CN106644422B - 用于涡轮试验的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于涡轮试验的试验装置，包括：排气蜗壳，排气蜗壳的一端与排气机匣相连，其相对设置的另一端连接有中间机匣，中间机匣的第一端与排气蜗壳可调节连接以保证中间机匣与试验件轴的同心度；中间机匣的与其第一端相对设置的第二端连接有与其同心的用于测量试验件的输出扭矩的测扭盘，测扭盘连接有与其同心的用于测量并控制试验件的转速的测功器；测功器包括位于其中心且沿其长度方向延伸的测功器轴，测功器轴通过连接轴与试验件轴相连。本发明的用于涡轮试验的试验装置，可解决由于试验件轴与测功器轴的同心度不符合要求时，试验时引起振动，严重时，导致试验无法进行的技术问题。

Description

用于涡轮试验的试验装置

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种用于涡轮试验的试验装置。

背景技术

模型涡轮试验器适用于航空发动机模型涡轮性能试验，试验器由进气管路、试验件、排气蜗壳、测扭盘、测功器、套齿轴等组成，测功器的总重量全部由涡壳底座承担，测功器用以测量与控制试验件的转速，测扭盘通过螺栓连接与测功器固定在一起，用于测量试验件输出的扭矩，试验件输出功率由测得的扭矩与转速通过公式换算而得。

试验器安装时，试验件的进气机匣通过螺栓与进气管路连接在一起，试验件的排气机匣通过螺栓连接固定在排气蜗壳上，试验件轴通过套齿轴与测功器轴连接，测扭盘一端通过螺栓连接与测功器固定在一起，测扭盘另一端通过螺栓连接固定在排气涡壳端面上。

试验件轴与测功器轴的同心，首先试验件的排气机匣与试验件轴的同心度符合要求，之后通过试验件排气机匣与排气蜗壳的定位来保证试验件轴与测功器轴的同心度要求，因此，对试验件排气机匣的加工质量及试验件的装配质量要求很高。如果试验件排气机匣的加工质量不好或试验件的装配质量不好，试验件装配后，就会导致试验件的排气机匣与试验件轴的同心度不符合要求，由于试验件与测功器的重量都很重，当试验件与测功器都固定到排气蜗壳上时，就很难对试验件或测功器进行微调，来满足试验件轴与测功器轴同心度要求，如果试验件轴与测功器轴的同心度不符合要求，试验时就会引起振动，严重时，试验都无法进行。

发明内容

本发明提供了一种用于涡轮试验的试验装置，以解决现有的试验器中由于试验件轴与测功器轴的同心度不符合要求时，试验时引起振动，严重时，导致试验无法进行的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于涡轮试验的试验装置，用于与试验件相连以测量试验件的转速和输出扭矩，其中，试验件包括分别位于其两端的进气机匣和排气机匣、沿进气机匣至排气机匣的方向延伸的试验件轴，用于涡轮试验的试验装置包括：排气蜗壳，排气蜗壳的一端与排气机匣相连，其相对设置的另一端连接有中间机匣，中间机匣的第一端与排气蜗壳可调节连接以保证中间机匣与试验件轴的同心度；中间机匣的与其第一端相对设置的第二端连接有与其同心的用于测量试验件的输出扭矩的测扭盘，测扭盘连接有与其同心的用于测量并控制试验件的转速的测功器；测功器包括位于其中心且沿其长度方向延伸的测功器轴，测功器轴通过连接轴与试验件轴相连。

进一步地，中间机匣的第一端相对排气蜗壳的端面移动设置且通过连接件与排气蜗壳固定。

进一步地，排气蜗壳上与中间机匣相连的第一端面设有多个沿排气蜗壳的第一端面的周线间隔布置的第一连接孔；中间机匣第一端的第一端面上设有多个分别与多个第一连接孔对应的第二连接孔，第二连接孔的内径大于第一连接孔的内径，以在中间机匣的第一端相对排气蜗壳的第一端面移动时使连接件穿过第二连接孔和第一连接孔以固定中间机匣。

进一步地，第一连接孔和第二连接孔均为内径不变的圆孔，连接件为连接螺栓；连接螺栓依次穿过第二连接孔、第一连接孔后与排气机匣上的螺纹孔旋合以将中间机匣及排气机匣固定在排气蜗壳上。

进一步地，中间机匣的第一端设有用于在安装中间机匣时防止中间机匣掉落的第一结构。

进一步地，中间机匣第一端的第一端面上设有用于伸入排气蜗壳内以防止中间机匣在安装时掉落的凸缘，凸缘呈环形；第一结构为由中间机匣的第一端面和凸缘构成的截面呈“L”型的第一止口。

进一步地，第一止口与排气蜗壳配合处具有间隙，以便中间机匣的第一端相对排气蜗壳移动。

进一步地，中间机匣的第二端设有用于测扭盘与中间机匣的第二端定位的第二结构。

进一步地，中间机匣第二端的第二端面上设有内凹且呈环形的凹槽；第二结构为由中间机匣的第二端面和凹槽构成的截面呈“L”型的第二止口。

进一步地，测扭盘上与中间机匣相连的第一端上设有与第二止口匹配的第三止口，通过第三止口与第二止口的配合以定位测扭盘；测扭盘的与其第一端相对设置的第二端连接测功器。

本发明具有以下有益效果：

本发明的用于涡轮试验的试验装置中，由于中间机匣的第一端与排气蜗壳可调节连接，故而通过调节中间机匣的第一端与排气蜗壳的相对位置，即可保证中间机匣与试验件轴的同心度，又因为测扭盘与中间机匣相连且与中间机匣同心，测功器与测扭盘相连且与测扭盘同心，故而当中间机匣与试验件轴的同心度满足要求时，测功器与试验件轴的同心度也相应的满足要求，从而测功器的测功器轴与试验件轴的同心度也将满足要求，进而解决由于试验件轴与测功器轴的同心度不符合要求时，试验时引起振动，严重时，导致试验无法进行的技术问题；

另外，由于只需调节中间机匣即可保证中间机匣与试验件轴的同心度，相比现有的通过对试验件或测功器进行调节以保证测功器与试验件轴的同心度，其调节时操作简单，省时省力；

采用本发明的用于涡轮试验的试验装置时，通过测扭盘可测出试验件的输出扭矩，通过测功器可测出试验件的转速，根据测得的输出扭矩和转速再结合换算公式即可得到试验件的输出功率。

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是本发明优选实施例的用于涡轮试验的试验装置与试验件连接时的结构示意图；

图2是图1中的中间机匣的剖视结构示意图。

图例说明

10、试验件；11、进气机匣；12、排气机匣；13、试验件轴；20、排气蜗壳；201、第一连接孔；30、中间机匣；301、第二连接孔；302、第一结构；303、凸缘；304、第二结构；40、测扭盘；50、测功器；60、连接轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种用于涡轮试验的试验装置，用于与试验件10相连以测量试验件10的转速和输出扭矩，其中，试验件10包括分别位于其两端的进气机匣11和排气机匣12、沿进气机匣11至排气机匣12的方向延伸的试验件轴13，本发明的用于涡轮试验的试验装置包括：排气蜗壳20，排气蜗壳20的一端与排气机匣12相连，其相对设置的另一端连接有中间机匣30，中间机匣30的第一端与排气蜗壳20可调节连接以保证中间机匣30与试验件轴13的同心度；中间机匣30的与其第一端相对设置的第二端连接有与其同心的用于测量试验件10的输出扭矩的测扭盘40，测扭盘40连接有与其同心的用于测量并控制试验件10的转速的测功器50；测功器50包括位于其中心且沿其长度方向延伸的测功器轴，测功器轴通过连接轴60与试验件轴13相连。本发明的用于涡轮试验的试验装置中，由于中间机匣30的第一端与排气蜗壳20可调节连接，故而通过调节中间机匣30的第一端与排气蜗壳20的相对位置，即可保证中间机匣30与试验件轴13的同心度，又因为测扭盘40与中间机匣30相连且与中间机匣30同心，测功器50与测扭盘40相连且与测扭盘40同心，故而当中间机匣30与试验件轴13的同心度满足要求时，测功器50与试验件轴13的同心度也相应的满足要求，从而测功器50的测功器轴与试验件轴13的同心度也将满足要求，进而解决由于试验件轴13与测功器轴的同心度不符合要求时，试验时引起振动，严重时，导致试验无法进行的技术问题。另外，由于只需调节中间机匣30即可保证中间机匣30与试验件轴13的同心度，相比现有的通过对试验件10或测功器50进行调节以保证测功器50与试验件轴13的同心度，其调节时操作简单，省时省力。采用本发明的用于涡轮试验的试验装置时，通过测扭盘40可测出试验件10的输出扭矩，通过测功器50可测出试验件10的转速，根据测得的输出扭矩和转速再结合换算公式即可得到试验件10的输出功率。

可选地，如图1所示，中间机匣30的第一端相对排气蜗壳20的端面移动设置且通过连接件(图未示)与排气蜗壳20固定。调节中间机匣30与试验件轴13的同心度时，首先调节中间机匣30的第一端相对排气蜗壳20的端面的位置，使中间机匣30与试验件轴13的同心度满足要求，然后再采用连接件把中间机匣30固定在排气蜗壳20上。

本实施例中，如图1所示，排气蜗壳20上与中间机匣30相连的第一端面设有多个沿排气蜗壳20的第一端面的周线间隔布置的第一连接孔201。中间机匣30第一端的第一端面上设有多个分别与多个第一连接孔201对应的第二连接孔301，第二连接孔301的内径大于第一连接孔201的内径，以在中间机匣30的第一端相对排气蜗壳20的第一端面移动时使连接件穿过第二连接孔301和第一连接孔201以固定中间机匣30。当中间机匣30的第一端相对排气蜗壳20的第一端面移动(本具体实施例中，移动的距离很小，小于1mm)时，由于第二连接孔301的内径大于第一连接孔201的内径，连接件依然可穿过第二连接孔301和第一连接孔201以固定中间机匣30。优选地，移动中间机匣30的第一端时，采用百分表(图未示)随时观察中间机匣30与试验件轴13的同心度。

优选地，如图1所示，第一连接孔201和第二连接孔301均为内径不变的圆孔，便于简单。连接件为连接螺栓(图未示)；连接螺栓依次穿过第二连接孔301、第一连接孔201后与排气机匣12上的螺纹孔旋合以将中间机匣30及排气机匣12固定在排气蜗壳20上。

更优选地，多个第一连接孔201沿排气蜗壳20的第一端面的周线均匀间隔布置，多个第二连接孔301沿中间机匣30的第一端面的周线均匀间隔布置，且与多个第一连接孔201一一对应设置。

本发明中，调节中间机匣30与试验件轴13的同心时，首先将连接螺栓穿设于第二连接孔301、第一连接孔201及排气机匣12的螺纹孔中，且连接螺栓都不能旋紧，以方便中间机匣30的第一端相对排气蜗壳20的第一端面微移；将百分表固定于试验件轴13上；旋转试验件轴13，观察试验件轴13与中间机匣30的同心度；如若试验件轴13与中间机匣30的同心度不符合要求，则需对中间机匣30的第一端进行微调，直至试验件轴13与中间机匣30满足同心度的要求；同心度调好后，对称旋紧连接螺栓，待所有的连接螺栓旋紧后，旋转试验件轴13，并记录试验件轴13与中间机匣30的同心度。

可选地，如图2所示，为防止中间机匣30与排气蜗壳20连接时掉落，本实施例中，在中间机匣30的第一端设置用于在安装中间机匣30时防止中间机匣30掉落的第一结构302。

本实施例中，如图1和图2所示，中间机匣30第一端的第一端面上设有用于伸入排气蜗壳20内以防止中间机匣30在安装时掉落的凸缘303，凸缘303呈环形。第一结构302为由中间机匣30的第一端面和凸缘303构成的截面呈“L”型的第一止口。

优选地，如图1所示，第一止口与排气蜗壳20配合处具有间隙，以便中间机匣30的第一端相对排气蜗壳20移动，避免第一止口与排气蜗壳20发生干涉。

可选地，如图2所示，为对测扭盘40与中间机匣30的第二端进行定位，本实施例中，在中间机匣30的第二端设置用于测扭盘40与中间机匣30的第二端定位的第二结构304。

本实施例中，如图1和图2所示，中间机匣30第二端的第二端面上设有内凹且呈环形的凹槽。第二结构304为由中间机匣30的第二端面和凹槽构成的截面呈“L”型的第二止口。调节中间机匣30与试验件轴13的同心时，百分表的表架固定于试验件轴13上，百分表的表头紧挨第二止口，以更精确的测量中间机匣30与试验件轴13的同心度。

优选地，如图1所示，测扭盘40上与中间机匣30相连的第一端上设有与第二止口匹配的第三止口，通过第三止口与第二止口的配合以定位测扭盘40。测扭盘40的与其第一端相对设置的第二端连接有测功器50。

本实施例中，连接轴60为套齿轴。

以上所述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 (8)

1.一种用于涡轮试验的试验装置，其特征在于，用于与试验件(10)相连以测量所述试验件(10)的转速和输出扭矩，其中，所述试验件(10)包括分别位于其两端的进气机匣(11)和排气机匣(12)、沿所述进气机匣(11)至所述排气机匣(12)的方向延伸的试验件轴(13)，所述用于涡轮试验的试验装置包括：

排气蜗壳(20)，所述排气蜗壳(20)的一端与所述排气机匣(12)相连，其相对设置的另一端连接有中间机匣(30)，所述中间机匣(30)的第一端与所述排气蜗壳(20)可调节连接以保证所述中间机匣(30)与所述试验件轴(13)的同心度；

所述中间机匣(30)的与其第一端相对设置的第二端连接有与其同心的用于测量所述试验件(10)的输出扭矩的测扭盘(40)，所述测扭盘(40)连接有与其同心的用于测量并控制所述试验件(10)的转速的测功器(50)；

所述测功器(50)包括位于其中心且沿其长度方向延伸的测功器轴，所述测功器轴通过连接轴(60)与所述试验件轴(13)相连；

所述中间机匣(30)的第一端相对所述排气蜗壳(20)的端面移动设置且通过连接件与所述排气蜗壳(20)固定；

所述排气蜗壳(20)上与所述中间机匣(30)相连的第一端面设有多个沿所述排气蜗壳(20)的第一端面的周线间隔布置的第一连接孔(201)；

所述中间机匣(30)第一端的第一端面上设有多个分别与多个所述第一连接孔(201)对应的第二连接孔(301)，所述第二连接孔(301)的内径大于所述第一连接孔(201)的内径，以在所述中间机匣(30)的第一端相对所述排气蜗壳(20)的第一端面移动时使所述连接件穿过所述第二连接孔(301)和所述第一连接孔(201)以固定所述中间机匣(30)。

2.根据权利要求1所述的用于涡轮试验的试验装置，其特征在于，

所述第一连接孔(201)和所述第二连接孔(301)均为内径不变的圆孔，所述连接件为连接螺栓；

所述连接螺栓依次穿过所述第二连接孔(301)和所述第一连接孔(201)后与所述排气机匣(12)上的螺纹孔旋合以将所述中间机匣(30)及所述排气机匣(12)固定在所述排气蜗壳(20)上。

3.根据权利要求1所述的用于涡轮试验的试验装置，其特征在于，

所述中间机匣(30)的第一端设有用于在安装所述中间机匣(30)时防止所述中间机匣(30)掉落的第一结构(302)。

4.根据权利要求3所述的用于涡轮试验的试验装置，其特征在于，

所述中间机匣(30)第一端的第一端面上设有用于伸入所述排气蜗壳(20)内以防止所述中间机匣(30)在安装时掉落的凸缘(303)，所述凸缘(303)呈环形；

所述第一结构(302)为由所述中间机匣(30)的第一端面和所述凸缘(303)构成的截面呈“L”型的第一止口。

5.根据权利要求4所述的用于涡轮试验的试验装置，其特征在于，

所述第一止口与所述排气蜗壳(20)配合处具有间隙，以便所述中间机匣(30)的第一端相对所述排气蜗壳(20)移动。

6.根据权利要求1所述的用于涡轮试验的试验装置，其特征在于，

所述中间机匣(30)的第二端设有用于所述测扭盘(40)与所述中间机匣(30)的第二端定位的第二结构(304)。

7.根据权利要求6所述的用于涡轮试验的试验装置，其特征在于，

所述中间机匣(30)第二端的第二端面上设有内凹且呈环形的凹槽；

所述第二结构(304)为由所述中间机匣(30)的第二端面和所述凹槽构成的截面呈“L”型的第二止口。

8.根据权利要求7所述的用于涡轮试验的试验装置，其特征在于，

所述测扭盘(40)上与所述中间机匣(30)相连的第一端上设有与所述第二止口匹配的第三止口，通过所述第三止口与所述第二止口的配合以定位所述测扭盘(40)；

所述测扭盘(40)的与其第一端相对设置的第二端连接所述测功器(50)。