[發明專利]一種用于高負荷軸流壓氣機性能試驗的排氣調節裝置

有效

• 申請號: 201811503012.0
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109340164B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 劉志剛;黃磊;顧楊;張良;夏聯
• 申請（專利權）人: 中國航發四川燃氣渦輪研究院
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 婁華

本發明公開了一種用于高負荷軸流壓氣機性能試驗的排氣調節裝置，包括靜環5、動環6、固定壓塊13、連接壓塊16、滾動軸承17，其特征在于，動環6與排氣機匣軸頸為非直接接觸，動環6下方安裝有滾動軸承17并坐落在連接壓塊16上，連接壓塊16起排氣機匣軸頸軸套和滾動軸承17軸承座作用，固定在該軸頸上，動環6通過連接壓塊16與機匣軸頸接觸；所述滾動軸承17為內外圈不可分離式，滾動體采用氮化硅陶瓷球，固定壓塊13安裝在連接壓塊16，使滾動軸承軸向固定。提高了高負荷軸流壓氣機試驗排氣調節精度，改善了高負荷軸流壓氣機在高溫下的退喘能力，有力降低了壓氣機試驗運行風險，保證了性能試驗研究工作的順利開展。

技術領域：

本發明屬于航空發動機軸流壓氣機部件氣動性能試驗研究領域,特別是涉及一種用于高負荷軸流壓氣機性能試驗的排氣調節裝置。

背景技術

高負荷軸流壓氣機是大涵道比、高推重比渦扇發動機的核心壓縮部件，其設計總壓比及排氣溫度遠高于現有軍用渦扇發動機高壓壓氣機。在高負荷軸流壓氣機研制過程中，壓氣機部件氣動性能試驗是非常重要的研究內容，通過在專用壓氣機試驗設備上對壓氣機試驗件開展詳細的性能參數測試分析，能夠驗證設計結果并為壓氣機優化改進提供方向和指導。壓氣機性能試驗能否順利開展，性能參數能否順利獲取，除了壓氣機試驗件自身需要具備良好的工作性能外，試驗設備的排氣調節裝置對于壓氣機性能試驗同樣具有重要作用。

現有技術主要包括：

(1).目前，大多數壓氣機試驗器的排氣調節裝置是采用在排氣系統管道末端設計調節閥門或在排氣收集器前端安裝百葉窗式調節葉片。在試驗過程中，采用調節閥門或百葉窗式兩種結構方式會造成排氣系統的“容腔效應”，并且系統的調節精度極低，安裝調試繁瑣，影響試驗數據的準確錄取以及試驗工作效率。

(2).為防止“容腔效應”，現目前也有采用在排氣機匣軸頸上直接座落動環的形式進行排氣調節。該種結構雖然可以解決“容腔效應”，以及滿足低壓比或排氣溫度在400℃以下的軸流壓氣機試驗件。但現有該結構中，動環與排氣機匣軸頸直接接觸，在高負荷軸流壓氣機試驗過程中，一旦排氣溫度高于400℃將會出現動環卡滯的情況，使得壓氣機試驗件不能正常退喘，從而引發試驗故障。卡滯現象主要表現在動環與軸頸磨損。由于動環承受熱應力及氣動載荷疊加影響，引起端面度超差，致使動環與軸頸偏磨，從而導致卡滯。偏磨后，一般會對動環、軸頸磨損處進行拋光處理，但隨著使用年限及拋光處理的增加，動環及軸頸的同心度、配合間隙會變差，更易產生卡滯現象。綜合分析該種結構和卡滯現象表明，該種結構方式在高排氣溫度下必然面臨卡滯現象，若不改變此結構方式，無法順利開展高負荷軸流壓氣機性能試驗，試驗時定會給試驗器和試驗件安全運行帶來巨大風險。

發明內容

發明目的：提供一種用于高負荷軸流壓氣機性能試驗的專用排氣調節裝置，實現對壓氣機工作狀態的實時精準調控，提高壓氣機性能錄取的精度，保證高負荷軸流壓氣機在試驗過程中正常退喘，有效降低壓氣機試驗風險，提高國內高負荷軸流壓氣機試驗技術能力。

技術方案：

一種用于高負荷軸流壓氣機性能試驗的排氣調節裝置，其特征在于，包括靜環5、動環6、固定壓塊13、連接壓塊16、滾動軸承17，其特征在于，動環6與排氣機匣軸頸為非直接接觸，動環6下方安裝有滾動軸承17并坐落在連接壓塊16上，連接壓塊16起排氣機匣軸頸軸套和滾動軸承17軸承座作用，固定在該軸頸上，動環6通過連接壓塊16與機匣軸頸接觸；所述滾動軸承17為內外圈不可分離式，滾動體采用氮化硅陶瓷球，固定壓塊13安裝在連接壓塊16，使滾動軸承軸向固定。

所述滾動軸承17選擇與動環線膨脹系數相同的材料，內外圈與滾珠接觸側的表面硬度應高于陶瓷球硬度；滾動軸承17采用石墨自潤滑，軸承自帶密封端蓋，設有頂絲孔，便于軸承整體拆卸。

所述動環6筋板采用空心結構，圓錐形導流。