[發(fā)明專利]一種多級(jí)葉盤轉(zhuǎn)子熱彎曲引發(fā)碰摩故障的模擬裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010464459.2
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN111638048B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寇海江;史宇翔;杜嬌嬌;曾勵(lì);朱林;竺志大;張帆
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00;G01M15/14;G01M15/02
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

本發(fā)明公開了一種多級(jí)葉盤轉(zhuǎn)子熱彎曲引發(fā)碰摩故障的模擬裝置，包括底座、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)支架、聯(lián)軸器、軸承支座、碰摩殼體、多級(jí)葉盤、夾具、空心轉(zhuǎn)軸、加熱器、固定架、測試單元；電機(jī)支架、軸承支座、夾具、固定架均設(shè)置在底座上；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在電機(jī)支架上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與空心轉(zhuǎn)軸一端相連；空心轉(zhuǎn)軸兩端通過軸承支座支撐；空心轉(zhuǎn)軸上固定有多級(jí)葉盤；碰摩殼體固定在L型夾具上；加熱器一端固定在固定架上，另一端伸入空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)，并對(duì)應(yīng)多級(jí)葉盤的位置。本裝置可實(shí)現(xiàn)多級(jí)葉盤轉(zhuǎn)子熱彎曲引發(fā)碰摩故障的模擬，具有轉(zhuǎn)子的熱彎曲調(diào)試過程簡單與安全、多級(jí)葉盤級(jí)數(shù)可調(diào)、碰摩間隙可調(diào)以及易于更換碰摩破損構(gòu)件等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃?xì)廨啓C(jī)葉盤轉(zhuǎn)子的故障模擬領(lǐng)域，特別是一種多級(jí)葉盤轉(zhuǎn)子熱彎曲引發(fā)碰摩故障的模擬裝置。

背景技術(shù)

多級(jí)葉盤轉(zhuǎn)子是燃?xì)廨啓C(jī)的核心部件，它的優(yōu)劣關(guān)系到機(jī)組的性能和安全。為滿足高超動(dòng)力性能的需要，先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)經(jīng)常處于啟動(dòng)、加減速及停車等熱循環(huán)過程中，受到變高溫變載荷的作用，這將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生熱變形，并且運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生熱彎曲振動(dòng)。為了減少因工作介質(zhì)泄漏造成的性能損失，葉片與外部機(jī)匣之間的間隙很小，但當(dāng)間隙過小時(shí)熱致振動(dòng)極易引發(fā)葉片與機(jī)匣的碰撞與摩擦(稱為碰摩)，易造成整機(jī)破壞等惡性事故。為此設(shè)計(jì)出一種模擬燃?xì)廨啓C(jī)多級(jí)葉盤轉(zhuǎn)子熱彎曲引發(fā)的碰摩故障的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，有助于減少該類碰摩故障發(fā)生率和提升葉盤轉(zhuǎn)子在高溫下的運(yùn)行可靠性。

發(fā)明專利201110334626.2公開了一種主動(dòng)控制液壓式碰摩故障檢測實(shí)驗(yàn)裝置，碰摩柱與轉(zhuǎn)子輪盤外周直接接觸，測控計(jì)算機(jī)可計(jì)算并控制碰摩部件施加的壓力以及受力情況，達(dá)到模擬和檢測多種碰摩故障狀態(tài)的目的。發(fā)明專利201310533769.5公開了一種基于彈性基礎(chǔ)的內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可以模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、轉(zhuǎn)子碰摩和支座松動(dòng)等機(jī)械故障。發(fā)明專利201410037683.8提出燃?xì)廨啓C(jī)雙轉(zhuǎn)子，應(yīng)用帶力傳感器的動(dòng)靜碰摩支架和動(dòng)靜碰摩塊、間隙可調(diào)節(jié)的碰摩調(diào)節(jié)螺栓等模擬轉(zhuǎn)子碰摩故障。發(fā)明專利201810543792.5給出了一種小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)多點(diǎn)碰摩故障模擬實(shí)驗(yàn)裝置，模擬轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在多個(gè)位置出現(xiàn)多種形式的碰摩故障，可用于研究小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)在多種碰摩耦合作用下的振動(dòng)響應(yīng)。綜合分析，尚缺少一種熱彎曲引發(fā)的多級(jí)葉盤轉(zhuǎn)子碰摩故障的模擬裝置，用于研究故障機(jī)理和優(yōu)化方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多級(jí)葉盤轉(zhuǎn)子熱彎曲引發(fā)碰摩故障的模擬裝置，以實(shí)現(xiàn)多級(jí)葉盤轉(zhuǎn)子熱彎曲引發(fā)碰摩故障的模擬。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種多級(jí)葉盤轉(zhuǎn)子熱彎曲引發(fā)碰摩故障的模擬裝置，包括底座、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)支架、聯(lián)軸器、軸承支座、碰摩殼體、多級(jí)葉盤、夾具、空心轉(zhuǎn)軸、加熱器、固定架、測試單元；

所述電機(jī)支架、軸承支座、夾具、固定架均設(shè)置在底座上；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在電機(jī)支架上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與空心轉(zhuǎn)軸一端相連；所述空心轉(zhuǎn)軸兩端通過軸承支座支撐；所述空心轉(zhuǎn)軸上固定有多級(jí)葉盤；所述碰摩殼體固定在夾具上，并正對(duì)多級(jí)葉盤的位置，且碰摩殼體與空心轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置；所述加熱器一端固定在固定架上，另一端伸入空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)，并對(duì)應(yīng)多級(jí)葉盤的位置，所述測試單元用于測試多級(jí)葉盤和空心轉(zhuǎn)軸組成的轉(zhuǎn)子的振動(dòng)位移、軸承座與碰摩殼體的振動(dòng)加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)軸外表面的溫度分布。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：

(1)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)軸熱彎曲故障的模擬，根據(jù)葉盤轉(zhuǎn)子具有的空心轉(zhuǎn)軸，采用內(nèi)部加熱實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的熱彎曲，不需特殊防護(hù)罩等裝置，實(shí)驗(yàn)人員不易被高溫灼傷，具有使用安全的特點(diǎn)；由于加熱與升溫過程簡單，不需風(fēng)機(jī)等輔助結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的優(yōu)勢。