CN103267503A - 发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，主要由驱动装置，位移平台机构，支撑框架机构组成。本发明主要目的是为了解决现有的发动机叶片叶尖间隙测量传感器的标定试验台无法实现对发动机叶片叶尖间隙测量传感器进行动态标定的问题。本发明利用转盘装置实现对发动机叶片叶尖间隙的动态模拟，利用叶尖间隙测量传感器对动态叶尖间隙进行检测，将测得的结果与位移平台机构测得的叶尖间隙相对比，从而实现对发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定。

Description

发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台

技术领域

本发明涉及一种发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台。

背景技术

旋转叶片叶尖与机匣间的间隙是影响航空发动机、汽轮机、烟气轮机、鼓风机等重大装备安全工作性能、能量转换效率的重要参数。一方面，设置合适的叶尖间隙对提高发动机的性能参数至关重要。另一方面，叶尖间隙的动态、在线测量是发动机等大型旋转机械实现故障诊断、主动间隙控制的关键技术和制约瓶颈之一。目前，现有的试验装置只能实现对发动机叶片叶尖间隙测量传感器的静态标定，因此无法考虑和计算对叶尖间隙进行动态、在线测量时所引起的误差。而在发动机叶片叶尖间隙测量传感器的实际使用过程中，则需要实现对叶尖间隙的动态、在线测量。因此，研制一种发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，实现对叶尖间隙测量传感器的动态标定是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，适用于对叶尖间隙测量传感器实时检测到的叶尖动态间隙值进行标定。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

发动机叶片叶尖间隙测量传感器动态标定试验台包括：驱动装置，位移平台机构，支撑框架机构，其中：

1)驱动装置：永磁无刷电机的输出轴与弹性联轴器的一端连接，弹性联轴器的另一端连接传动轴，传动轴上依次装有第一轴承、转盘和第二轴承，第一轴承和第二轴承均采用P2级轴承；

2)位移平台机构：位移测量尺通过第一限位件固定在第一位移平台侧面，第一位移平台上方连接有第二位移平台，第二位移平台的侧面上用螺栓固定有第二限位件，位移测量尺的前端与第二限位件接触，第二位移平台上方用螺栓固定有传感器支撑架，传感器支撑架上方通过螺纹固定连接有叶尖间隙测量传感器探头；

3)支撑框架机构：电机支撑架，第一轴承支撑架，第二轴承支撑架及第一移动平台分别通过螺栓固定连接在底盘上，电机支撑架通过螺栓固定连接永磁无刷电机，第一轴承支撑架通过螺纹固定连接第一轴承，第二轴承支撑架通过螺纹固定连接第二轴承；电机支撑架、第一轴承支撑架和第二轴承支撑架并列固定在底盘上，叶尖间隙测量传感器探头的端面与第一轴承和第二轴承的轴心连线平行，叶尖间隙测量传感器探头端面的中心延长线通过转盘的轴心。

转盘为齿盘，各齿高度相同或不同，当各齿高度不同时，关于圆心对称的两齿高度必须相同。

第一位移平台与第二位移平台之间采用导轨连接。

本发明具有的有益效果是：采用转盘装置实现对发动机叶片叶尖间隙的动态模拟，利用叶尖间隙测量传感器对动态叶尖间隙进行检测，将测得的结果与位移平台机构测得的叶尖间隙相对比，从而实现对发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定。克服了现有的发动机叶片叶尖间隙测量传感器的标定试验台只能实现对发动机叶片叶尖间隙测量传感器的静态标定，无法考虑和计算对叶尖间隙进行动态、在线测量时所引起误差的缺点。该试验台具有结构简单，制造成本低，性能稳定等优点。

附图说明

图1是发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台组成示意图；

图2是图1发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台组成俯视图；

图3是图1发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台组成侧视图。

图中：1-永磁无刷电机，2-输出轴，3-弹性联轴器，4-传动轴，5-第一轴承，6-转盘，7-第二轴承，8-位移测量尺，9-第一限位件，10-第一位移平台，11-第二位移平台，12-第二限位件，13-传感器支撑架，14-叶尖间隙测量传感器探头，15-底盘，16-电机支撑架，17-第一轴承支撑架，18-第二轴承支撑架。

具体的实施方式

如图1、图2所示，

1)驱动装置：永磁无刷电机1的输出轴2与弹性联轴器3的一端连接，弹性联轴器3的另一端连接传动轴4，传动轴4上依次装有第一轴承5、转盘6和第二轴承7，第一轴承5和第二轴承7均采用P2级轴承；

2)位移平台机构：位移测量尺8通过第一限位件9固定在第一位移平台10侧面，第一位移平台10上方连接有第二位移平台11，第二位移平台11的侧面上用螺栓固定有第二限位件12，位移测量尺8的前端与第二限位件12接触，第二位移平台11上方用螺栓固定有传感器支撑架13，传感器支撑架13上方通过螺纹固定连接有叶尖间隙测量传感器探头14；

3)支撑框架机构：电机支撑架16，第一轴承支撑架17，第二轴承支撑架18及第一移动平台10分别通过螺栓固定连接在底盘15上，电机支撑架16通过螺栓固定连接永磁无刷电机1，第一轴承支撑架17通过螺纹固定连接第一轴承5，第二轴承支撑架18通过螺纹固定连接第二轴承7；电机支撑架16、第一轴承支撑架17和第二轴承支撑架18并列固定在底盘15上，叶尖间隙测量传感器探头14的端面与第一轴承5和第二轴承7的轴心连线平行，叶尖间隙测量传感器探头14端面的中心延长线通过转盘6的轴心。

所述的发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，永磁无刷电机1输出的转速比较均匀。

所述的发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，转盘6为齿盘，齿盘上的齿用于模拟叶片，各齿高度相同或不同，当各齿高度不同时，关于圆心对称的两齿高度必须相同，其转动时轴心的径向误差不超过2μm。

所述的发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，由于位移测量尺8的前端与第二限位件12相接触，通过旋转位移测量尺8，可带动第二限位件12及与第二限位件12固定的第二位移平台11来回移动，从而带动第二位移平台11上方固定的传感器支撑架13及传感器支撑架13上固定的叶尖间隙测量传感器探头14来回移动。

所述的发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，位移测量尺8是千分尺或其它精度不低于1μm的精密位移测量工具。

所述的发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，第一位移平台10与第二位移平台11之间采用导轨连接。

所述的发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，位移平台机构的精度不低于1μm。

发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台包括：驱动装置，位移平台机构，支撑框架机构。通过旋转位移测量尺8，可带动第二限位件12及与第二限位件12固定的第二位移平台11来回移动，从而带动第二位移平台11上方固定的传感器支撑架13及传感器支撑架13上固定的叶尖间隙测量传感器探头14来回移动。这样就可以通过位移平台机构实现对叶尖间隙测量传感器探头14与转盘6齿端面实际距离的事先标定。当永磁无刷电机1带动转盘转动时，叶尖间隙测量传感器探头14可测量与转盘6齿端面之间的距离。由于整个系统采用刚性结构设计，且采用了P2级轴承支撑结构，因此，转子转动时转盘6的径向跳动被控制在2μm以内。所以可以通过位移平台机构事先标定的叶尖间隙测量传感器探头14与转盘6齿端面之间的实际距离，与采集到的叶尖间隙测量传感器动态实测数据进行对比分析，从而实现对叶尖间隙测量传感器的动态校准。

Claims (3)

1.一种发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，其特征在于，试验台包括：驱动装置，位移平台机构，支撑框架机构，其中：

1)驱动装置：永磁无刷电机（1）的输出轴（2）与弹性联轴器（3）的一端连接，弹性联轴器（3）的另一端连接传动轴（4），传动轴（4）上依次装有第一轴承（5）、转盘（6）和第二轴承（7），第一轴承（5）和第二轴承（7）均采用P2级轴承；

2)位移平台机构：位移测量尺（8）通过第一限位件（9）固定在第一位移平台（10）侧面，第一位移平台（10）上方连接有第二位移平台（11），第二位移平台（11）的侧面上用螺栓固定有第二限位件（12），位移测量尺（8）的前端与第二限位件（12）相接触，第二位移平台（11）上方用螺栓固定有传感器支撑架（13），传感器支撑架（13）上方通过螺纹固定连接有叶尖间隙测量传感器探头（14）；

3)支撑框架机构：电机支撑架（16），第一轴承支撑架（17），第二轴承支撑架（18）及第一移动平台（10）分别通过螺栓固定连接在底盘（15）上，电机支撑架（16）通过螺栓固定连接永磁无刷电机（1），第一轴承支撑架（17）通过螺纹固定连接第一轴承（5），第二轴承支撑架（18）通过螺纹固定连接第二轴承（7）；电机支撑架（16）、第一轴承支撑架（17）和第二轴承支撑架（18）并列固定在底盘（15）上，叶尖间隙测量传感器探头（14）的端面与第一轴承（5）和第二轴承（7）的轴心连线平行，并且叶尖间隙测量传感器探头（14）端面的中心延长线通过转盘（6）的轴心。

2.根据权利要求1所述的发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，其特征在于：转盘（6）为齿盘，各齿高度相同或不同，当各齿高度不同时，关于圆心对称的两齿高度必须相同。

3.根据权利要求1所述的发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台，其特征在于：第一位移平台（10）与第二位移平台（11）之间采用导轨连接。

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