CN105424371A - 信号传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信号传输装置，用于对发动机的热端转子件壁面参数进行测试，该装置包括转换基座、轴承、发动机动子和发动机静子，发动机动子包括转子引线轴和与转子引线轴固定相连的涡轮转子，转子引线轴通过轴承轴向定位在转换基座上，该装置还包括：传感器，位于涡轮转子上，用于采集转子件壁面参数；引电器，装载在转子引线轴上且与发动机静子相连接，用于承接转子引线轴的扭力、接收传感器采集的转子件壁面参数；复合冷却套，固定在发动机静子上，用于对引电器进行冷却。本发明解决了发动机热端转子部件壁面参数测试，动态转子和静子双向位置容差的难题，且装配方便、造价低、适用范围广。

Description

信号传输装置
技术领域
本发明涉及信号传输领域，特别地，涉及一种高温、转静子不定位结构的信号传输装置。
背景技术
航空发动机热端转子件壁面参数测试，是发动机研制中必须面对的课题，目前国内主要通过在冷端装信号传输系统，传感器引线从热端引至冷端的办法来完成热端转子测试。有的发动机结构不具备将信号传输系统放置发动机冷端的条件，如涡轮转子为实心结构，没有引线路径；冷端和热端转子转速不相同等等。
国内还没有在热端装信号传输系统、转子和静子无相对定心结构及转速在10000rpm以上，采用引电器测试成功的先例。当然，采用非接触式的遥测系统在这种严苛条件下进行信号传输也许有成功的可能，但造价相对高昂且精度偏低。
因此，航空发动机热端转子部件壁面参数测试，动态转子和静子双向位置容差、结构条件下的信号传输，是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种信号传输装置，以解决航空发动机热端转子部件壁面参数测试，动态转子和静子双向位置容差、结构条件下的信号传输的技术问题。
本发明采用的技术方案如下，
一种信号传输装置，用于对发动机的热端转子件壁面参数进行测试，该装置包括转换基座、轴承、发动机动子和发动机静子，发动机动子包括转子引线轴和与转子引线轴固定相连的涡轮转子，转子引线轴通过轴承轴向定位在转换基座上，该信号传输装置还包括：
传感器，位于涡轮转子上，用于采集转子件壁面参数；
引电器，装载在转子引线轴上且与发动机静子相连接，用于承接转子引线轴的扭力、接收传感器采集的转子件壁面参数；
复合冷却套，固定在发动机静子上，用于对引电器进行冷却。
进一步地，信号传输装置还包括支撑复合冷却套的支板和置于复合冷却套内的引线管，引电器包括转子引线、静子引线和引电器转子，引电器的转子引线贯穿转子引线轴的内孔与传感器相连；引电器的静子引线通过贯穿支板的引线管与外测试仪器相连；引电器转子与转子引线轴连接。
进一步地，信号传输装置包括贯穿支板与复合冷却套相通的冷却水管，冷却水管与复合冷却套构成第一冷却流路。
进一步地，冷却水管包括位于复合冷却套下端的进水冷却水管和位于复合冷却套上端的出水冷却水管。
进一步地，信号传输装置还包括引电器安装座，引电器还包括引电器静子，引电器静子安装在引电器安装座上。
进一步地，信号传输装置还包括双向柔性支承，转换基座的一端通过双向柔性支承与复合冷却套相连；转换基座的另一端与引电器安装座相连。
进一步地，复合冷却套通过双向柔性支承与转换基座相连，用于为引电器静子提供扭矩。
进一步地，双向柔性支承具径向间隙，引线管还用于引入压缩空气，引线管、复合冷却套、双向柔性支承的径向间隙和涡轮转子的后腔构成第二冷却流路。
进一步地，引线管引入的压缩空气的压强高于涡轮转子的后腔的腔压。
进一步地，引电器转子与转子引线轴的同轴度容差能力为±0.05mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用复合冷却套对引电器冷却，并将引电器装载在转子引线轴上，在发动机旋转的状态下，接收传感器采集的转子件壁面参数信号，解决了发动机热端转子部件壁面参数测试，动态转子和静子双向位置容差的难题，且装配方便，可实现10000rpm以上转速的热端转子部件壁面参数测试，且造价低、适用范围广。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明信号传输装置优选实施例的结构示意图。
附图标号说明：
10、传感器；20、复合冷却套；30、引电器；40、支板；50、引线管；31、转子引线；32、静子引线；33、引电器转子；34、引电器静子；60、冷却水管；70、引电器安装座；80、双向柔性支承；91、转换基座；92、轴承；93、发动机动子；94、发动机静子；931、转子引线轴；932、涡轮转子。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1，本发明的优选实施例提供了一种信号传输装置，用于对发动机的热端转子件壁面参数进行测试，该装置包括转换基座91、轴承92、发动机动子93和发动机静子94，发动机动子93包括转子引线轴931和与转子引线轴931固定相连的涡轮转子932，转子引线轴931通过轴承92轴向定位在转换基座91上，该装置还包括：传感器10，位于涡轮转子932上，用于采集转子件壁面参数；引电器30，装载在转子引线轴931上且与发动机静子94相连接，用于承接转子引线轴931的扭力、接收传感器10采集的转子件壁面参数；复合冷却套20，固定在发动机静子94上，用于对引电器30进行冷却。具体地，信号传输装置还包括支撑复合冷却套20的支板40和置于复合冷却套20内的引线管50，引电器30包括转子引线31、静子引线32和引电器转子33，引电器30的转子引线31贯穿转子引线轴931的内孔与传感器10相连；引电器30的静子引线32通过贯穿支板40的引线管50与外测试仪器相连；引电器转子33与转子引线轴931连接。复合冷却套20还用于为引电器静子34提供扭矩。优选实施例中，发动机的转子引线轴931直径为40mm，转子引线轴931内孔直径为10mm，安全工作转速为14000rpm，引电器30最高工作转速可达15000rpm，轴承92采用双推力轴承，双推力轴承径向游隙为0.1mm，转子引线轴931与引电器30同轴度容差能力为±0.05mm。
本实施例提供的信号传输装置，采用复合冷却套对引电器冷却，并将引电器装载在转子引线轴上，在发动机旋转的状态下，接收传感器采集的转子件壁面参数信号，解决了发动机热端转子部件壁面参数测试，结构条件下信号传输的难题，且装配方便，可实现10000rpm以上转速的热端转子部件壁面参数测试，且造价低、适用范围广。
进一步，参见图1，信号传输装置还包括贯穿支板40与复合冷却套20相通的冷却水管60，冷却水管60与复合冷却套20构成第一冷却流路。冷却水管60包括位于复合冷却套20下端的进水冷却水管和位于复合冷却套20上端的出水冷却水管。冷却水接入测试台架的自来水，从下置进水冷却水管入，从上置出水冷却水管出，冷却水直接排入下水道，实际测试时，用手触摸排出发动机的冷却水，水温低于人体温度，冷却效果良好。测试后分解检查，轴承完好，径向、轴向双向柔性支承完好，从而解决了转子和静子轴向、径向工作态的位移差。
本实施例提供的信号传输装置，复合冷却套采用隔热、冷却两种形式为冷却套内的引电器冷却，复合冷却套内为单向流动水冷却，外接自来水即可，方便且冷却效果好；复合冷却套安装于发动机热端静子上，所有重量作用于发动机静子上，对转子作用力小；径向、轴向双向柔性支承柔度大，可实现轴向3mm、径向2mm的变形容错。
进一步，参见图1，信号传输装置还包括引电器安装座70，引电器30还包括引电器静子34，引电器静子34安装在引电器安装座70上。信号传输装置还包括双向柔性支承80，转换基座91的一端通过双向柔性支承80与复合冷却套20相连；转换基座91的另一端与引电器安装座70相连。双向柔性支承80具径向间隙，引线管50还用于引入压缩空气，引线管50、复合冷却套20、双向柔性支承80的径向间隙和涡轮转子932的后腔构成第二冷却流路。在本实施例中，穿过支板40的引线管50内径为10mm，单根引线管50内引线组直径为4mm，外引0.3MPa的压缩空气经引线管50吹入复合冷却套20内，压缩空气经径向、轴向双向柔性支承80的径向间隙流至涡轮转子932后腔，形成冷却流路。其中，引线管50引入的压缩空气的压强高于涡轮转子932的后腔的腔压。
本实施例提供的信号传输装置，支板处于高温气流道内，穿过支板的引线管也置于高温区，引线管内通冷却气，为引线提供冷却环境，同时冷却气也进入复合冷却套内，冷却引电器。冷却气在复合冷却套内经过径向、轴向双向柔性支承的径向间隙流至涡轮转子后腔，防止热气灌入复合冷却套内，由此对装置形成一动态冷却气体防护。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信号传输装置，用于对发动机的热端转子件壁面参数进行测试，该装置包括转换基座(91)、轴承(92)、发动机动子(93)和发动机静子(94)，所述发动机动子(93)包括转子引线轴(931)和与所述转子引线轴(931)固定相连的涡轮转子(932)，所述转子引线轴(931)通过所述轴承(92)轴向定位在所述转换基座(91)上，其特征在于，所述信号传输装置还包括：
传感器(10)，位于所述涡轮转子(932)上，用于采集转子件壁面参数；
引电器(30)，装载在所述转子引线轴(931)上且与所述发动机静子(94)相连接，用于承接所述转子引线轴(931)的扭力、接收所述传感器(10)采集的转子件壁面参数；
复合冷却套(20)，固定在所述发动机静子(94)上，用于对所述引电器(30)进行冷却。
2.根据权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，
所述信号传输装置还包括支撑所述复合冷却套(20)的支板(40)和置于所述复合冷却套(20)内的引线管(50)，所述引电器(30)包括转子引线(31)、静子引线(32)和引电器转子(33)，所述转子引线(31)贯穿所述转子引线轴(931)的内孔与所述传感器(10)相连；所述静子引线(32)通过贯穿所述支板(40)的所述引线管(50)与外测试仪器相连；所述引电器转子(33)与所述转子引线轴(931)连接。
3.根据权利要求2所述的信号传输装置，其特征在于，
所述信号传输装置还包括贯穿所述支板(40)与所述复合冷却套(20)相通的冷却水管(60)，所述冷却水管(60)与所述复合冷却套(20)构成第一冷却流路。
4.根据权利要求3所述的信号传输装置，其特征在于，
所述冷却水管(60)包括位于所述复合冷却套(20)下端的进水冷却水管和位于所述复合冷却套(20)上端的出水冷却水管。
5.根据权利要求4所述的信号传输装置，其特征在于，
所述信号传输装置还包括引电器安装座(70)，所述引电器(30)还包括引电器静子(34)，所述引电器静子(34)安装在所述引电器安装座(70)上。
6.根据权利要求5所述的信号传输装置，其特征在于，
所述信号传输装置还包括双向柔性支承(80)，所述转换基座(91)的一端通过所述双向柔性支承(80)与所述复合冷却套(20)相连；所述转换基座(91)的另一端与所述引电器安装座(70)相连。
7.根据权利要求6所述的信号传输装置，其特征在于，
所述复合冷却套(20)通过所述双向柔性支承(80)与所述转换基座(91)相连，用于为所述引电器静子(34)提供扭矩。
8.根据权利要求7所述的信号传输装置，其特征在于，
所述双向柔性支承(80)具径向间隙，所述引线管(50)还用于引入压缩空气，所述引线管(50)、所述复合冷却套(20)、所述双向柔性支承(80)的径向间隙和所述涡轮转子(932)的后腔构成第二冷却流路。
9.根据权利要求8所述的信号传输装置，其特征在于，
所述引线管(50)引入的压缩空气的压强高于所述涡轮转子(932)的后腔的腔压。
10.根据权利要求2至9任一项所述的信号传输装置，其特征在于，
所述引电器转子(33)与转子引线轴(931)的同轴度容差能力为±0.05mm。
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