉(zhuǎn)子振幅，降低了轉(zhuǎn)子振動(dòng)的外傳力，從而可以降低軸承以及整個(gè)承力系統(tǒng)的載荷，提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性與耐久性。

彈性環(huán)內(nèi)、外環(huán)在周向均布數(shù)量不等的小凸臺(tái)，其加工精度對(duì)彈性環(huán)剛度的影響較大，現(xiàn)有技術(shù)中，彈性環(huán)的剛度一般采用直接測(cè)量法測(cè)量，如CN 202974628U公開(kāi)了一種彈性環(huán)支承剛度測(cè)量裝置，直接測(cè)量法是直接加集中載荷(砝碼)于試驗(yàn)件的特定位置，使其發(fā)生變形通過(guò)測(cè)量加載處位移或變形，由公式(1)來(lái)求得剛度值的方法：

式中：K——靜剛度；

F——外加載荷量；

S——位移或變形量。

測(cè)量時(shí)，根據(jù)彈性環(huán)的工作狀態(tài)，通過(guò)夾具將其安裝座或軸承座剛性地固聯(lián)至測(cè)試平臺(tái)。安裝好彈性環(huán)后，在其特定位置施加集中載荷F，用測(cè)量精度達(dá)1μm的電渦流位移傳感器測(cè)量該載荷作用下，彈性環(huán)與集中載荷為同一軸線方向上的相對(duì)位移值或變形量S。

把測(cè)得的F、S值代入式(1)，就可計(jì)算出彈性環(huán)的剛度值，單位為N/m。

彈性環(huán)內(nèi)環(huán)跟芯棒、彈性環(huán)外環(huán)跟加載環(huán)之間是間隙配合，在載荷作用下，彈性環(huán)與芯棒、加載環(huán)之間的間隙對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大；加載環(huán)軸向未定位，加載時(shí)砝碼盤(pán)會(huì)晃動(dòng)，導(dǎo)致加載環(huán)會(huì)發(fā)生輕微的晃動(dòng)，位移傳感器精度很高，這種輕微的晃動(dòng)會(huì)影響測(cè)量的精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種彈性環(huán)剛度測(cè)量裝置及測(cè)量方法，以解決現(xiàn)有的彈性環(huán)測(cè)量裝置由于經(jīng)加載環(huán)作用于彈性環(huán)導(dǎo)致測(cè)量精度容易受彈性環(huán)與芯棒、加載環(huán)之間間隙影響的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種彈性環(huán)剛度測(cè)量裝置，包括用于固定至測(cè)量平臺(tái)上以容納待測(cè)彈性環(huán)的軸承座及設(shè)于彈性環(huán)內(nèi)的芯棒，芯棒連接有用于施加力載荷的加載桿，加載桿為球頭杠桿，球頭杠桿與芯棒同軸線設(shè)置且其朝向芯棒的第一端固接于芯棒上，球頭杠桿上遠(yuǎn)離芯棒的第二端設(shè)有球頭，還包括與球頭配合以約束球頭杠桿的軸向位移的定位座，球頭與定位座鉸接配合，球頭杠桿上靠近第一端對(duì)稱設(shè)置用于對(duì)球頭杠桿施加設(shè)定載荷的施力機(jī)構(gòu)、用于測(cè)量球頭杠桿在對(duì)應(yīng)載荷條件下變形量的位移傳感器。

進(jìn)一步地，施力機(jī)構(gòu)包括施力繩，施力繩的一端套接于球頭杠桿的通孔內(nèi)，施力繩的另一端經(jīng)力載荷檢測(cè)裝置、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接至承力座。

進(jìn)一步地，力載荷檢測(cè)裝置包括感受應(yīng)力的應(yīng)變計(jì)及接收應(yīng)變計(jì)的電信號(hào)，用于顯示應(yīng)力大小的力傳感器；應(yīng)變計(jì)的兩端分別設(shè)置凸耳，一個(gè)凸耳連接施力繩，另一凸耳經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接至承力座。