CN107024354B - 一种适用于薄壁机匣的探针安装装置 - Google Patents

一种适用于薄壁机匣的探针安装装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于发动机测试技术领域，提出了一种适用于薄壁机匣(1)的探针安装装置，包含：探针安装座(2)，转接座(3)，密封胶圈(4)、(5)，螺栓(6)、(7)。探针安装座(2)下壁面与被测机匣(1)外壁面配合，其上壁面垂直于机匣(1)外壁面开孔中心与对应轴向位置处发动机轴心的连线，在其两侧设有螺纹孔，在其特定位置开设盲孔塞入密封胶圈(4)保证各交界面处的气密性，最终，探针安装座(2)通过螺栓固定在机匣(1)上。本发明能够保证薄壁机匣上安装探针的可靠性、气密性，同时能够保证探针有效指向发动机轴心。本发明设计的安装装置易于安装且定位准确，满足不同型面薄壁机匣发动机的测试要求。

Description

一种适用于薄壁机匣的探针安装装置
技术领域
本发明属于航空发动机测试领域，特别涉及一种适用于薄壁机匣的探针安装装置，用于航空发动机测试时探针的安装、固定。
背景技术
航空发动机机匣通常是一种具有复杂凹凸面的大型薄壁零件，测试时，为了得到发动机内部的流场、温度场数据，通常在薄壁机匣上开孔插入测试探针。
但是，在探针安装固定过程中存在以下问题：由于测试时薄壁机匣表面振动剧烈，如何保证探针有效固定？由于机匣为薄壁件，在其表面或者内部加工密封装置较为困难，如何保证探针安装孔位置处的气密性？为了得到有效的流场、温度场数据，探针在安装过程中需要指向发动机轴心，如何保证探针有效的定位？
如何在不改变发动机原有结构的前提下，在薄壁机匣上开孔安装探针进行有效的测试是测试人员急需解决的问题，上述问题的关键在于薄壁机匣上如何有效安装固定探针。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：提供一种适用于薄壁机匣的探针安装装置，解决薄壁机匣航空发动机级间测量时测试探针安装过程中的气密性、对心定位等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种适用于薄壁机匣的探针安装装置，依托机匣(1)，包含探针安装座(2)，转接座(3)，密封胶圈(4)、(5)，螺栓(6)、(7)；探针安装座(2)两侧开设螺纹孔(23)、(27)，螺纹孔(23)、(27)位置及大小与机匣(1)安装边(11)孔配合，探针安装座(2)通过螺栓(6)、(7)固定在机匣(1)上。采用该方法能够减小对机匣(1)的破坏。转接座(3)特定位置开设通孔(24)，利用螺栓(28)连接探针安装座(2)与位移机构(8)转接座(3)，在探针安装座(2)、机匣(1)之间以及探针安装座(2)、转接座(3)之间的加装密封胶圈(4)以保证连接处的气密性。
进一步，探针安装座(2)下壁面(22)与被测机匣(1)外壁面(12)配合。探针安装座(2)上壁面垂直于机匣(1)外壁面(12)开孔中心与对应轴向位置处发动机轴心的连线。探针安装座(2)高度为20至500mm。探针安装座(2)特定位置开设通孔(24)，用于插入探针(9)，通孔(24)直径为探针(9)支杆外径的1.01至1.3倍，同时在通孔(24)附近开设螺纹孔固定转接座(3)。探针安装座上、下表面处开设凹槽(25)、(26)，凹槽(25)、(26)深度为密封胶圈(4)厚度的0.8至0.95倍。凹槽(25)、(26)直径为密封胶圈(4)直径的0.95-1.10倍。
进一步，密封胶圈(4)、(5)置于探针安装座(2)凹槽(25)、(26)内，密封胶圈(4)厚度为0.5至2倍探针(9)支杆外径，密封胶圈(4)内径略小于探针(9)支杆外径，为0.8至1倍探针(9)支杆外径，密封胶圈(4)外径为1.2至10倍探针(9)支杆外径，密封胶圈(4)材质可以为橡胶、硅胶等塑性材料，同时也可以是其他耐高温的塑性材料。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种适用于薄壁机匣的探针安装装置，解决了薄壁机匣航空发动机级间测量时测试探针安装过程中的气密性、对心定位等问题。与现有技术相比，可以针对不同薄壁机匣采用本发明专利的方法设计相应的探针安装装置；本发明提供的探针安装装置可靠性高且成本低、密封性好、结构简单且易于推广；采用本发明提供的探针安装装置可以为薄壁机匣航空发动机级间可靠、准确的测量提供保障。
附图说明
图1是本发明实施例一中薄壁机匣上安装座、转接座、位移机构、密封胶圈以及探针的装配示意图。
图中1-薄壁机匣，11-安装边，12-机匣外壁面,2-探针安装座，21-安装座上壁面，22-安装座下壁面，23-螺纹孔，24-通孔，25-凹槽，26-凹槽，27-螺纹孔，28-螺纹孔，3-转接座，4-密封胶圈，5-密封胶圈，6-螺栓，7-螺栓，8-位移机构，9-探针，10-螺栓
图2是本发明实施例二中薄壁机匣上安装座、转接座、位移机构、密封胶圈以及探针的装配示意图。
图中：1-薄壁机匣，11-安装边，12-机匣外壁面,2-探针安装座，21-安装座上壁面，22-安装座下壁面，23-螺纹孔，24-通孔，25-螺纹孔，26-安装座下壁面，27-螺纹孔，28-凹槽，29-凹槽，3-转接座，4-密封胶圈，5-密封胶圈，6-螺栓，7-螺栓，8-位移机构，9-探针，10-螺栓
具体实施方式
现结合级间测量实际过程，来详细说明本发明提供的探针安装方法，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
本发明专利依托机匣(1)，包含探针安装座(2)，转接座(3)，密封胶圈(4)、(5)，螺栓(6)、(7)；转接座(3)特定位置开设通孔，利用螺栓(28)连接探针安装座(2)与位移机构(8)转接座(3)，在探针安装座(2)、机匣(1)之间以及探针安装座(2)、转接座(3)之间的加装密封胶圈(4)以保证连接处的气密性。探针安装座(2)两侧开设螺纹孔(23)、(27)，螺纹孔(23)、(27)位置及大小与机匣(1)安装边(11)孔配合，探针安装座(2)通过螺栓(6)、(7)固定在机匣(1)上。采用该方法能够减小对机匣(1)的破坏。由于探针安装座(2)上壁面垂直于机匣(1)外壁面(12)开孔中心与对应轴向位置处发动机轴心的连线，而且，探针(9)轴线垂直于位移机构(8)转接座(4)下壁面，而下壁面与探针安装座(2)上壁面(21)配合，从而保证了探针(9)轴线指向发动机轴心。
进一步，探针安装座(2)下壁面(22)与被测机匣(1)外壁面(12)配合。探针安装座(2)上壁面垂直于机匣(1)外壁面(12)开孔中心与对应轴向位置处发动机轴心的连线。探针安装座(2)高度为100mm。探针安装座(2)特定位置开设通孔(24)，用于插入探针(9)，通孔(24)直径为探针(9)支杆外径的1.01倍，同时在通孔(24)附近开设螺纹孔固定转接座(3)。探针安装座上、下表面处开设凹槽(25)、(26)，凹槽(25)、(26)深度为密封胶圈(4)厚度的0.95倍。凹槽(25)、(26)直径为密封胶圈(4)直径的1.1倍。
进一步，密封胶圈(4)、(5)置于探针安装座(2)凹槽(25)、(26)内，密封胶圈(4)厚度为1.1倍探针(9)支杆外径，密封胶圈(4)内径略小于探针(9)支杆外径，为0.95倍探针(9)支杆外径，密封胶圈(4)外径为5倍探针(9)支杆外径，密封胶圈(4)材质可以为橡胶、硅胶等塑性材料，同时也可以是其他耐高温的塑性材料。
本发明专利的设计及安装方法如下：
在测试初始，确定测量位置，在机匣(1)上特定的周向、轴向位置开孔，根据机匣开孔位置确定安装座(2)通孔(24)位置以及螺纹孔(23)(27)位置，根据本专利所要求设计安装座(2)上壁面(21)、下壁面(22)。
将安装座放置与机匣表面，保证通孔(24)与机匣(1)表面开孔同心，在安装座(2)下壁面(22)处凹槽(27)内装入密封胶圈(4)，通过机匣(1)安装边(11)紧定螺栓孔旋入螺栓(6)、(7)使得安装座(2)固定在机匣(1)之上，在安装座(2)上壁面(21)处装入密封胶圈(5)，将位移机构(8)转接座(3)固定在安装座(2)上，插入探针(9)即可进行测量。
在此实施例中，通过改变探针安装座(2)通孔(24)的相对位置可以测量发动机不同轴向位置处的气动参数。
实施例二
为了有效的利用安装边(11)螺栓(7)，亦可将实施例一中螺纹盲孔(23)、(27)改为本实施例中的螺纹通孔(23)、(27)，削除实施例一探针安装座(2)的中间部分材料，采用本实施例中的安装座形式。具体实施方法如下：
本发明专利依托机匣(1)，包含探针安装座(2)，转接座(3)，密封胶圈(4)、(5)，螺栓(6)、(7)；转接座(3)特定位置开设通孔，利用螺栓(10)连接探针安装座(2)与位移机构(8)转接座(3)，在探针安装座(2)、机匣(1)之间以及探针安装座(2)、转接座(3)之间的加装密封胶圈(4)以保证连接处的气密性。探针安装座(2)两侧开设螺纹通孔(23)、(27)，螺纹通孔(23)、(27)位置及大小与机匣(1)安装边(11)孔配合，探针安装座(2)通过螺栓(6)、(7)固定在机匣(1)上。采用该方法能够减小对机匣(1)的破坏。由于探针安装座(2)上壁面垂直于机匣(1)上壁面(12)开孔中心与对应轴向位置处发动机轴心的连线，而且，探针(9)轴线垂直于位移机构(8)转接座(4)下壁面，而转接座(4)下壁面与探针安装座(2)上壁面(21)配合，从而保证了探针(9)轴线指向发动机轴心。
与实施例1中不同的是本实施例中的与实施例1中不同的是本实施例中的安装座通孔(24)附近保留10至30倍探针直径的柱体材质，除安装座安装边外其它部分铣除。
进一步，探针安装座(2)下壁面(22)、(26)与被测机匣(1)外壁面(12)配合。探针安装座(2)上壁面垂直于机匣(1)外壁面(12)开孔中心与对应轴向位置处发动机轴心的连线。探针安装座(2)高度为100mm。探针安装座(2)特定位置开设通孔(24)，用于插入探针(9)，通孔(24)直径为探针(9)支杆外径的1.01倍，同时在通孔(24)附近开设螺纹孔(25)固定转接座(3)。探针安装座上、下表面处开设凹槽(28)、(29)，凹槽(28)、(29)深度为密封胶圈(4)厚度的0.95倍。凹槽(28)、(29)直径为密封胶圈(4)直径的1.1倍。
进一步，密封胶圈(4)置于探针安装座(2)凹槽(28)、(29)内，密封胶圈(4)厚度为1.1倍探针(9)支杆外径，密封胶圈(4)内径略小于探针(9)支杆外径，为0.95倍探针(9)支杆外径，密封胶圈(4)外径为5倍探针(9)支杆外径，密封胶圈(4)材质可以为橡胶、硅胶等塑性材料，同时也可以是其他耐高温的塑性材料。
本发明专利的设计及安装方法如下：
在测试初始，确定测量位置，在机匣(1)上特定的周向、轴向位置开孔，根据机匣开孔位置确定安装座通孔(24)位置以及螺纹孔(23)(27)位置，根据本专利实施例所要求加工安装座(2)上壁面(21)、下壁面(22)。
将安装座(2)放置与机匣表面，保证通孔(24)与机匣(1)表面开孔同心，在安装座(2)下壁面(22)处凹槽(27)内装入密封胶圈(4)，通过机匣(1)安装边(11)紧定螺栓孔旋入螺栓(6)、(7)使得安装座(2)固定在机匣(1)之上，在安装座(2)上壁面(21)处装入密封胶圈(5)，将位移机构(8)转接座(3)固定在安装座(2)上，插入探针(9)即可进行测量。
在此实施例中，通过改变探针安装座(2)通孔(24)的相对位置可以测量发动机不同轴向位置处的气动参数。
虽然表述和描述了优选实施例，但是可对实施例进行各种改动或者替换而不偏离本发明的精神和范围。因此可以理解本发明是以示例性方式而不是限制性方式进行描述。

Claims (2)

1.一种适用于薄壁机匣的探针安装装置，其特征在于，依托机匣(1)，包含探针安装座(2)，转接座(3)，第一密封胶圈(4)，第二密封胶圈(5)，第一螺栓(6)，第二螺栓(7)；探针安装座(2)两侧开设第一螺纹孔(23)，第二螺纹孔(27)，第一螺纹孔(23)，第二螺纹孔(27)位置及大小与机匣(1)安装边(11)孔配合，探针安装座(2)通过第一螺栓(6)和第二螺栓(7)固定在机匣(1)上，转接座(3)特定位置开设通孔(24)，利用螺栓连接探针安装座(2)与位移机构(8)转接座(3)，在探针安装座(2)、机匣(1)之间以及探针安装座(2)、转接座(3)之间加装第一密封胶圈(4)和第二密封胶圈(5)以保证连接处的气密性；
所述的探针安装座(2)下壁面(22)与被测机匣(1)外壁面(12)配合；
所述的探针安装座(2)高度为20至500mm；
所述的探针安装座(2)特定位置开设通孔(24)，用于插入探针(9)，通孔(24)直径为探针(9)支杆外径的1.01至1.3倍，同时在通孔(24)附近开设螺纹孔固定转接座(3)，探针安装座上、下表面处分别开设第一凹槽(25)和第二凹槽(26)，第一凹槽(25)和第二凹槽(26)深度为第一密封胶圈(4)厚度的0.8至0.95倍，第一凹槽(25)和第二凹槽(26)直径为第一密封胶圈(4)直径的0.95-1.10倍；
塑性第一密封胶圈(4)和第二密封胶圈(5)分别置于探针安装座(2)的第二凹槽(26)和第一凹槽(25)内，第一密封胶圈(4)厚度为0.5至2倍探针(9)支杆外径，第一密封胶圈(4)内径略小于探针(9)支杆外径，为0.8至1倍探针(9)支杆外径，第一密封胶圈(4)外径为1.2至10倍探针(9)支杆外径，第一密封胶圈(4)材质为橡胶或硅胶或其他耐高温的塑性材料。
2.如权利要求1所述的探针安装装置，其特征还在于，探针安装座(2)上壁面垂直于机匣(1)外壁面(12)开孔中心与对应轴向位置处发动机轴心的连线。
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