[發明專利]一種航空發動機雙轉子系統碰摩試驗裝置

在審

• 申請號: 202111170120.2
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113899558A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 侯磊;林榮洲;任雙興;曹登慶;梁廷偉;陳予恕
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14;G01M1/16;G01M13/00;G01M13/04
• 代理公司: 哈爾濱工業大學專利中心 23200
• 代理人: 孫宇博

本發明涉及一種航空發動機雙轉子系統碰摩試驗裝置，所述裝置包括低壓轉子、高壓轉子、低壓壓氣機支承、高壓壓氣機支承、高壓渦輪支承、中介軸承、低壓轉子聯軸器、高壓轉子聯軸器、傳動齒輪箱、內涵機匣和外涵機匣。本發明保有了航空發動機的主要結構部件，在高低壓轉子以及機匣上均可布置相應測點，進而能夠測量航空發動機雙轉子系統的不平衡響應、中介軸承故障特征以及航空發動機轉靜碰摩故障特征。通過在機匣上裝卡圓環型帶有斜坡的碰摩體，通過液壓裝置壓入以調整轉靜間隙，來模擬航空發動機雙轉子輪盤葉片與靜子的全周碰摩情況下航空發動機的動力學特性。

技術領域

本發明屬于機械測試領域，具體涉及一種航空發動機雙轉子系統碰摩試驗裝置。

背景技術

航空發動機為飛機的動力來源，其可靠性直接影響飛機的安全飛行。隨著我國航空工業的迅速發展，航空發動機為了追求高速、高推重比，多采用雙轉子結構，即低壓轉子轉軸穿過高壓轉子轉軸，高低壓轉軸通過中介軸承聯接的結構。而航空發動機除了有雙轉子結構以外，雙轉子上有葉片，且雙轉子支承于機匣之上，因此雙轉子的葉片在航空發動機運行的過程中可能會與靜子機匣產生碰摩。然而航空發動機的結構復雜，振動源多，這給航空發動機的故障監測帶來了相應的困難。因此，厘清航空發動機的工作機理，監測關鍵部位的運行狀態，對航空發動機的故障診斷十分重要。

目前的技術是將碰摩體裝卡于機匣之上，這樣只能測定固定材料在固定轉靜間隙下的碰摩故障，也只能模擬局部點碰摩的情況，碰摩體更換也較為麻煩。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，進而提供了一種發動機實驗臺軸承滑油熱循環測量系統。

本發明涉及一種航空發動機雙轉子系統碰摩試驗裝置，所述裝置包括低壓轉子16、高壓轉子17、低壓壓氣機支承2、高壓壓氣機支承6、高壓渦輪支承10、中介軸承13、低壓轉子聯軸器1、高壓轉子聯軸器8、傳動齒輪箱9、內涵機匣5和外涵機匣3；

低壓轉子16通過低壓壓氣機聯軸器1與電機相連接，高壓轉子17套過低壓轉子16轉軸并通過中介軸承13支承于低壓轉子16上，并且可由高壓轉子聯軸器8及傳動齒輪箱9與電機相連；低壓轉子16通過低壓壓氣機支承2支承于外涵機匣3上，高壓轉子17通過高壓壓氣機支承6和高壓渦輪支承10支承于內涵機匣5之上，外涵機匣3支承于剛性基座上；

低壓轉子16包括轉軸與兩個轉盤，兩個轉盤分別通過螺栓與低壓壓氣機葉片4及低壓渦輪葉片12相連，所述轉盤上具有封嚴篦齒20，封嚴篦齒20通過螺栓及墊片來調整外伸量；高壓轉子17包括轉軸與兩個轉盤，兩個轉盤分別通過螺栓與高壓壓氣機葉片7和高壓渦輪葉片11相連，所述轉盤上具有封嚴篦齒20。

進一步地，所述內涵機匣5沿軸向嵌入碰摩體B15和碰摩體C18，并通過軸向嵌入量調整位置，進而控制碰摩間隙；外涵機匣3上嵌入碰摩體A14和碰摩體D 21，并通過軸向嵌入量來調整位置進而控制碰摩間隙；局部碰摩裝置22置于外涵機匣3上，通過固定螺栓25與碰摩裝置主體26相連，碰摩主體26內有旋進螺栓24，通過外接步進電機控制旋進螺栓24旋進或旋出，進而控制碰摩頂桿27的進給量。

進一步地，所述碰摩體A14、碰摩體B15、碰摩體C18、碰摩體D 21均為環形，連接于外涵機匣3和內涵機匣5上，所述碰摩體A14、碰摩體B15、碰摩體C18、碰摩體D21上均有斜坡，運用液壓裝置將碰摩體沿軸向壓入時，轉子葉片與外涵機匣3或內涵機匣5的間隙減小。

進一步地，外涵機匣3側面設有開孔和局部碰摩裝置23，局部碰摩裝置23包括電機旋進螺栓24、固定螺栓25、碰摩裝置主體26以及碰摩頂桿27，通過步進電機使電機旋進螺栓24頂住碰摩頂桿27向外涵機匣3內行進，從而使低壓壓氣機葉片4的轉子與靜子間隙減小，轉靜間隙減小量等于碰摩頂桿行進量。

進一步地，在轉盤22處用固定有封嚴篦齒20，封嚴篦齒20與轉盤22之間通過增減墊片來改變封嚴篦齒沿軸向的位置，封嚴篦齒對應處的封嚴靜子19是斜坡裝置，增加墊片使封嚴篦齒與封嚴靜子的間隙減小。