[發明專利]輸出軸測扭方法

有效

• 申請號: 202010731320.X
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111982369B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 聶建豪;行峰濤;余索遠;馮磊;段兵兵
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發明公開了一種輸出軸測扭方法，包括以下步驟：將扭矩測量裝置安裝于發動機機匣上；根據發動機機匣上布置扭矩測量機構的位置將輸出軸分為前輸出軸和后輸出軸，且前輸出軸和后輸出軸均為空心軸結構；將基準軸的固定端從前輸出軸的連接端伸入前輸出軸內并固定，而基準軸的自由端則位于前輸出軸的連接端外，通過將后輸出軸的連接端與前輸出軸的連接端相連接，使前輸出軸和后輸出軸的連接處之間構成沿徑向布設的間隙槽，且基準軸的自由端從間隙槽伸出，以與扭矩測量裝置相匹配；將后輸出軸與動力渦輪轉子連接，將前輸出軸與傳動系統連接，通過扭矩測量裝置測得輸出軸與基準軸之間的相對扭轉角度，進而確定輸出軸的輸出扭矩和輸出功率。

技術領域

本發明涉及發動機技術領域，特別地，涉及一種輸出軸測扭方法。

背景技術

對于航空發動機中，特別是渦軸發動機，輸出功率是其基本性能參數，但是在工作狀態下通常不能直接測出輸出功率，而是在發動機內部設置扭矩測量裝置，以測量發動機實時、真實的輸出扭矩，再結合扭轉角，就可得出實時的輸出功率。目前常用的測扭方式是采用基準軸和輸出軸組合測扭，基準軸的固定端伸入輸出軸內并固定于輸出軸的第一端，基準軸的自由端則位于輸出軸的第二端外，扭矩測量機構安裝于發動機機匣上并位于基準軸的自由端的一側，工作時，輸出軸因為需要傳遞功率，自身發生扭轉，而基準軸不會出現自身扭轉，通過扭矩測量機構測得基準軸的自由端與輸出軸之間的相對扭轉角度，再結合其他數據就可以計算出輸出軸的扭矩。但現有的有些發動機因為結構限制，輸出軸的一端需要與動力渦輪轉子連接，輸出軸的另一端需要與傳動系統連接，當動力渦輪轉子或者傳動系統的結構過于復雜時，會將輸出軸的端部空間完全占用，若基準軸的自由端布置于輸出軸的第二端外，基準軸的自由端一側無法布置扭矩測量機構。

發明內容

本發明提供了一種輸出軸測扭方法，以解決現有的基準軸的自由端布置于輸出軸的第二端外而無法布置扭矩測量機構的技術問題。

根據本發明的一個方面，提供一種輸出軸測扭方法，用于測量發動機輸出軸的輸出扭矩和輸出功率，具體包括以下步驟：將扭矩測量裝置安裝于發動機機匣上；根據發動機機匣上布置扭矩測量機構的位置將輸出軸分為前輸出軸和后輸出軸，且前輸出軸和后輸出軸均為空心軸結構；將基準軸的固定端從前輸出軸的連接端伸入前輸出軸內并固定，而基準軸的自由端則位于前輸出軸的連接端外，通過將后輸出軸的連接端與前輸出軸的連接端相連接，使前輸出軸和后輸出軸的連接處之間構成沿徑向布設的間隙槽，且基準軸的自由端從間隙槽伸出，以與扭矩測量裝置相匹配；將后輸出軸與動力渦輪轉子連接，將前輸出軸與傳動系統連接，通過動力渦輪轉子帶動輸出軸轉動，使輸出軸與基準軸之間發生相對扭轉，進而通過扭矩測量裝置測得輸出軸與基準軸之間的相對扭轉角度，進而根據輸出軸與基準軸之間的相對扭轉角度確定輸出軸的輸出扭矩和輸出功率。

進一步地，前輸出軸與后輸出軸的連接處沿徑向設有第一測扭齒，基準軸的自由端設有用于從間隙槽伸出的第二測扭齒，通過扭矩測量裝置測得第一測扭齒和第二測扭齒之間的相對位置變化，從而測得輸出軸與基準軸之間的相對扭轉角度。

進一步地，多個間隙槽沿輸出軸的周向等距排布，第一測扭齒、間隙槽以及第二測扭齒三者一一對應布設。

進一步地，前輸出軸的連接端設有前安裝盤，后輸出軸的連接端設有后安裝盤，多個第一測扭齒沿周向均勻布設于前安裝盤和/或后安裝盤上；通過連接件將前安裝盤與后安裝盤連接，以使前安裝盤與后安裝盤之間形成用于安裝基準軸的自由端的安裝腔，且相鄰的兩個第一測扭齒之間形成間隙槽。

進一步地，扭矩測量裝置采用扭矩傳感器，第一測扭齒和第二測扭齒均采用勵磁齒。