CN107588702A - 飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量装置，飞机空气循环机空气推力轴承(8)包括有一轴承安装座(801)以及一中空主轴(805)；装置包括：基座(1)、调节施力机构、载荷控制测量机构(11)、导向平台(2)、工作平台(3)、调节拉杆(6)和位移千分表(5)；载荷控制测量机构的输入轴(27)与调节施力机构的丝杠(12)的上端连接、输出轴(26)与导向盘中心轴(10)的下端连接，导向盘中心轴的上端则与调节拉杆的下端连接。采用本发明的装置和方法，通过对待测空气推力轴承组件进行在位测量，相比运用传统测量方法只是对空气推力轴承单一元素进行离位间隙测量，提高了测量结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种主流民航飞机空气循环机空气推力轴承的静态轴向位移测量装置。本发明还涉及采用所述装置进行飞机空气循环机空气推力轴承的静态轴向位移测方法。
背景技术
飞机空气循环机是由压气机、涡轮和风扇组成的三轮单轴高速旋转组件,其主要靠轴向和径向两组空气轴承支撑。空气推力轴承安装在涡轮和压气机之间，靠双作用空气推力轴承支撑旋转组件的轴向载荷。
空气轴承是指以空气作为润滑介质的一种无摩擦滑动轴承。空气轴承具有极小摩阻、低功耗、无污染等优异的性能和特点，因而现在被广泛应用于高速旋转状态的轴系支撑。
空气推力轴承包括固定的轴承座和可旋转的轴向推力盘，可旋转的轴向推力盘上固定有轴向主轴，轴承座和轴向推力盘之间通有高压空气使两者之间产生气垫浮起。在作用于主轴的轴向力的作用下，主轴会相对轴承座产生轴向位移。这就是需要测量的参数。
运用传统的测量方法对空气推力轴承的位移进行测量，只是针对单一元素——空气推力轴承进行间隙测量。通过这种方法测量出的空气推力轴承间隙和民航飞机上特定应用中的空气循环机空气推力轴承的静态轴向位移进行对比，发现这两个测量结果之间有细微的偏差。因为这个轴向位移还综合涉及到了与安装空气推力轴承的轴承座、主轴和端盖等零部件之间的配合尺寸及安装间隙。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种能够直观准确测量出一种主流民航飞机空气循环机空气推力轴承的静态轴向位移的测量装置。
本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种采用上述装置进行飞机空气循环机空气推力轴承的静态轴向位移的测量方法。
采用本发明的装置和方法，通过对待测空气推力轴承组件进行在位测量，相比运用传统测量方法只是对空气推力轴承单一元素进行离位间隙测量，提高了测量结果的准确性。
解决上述第一个技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量装置，所述的飞机空气循环机空气推力轴承8包括有一轴承安装座801以及一中空主轴805；其特征是：所述的装置包括：
一基座1，具有顶面和底面；
一调节施力机构，为螺母原地转动丝杠直线上下的螺母丝杠直线运动机构，安装在所述基座1的顶面；
一载荷控制测量机构11，具有分处两端的输出轴26和输入轴27；
一导向平台2，通过竖立的长支柱14固定支撑在所述基座1的顶面，导向平台2中间开有孔，固定有一导向中心衬套16，导向中心衬套16中可上下滑动配合地设有导向盘中心轴10；
一工作平台3，通过竖立的短支柱15固定支撑在所述导向平台2的顶面，具有中间孔的工作平台3的表面设有对应于并可将所述轴承安装座801的调节卡扣9，工作平台3的中间孔可让导向盘中心轴10穿过；
一调节拉杆6，外表车有螺纹，所述调节拉杆6可穿过所述的飞机空气循环机空气推力轴承8的中空主轴805，所述调节拉杆6的上配有调节螺母7，以便锁紧中空主轴805成一体；
一位移千分表5，通过一千分表支架固定支撑在所述工作平台3的顶面，所述位移千分表5的测量端朝下，顶在调节拉杆6的上端；
所述的载荷控制测量机构11的输入轴27与调节施力机构的丝杠12的上端连接、输出轴26与导向盘中心轴10的下端连接，导向盘中心轴10的上端则与调节拉杆6的下端连接。
优选地，所述的调节施力机构包括：
一筒底朝上并开有圆孔的筒体28，筒身内壁上对称开有两条轴向长槽29；
一调节圆盘13，作为旋转螺母使用，中间开有螺纹孔配合所述的丝杆12、外圆滑动配合所述筒体28筒底开有的圆孔；
一限位盘24，直径大于所述的筒体28筒底开有的圆孔，调节圆盘13中部有让丝杠12穿过的孔，限位盘24固定在安装在筒底圆孔内的调节圆盘13的底部上防止测试时调节圆盘13被拔起；
一限转杆23，固定在所述的丝杠12的下端，限转杆23的两端在所述的轴向长槽30上垂直方向移动。
优选的，所述基座1与调节圆盘13、限位盘24之间用筒体28连接；所述基盘1与筒体28拧有基座螺丝4；调节圆盘13、限位盘24、基座1之间拧有限位盘螺丝25；
优选的，丝杠12和输入端27通过横插短销19连接；导向盘中心轴10和输出端26通过横插短销19连接；
优选的，基座1与长支柱14之间拧有长支柱螺丝20；所述工作平台3和调节长扣9之间拧有调节长扣螺丝21；
优选的，调节拉杆6上还配有导向螺母17、自锁螺母18，所述导向螺母17、自锁螺母18用于锁紧飞机空气循环机空气推力轴承的中空主轴805。
优选地，所述千分表支架的结构为一T型梁4，位移千分表5安装在T型梁4的横梁端。
所述的载荷控制测量机构11和调节卡扣9为现有技术。
解决上述第二个技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量方法，包括以下步骤：
1)将待测量的空气推力轴承8以及其他零部件安装完好，使其整体形成一个待检测组件，将待检测组件放置在工作平台3上，用调节卡扣9锁紧待检测组件的轴承安装座801；
2)将调节拉杆6穿过组装完成的检测组件的中空主轴805的中心孔中，用调节螺母6、导向螺母17、自锁螺母18锁紧中空主轴805；
3)载荷控制测量机构11的输入轴27与调节施力机构的丝杠12的上端连接、输出轴26与导向盘中心轴10的下端连接，导向盘中心轴10的上端则与调节拉杆6的下端连接；
4)将位移千分表5安装至T型梁4的横梁上，使位移千分表5的测试头部接触到调节拉杆6的顶端，同时调零位移千分表5读数；
5)转动基座1上安装的调节圆盘13；
6)载荷控制测量机构11读出此时的载荷大小，通过位移千分表5读出位移量。
本发明的有益效果是：
1.通过对空气循环机空气推力轴承的静态轴向位移直接进行在位测量，测量方法简单方便，测量结果直观准确。
2.通过手动控制对空气推力轴承直接施加向上或者向下的载荷，模拟出主轴在高速转动过程中对空气推力轴承的实时载荷。
3.通过不同的控制载荷大小，能够准确测量得出位移千分表的位移量。在不同的载荷下，位移千分表的读数直观反映了在载荷控制下空气推力轴承的静态轴向位移。
4.可以得到空气推力轴承在不同载荷条件下的位移变化值、轴向位移变化值，并通过分析研究出空气推力轴承受轴向载荷状态下的动态特性及高速旋转组件运行的稳定性和可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例的主视图；
图2为图1装上空气推力轴承状态的主视图；
图3为被测空气推力轴承的剖面图；
图4为被测空气推力轴承的A部分局部放大图；
图5为被测空气推力轴承的B部分局部放大图。
图中：1-基座；2-导向平台；3-工作平台；4-T型梁；5-位移千分表；6-调节拉杆；7-调节螺母；9-调节卡扣；10-导向盘中心轴；11-载荷控制测量机构；12-丝杆；13-调节圆盘；14-长支柱；15-短支柱；16-导向盘中心衬套；17-导向螺母；18-自锁螺母；19-短销；20-长支柱螺丝；21-调节长扣螺丝；22-基座螺丝；23-限转杆；24-限位盘；25-限位盘螺丝；26-输出轴；27-输入轴；28-筒体；30-轴向长槽；8-空气推力轴承；801-轴承安装座；803-端盖；805-中空主轴；806-轴承螺丝。
具体实施方式
图3至图5为被测飞机空气循环机空气推力轴承8，其包括有一轴承安装座801以及一中空主轴805。
如图1和图2所示，本发明的飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量装置实施例，装置包括：
一基座1，具有顶面和底面；
一调节施力机构，为螺母原地转动丝杠直线上下的螺母丝杠直线运动机构，安装在基座1的顶面；本实施例的调节施力机构包括：
一筒底朝上并开有圆孔的筒体28，筒身内壁上对称开有两条轴向长槽29；
一调节圆盘13，作为旋转螺母使用，中间开有螺纹孔配合丝杆12、外圆滑动配合所述筒体28筒底开有的圆孔；
一限位盘24，直径大于所述的筒体28筒底开有的圆孔，调节圆盘13中部有让丝杠12穿过的孔，限位盘24固定在安装在筒底圆孔内的调节圆盘13的底部上防止测试时调节圆盘13被拔起；
一限转杆23，固定在丝杠12的下端，限转杆23的两端在所述的轴向长槽30上垂直方向移动，限制丝杠只能上下移动但不能旋转。
基座1与调节圆盘13、限位盘24之间用筒体28连接；基盘1与筒体28拧有四个基座螺丝4；调节圆盘13、限位盘24、基座1之间拧有四个限位盘螺丝25；
丝杠12和载荷控制测量机构11的输入端27通过横插短销19连接；导向盘中心轴10和输出端26通过横插短销19连接；
一载荷控制测量机构11，具有分处两端的输出轴26和输入轴27；
一导向平台2，通过竖立的三根长支柱14固定支撑在基座1的顶面，导向平台2中间开有孔，固定有一导向中心衬套16，导向中心衬套16中可上下滑动配合地设有导向盘中心轴10；基座1与每一根长支柱14之间均分别拧有长支柱螺丝20；
一工作平台3，通过竖立的三根短支柱15固定支撑在导向平台2的顶面，具有中间孔的工作平台3的表面设有对应于并可将轴承安装座801固定的三个调节卡扣9，工作平台3的中间孔可让导向盘中心轴10穿过；工作平台3和每个调节长扣9之间均拧有调节长扣螺丝21；
一调节拉杆6，外表车有螺纹，调节拉杆6可穿过飞机空气循环机空气推力轴承8的中空主轴805，调节拉杆6的上配有一个调节螺母7，一个导向螺母17，两个自锁螺母18，以便锁紧中空主轴805成一体；
一位移千分表5，通过一千分表支架固定支撑在工作平台3的顶面，所诉位移千分表5的测量端朝下，以便顶在调节拉杆6的上端；
载荷控制测量机构11的输入轴27与调节施力机构的丝杠12的上端连接、输出轴26与导向盘中心轴10的下端连接，导向盘中心轴10的上端则与调节拉杆6的下端连接。
如图2所示，飞机空气循环机空气推力轴承8在安装后，轴承安装座801被调节卡扣9锁紧，中空主轴805套在调节拉杆6上。
如图3所示，空气推力轴承8包括一中空主轴805，中空主轴805在轴体外有一圈凸出的圆环；圆环被在设置在其上方的端盖803和设置在其下面的轴承安装座801留有间隙的固定；轴承安装轴801和端盖803之间用轴承螺丝806拧紧；其中，中空主轴805和端盖803之间的间隙放大如图4所示；中空主轴805和轴承安装座801之间的间隙放大如图5所示。
本发明的飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量方法包括以下步骤：
1)将待测量的空气推力轴承8以及其他零部件安装完好，使其整体形成一个待检测组件，将待检测组件放置在工作平台3上，用调节卡扣9锁紧待检测组件的轴承安装座801；
2)将调节拉杆6穿过组装完成的检测组件的中空主轴805的中心孔中，用调节螺母6、导向螺母17、自锁螺母18锁紧中空主轴805；
3)载荷控制测量机构11的输入轴27与调节施力机构的丝杠12的上端连接、输出轴26与导向盘中心轴10的下端连接，导向盘中心轴10的上端则与调节拉杆6的下端连接；
4)将位移千分表5安装至T型梁4的横梁上，使位移千分表5的测试头部接触到调节拉杆6的顶端，同时调零位移千分表5读数；
5)转动基座1上安装的调节圆盘13；
6)载荷控制测量机构11读出此时的载荷大小，通过位移千分表5读出位移量。
本发明测量方法的工作原理如下：
组装完成并锁紧后的待检测组件，可以随着调节拉杆6上下调节，产生一个整体的位移量。
转动基座1上安装的调节圆盘13，丝杆12便会产生向上或者向下的位移，经过输入轴27，载荷控制测量机构11上形成向上的推力或者向下的拉力，通过载荷控制测量机构11经过输出轴26传递到导向盘中心轴10上，进而传递到调节拉杆6上，便可以通过位移千分表5测量出位移量。位移千分表5的变化量反映了调节拉杆6上下的位移量和空气推力轴承8的静态轴向位移。载荷控制测量机构11读数反映了传递给中空主轴805的载荷大小。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量装置，所述的飞机空气循环机空气推力轴承(8)包括有一轴承安装座(801)以及一中空主轴(805)；其特征在于，所述的装置包括：
一基座(1)，具有顶面和底面；
一调节施力机构，为螺母原地转动丝杠直线上下的螺母丝杠直线运动机构，安装在所述基座(1)的顶面；
一载荷控制测量机构(11)，具有分处两端的输出轴(25)和输入轴(27)；
一导向平台(2)，通过竖立的长支柱(14)固定支撑在所述基座(1)的顶面，导向平台(2)中间开有孔，固定有一导向中心衬套(16)，导向中心衬套(16)中上下滑动配合地设有导向盘中心轴(10)；
一工作平台(3)，通过竖立的短支柱(15)固定支撑在所述导向平台(2)的顶面，具有中间孔的工作平台(3)的表面设有对应于并可将所述轴承安装座(801)的调节卡扣(9)，工作平台(3)的中间孔可让导向盘中心轴(10)穿过；
一调节拉杆(6)，外表车有螺纹，所述调节拉杆(6)可穿过所述的飞机空气循环机空气推力轴承(8)的中空主轴(805)，所述调节拉杆(6)的上配有调节螺母(7)，以便锁紧中空主轴(805)成一体；
一位移千分表(5)，通过一千分表支架固定支撑在所述工作平台(3)的顶面，所述位移千分表(5)的测量端朝下，顶在调节拉杆(6)的上端；
所述的载荷控制测量机构(11)的输入轴(27)与调节施力机构的丝杠(12)的上端连接、输出轴(26)与导向盘中心轴(10)的下端连接，导向盘中心轴1(10)的上端则与调节拉杆(6)的下端连接。
2.根据权利要求1所述的飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量装置，其特征是：所述的调节施力机构包括：
一筒底朝上并开有圆孔的筒体(28)，筒身内壁上对称开有两条轴向长槽(29)；
一调节圆盘(13)，作为旋转螺母使用，中间开有螺纹孔配合所述的丝杆(12)、外圆滑动配合所述筒体(28)筒底开有的圆孔；
一限位盘(24)，直径大于所述的筒体(28)筒底开有的圆孔，调节圆盘(13)中部有让丝杠(12)穿过的孔，限位盘(24)固定在安装在筒底圆孔内的调节圆盘(13)的底部上防止测试时调节圆盘(13)被拔起；
一限转杆(23)，固定在所述的丝杠(12)的下端，限转杆(23)的两端在所述的轴向长槽(30)上垂直方向移动。
3.根据权利要求1所述的飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量装置，其特征是：所述调节拉杆(6)上还配有导向螺母(17)、自锁螺母(18)，所述导向螺母(17)、自锁螺母(18)用于锁紧飞机空气循环机空气推力轴承(8)的中空主轴(805)。
4.根据权利要求1所述的飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量装置，其特征是：所述千分表支架的结构为一T型梁(4)，位移千分表(5)安装在T型梁(4)的横梁端。
5.一种采用如权利要求1-4任意一项权利要求所述的装置进行飞机空气循环机空气推力轴承静态轴向位移测量方法，其特征是包括以下步骤：
1)将待测量的空气推力轴承(8)以及其他零部件安装完好，使其整体形成一个待检测组件，将待检测组件放置在工作平台(3)上，用调节卡扣(9)锁紧待检测组件的轴承安装座(801)；
2)将调节拉杆6穿过组装完成的检测组件的中空主轴(805)的中心孔中，用调节螺母(6)、导向螺母(17)、自锁螺母(18)锁紧中空主轴(805)；
3)载荷控制测量机构(11)的输入轴(27)与调节施力机构的丝杠(12)的上端连接、输出轴(26)与导向盘中心轴(10)的下端连接，导向盘中心轴(10)的上端则与调节拉杆(6)的下端连接；
4)将位移千分表(5)安装至T型梁(4)的横梁上，使位移千分表(5)的测试头部接触到调节拉杆(6)的顶端，同时调零位移千分表(5)读数；
5)转动基座(1)上安装的调节圆盘(13)；
6)载荷控制测量机构(11)读出此时的载荷大小，通过位移千分表(5)读出位移量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180116 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |