CN108827606A - 机匣静力压力试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机匣静力压力试验装置，包括装于机匣外筒端面上的外转接筒、以及装于机匣内筒端面上的内转接筒，静力压力试验装置还包括：浮动密封结构，浮动密封结构呈环形，装设于内转接筒上，浮动密封结构的外环壁与外转接筒的内环壁密封连接，浮动密封结构的内环壁与内转接筒的外环壁密封连接，浮动密封结构用于外转接筒与内转接筒之间的密封，并在外转接筒和/或内转接筒受载时在外转接筒和内转接筒之间自由浮动，以避免外转接筒与内转接筒之间发生变形干涉现象和载荷干涉现象。本发明的机匣静力压力试验装置，不会影响内外壁在机械载荷下的各自正常变形，达到了试验正确模拟被试验机匣工作时真实受力状态的目的。

Description

机匣静力压力试验装置

技术领域

本发明涉及机匣静力压力试验领域，特别地，涉及一种机匣静力压力试验装置。

背景技术

机匣是发动机的承力零件，是支承转子和固定静子的重要部件，也是发动机的重要承力构件。它承担发动机推力、惯性、扭矩等机械载荷，同时承受内部气体压力载荷，按照设计要求，必须对其进行包含压力载荷的静力压力试验考核。

现有技术中，机匣进行静力压力试验时如附图图1所示，机匣10具有环形腔M和空腔N。根据试验载荷要求，约束机匣10的安装边A，在安装边B施加机械载荷，包括轴向力、剪力和弯矩；在安装面C施加轴向力；在M腔施加压力载荷，N腔压力为标准大气压力。在已有的试验实现方案中，轴向力、剪力和弯矩等载荷通过机械加载的方式施加，通过向机匣M腔内注入液压油的方式实现压力载荷的施加。如图1所示，通过加载通道F1和F2施加安装面B上的轴向力、剪力和弯矩，通过加载通道F3施加安装面C上的轴向力，通过加载通道P施加压力载荷，F4和F5抵消液压产生的轴向力。此方案的密封方式中，通过环形腔外筒转接段21、环形腔内筒转接段22和第一块环形板23实现压力的封闭，其中环形腔外筒转接段21、环形腔内筒转接段22和第一块环形板23的设计使得在压力载荷下不会对机匣10产生附加的载荷。同时在环形腔外筒转接段21和第一块环形板23配合处放置第一O形密封圈24，在环形腔内筒转接段22和第一块环形板23配合处放置第二O形密封圈25以实现各配合处的密封。所有O形圈沟槽型式按照标准设计加工。

由于机匣10承受剪力和弯矩载荷，在受载时环形腔外筒转接段21和第一块环形板23配合处存在着横向位移，由于所有配合处均以O形圈沟槽型式来密封，由此机匣10受载产生的横向位移会压缩第一O形密封圈24和第二O形密封圈25。此横向位移量和O形圈的压缩量的大小关系直接影响着载荷的传递。以安装面B上加载为例：当载荷较小时，环形腔M的内外壁之间的相对变形较小，由于O形密封圈存在弹性，环形腔M的内外壁之间只存在少量的载荷相互影响，基本不影响环形腔M的内外壁各自的受力状态，试验考核的状态较为理想。但载荷较大时，O形密封圈的弹性不足以抵消环形腔M的内外壁之间的变形，此时，安装面B上的载荷将有相当一部分通过第一块环形板23传递到环形腔M的内壁上，从而导致安装面B所受载荷减小，安装面C所受到来自安装面B通过第一块环形板23传递过来的额外载荷，试验件的受载状态结果偏离真实工况，试验考核的真实性难以得到保证。

发明内容

本发明提供了一种机匣静力压力试验装置，以解决现有的机匣静力压力试验装置试验时存在的环形腔内壁和外壁不能独立变形、受载时载荷相互传递的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种机匣静力压力试验装置，包括装于机匣外筒端面上的外转接筒、以及装于机匣内筒端面上的内转接筒，静力压力试验装置还包括：浮动密封结构，浮动密封结构呈环形，浮动密封结构的外环壁与外转接筒的内环壁密封连接，浮动密封结构的内环壁与内转接筒的外环壁密封连接，浮动密封结构用于外转接筒与内转接筒之间的密封，并在外转接筒和/或内转接筒受载时在外转接筒和内转接筒之间自由浮动，以避免外转接筒与内转接筒之间发生变形干涉现象和载荷干涉现象。

进一步地，浮动密封结构包括：第一环形板，装设于内转接筒与外转接筒之间，第一环形板的内环壁与内转接筒的外环壁间隙配合，第一环形板的外环壁与外转接筒的内环壁密封连接；第二环形板，装设于内转接筒与外转接筒之间，第二环形板的内环壁与内转接筒的外环壁密封连接，第二环形板与第一环形板相对滑动连接，用于防止外转接筒上的载荷和/或内转接筒上的载荷通过第一环形板和第二环形板相互传递。

进一步地，第一环形板和第二环形板上下平行分布；浮动密封结构还包括连接件，连接件同时穿设于第一环形板和第二环形板中，用于浮动连接第一环形板和第二环形板。

进一步地，第一环形板与连接件之间间隙配合；第二环形板与连接件之间密封连接；第一环形板与第二环形板之间滑动密封连接。

进一步地，第一环形板与连接件之间的配合间隙为1～3mm；第二环形板与连接件之间装设有用于密封两者之间间隙的第一密封件。

进一步地，第一环形板与第二环形板之间设有用于密封两者之间间隙的第二密封件。

进一步地，连接件的数量为多组，多组连接件沿浮动密封结构的周向依次间隔布置。

进一步地，第二环形板与内转接筒之间设有用于密封两者之间间隙的第三密封件。

进一步地，第一环形板与内转接筒之间的配合间隙为2～5mm。

进一步地，浮动密封结构包括第三环形板，第三环形板装设于内转接筒与外转接筒之间，第三环形板的内环壁与内转接筒的外环壁密封连接，第三环形板的外环壁与外转接筒的内环壁密封连接；第三环形板的中部具有用于提供弹性力的多个弯折部，用于防止外转接筒上的载荷和/或内转接筒上的载荷通过第三环形板相互传递

本发明具有以下有益效果：

本发明的机匣静力压力试验装置中，内转接筒和外转接筒之间设有浮动密封结构，浮动密封结构呈环形且装设于内转接筒与外转接筒之间，浮动密封结构通过其外环壁与外转接筒的内环壁密封连接，且内环壁与内转接筒的外环壁密封连接，而构成外转接筒和内转接筒之间的密封，且当外转接筒和/或内转接筒受载时，浮动密封结构在外转接筒和内转接筒之间存在自由浮动，从而避免外转接筒与内转接筒之间发生变形干涉现象和载荷干涉现象，保证给发动机的内外壁之间加工试验压力的同时，不会影响内外壁在机械载荷下的各自正常变形，避免了由于密封结构所带来的内外壁之间的变形及载荷干涉现象，达到了试验正确模拟被试验机匣工作时真实受力状态的目的。

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是现有技术中机匣进行静力压力试验时的状态结构示意图；

图2是本发明第一实施例的机匣静力压力试验装置装夹机匣进行试验时的状态示意图；

图3是图2的局部放大结构示意图；

图4是本发明第二实施例的机匣静力压力试验装置装夹机匣进行试验时的状态示意图；

图5是本发明第三实施例的机匣静力压力试验装置装夹机匣进行试验时的状态示意图。

图例说明

10、机匣；11、机匣外筒；12、机匣内筒；100、环形腔；21、环形腔外筒转接段；22、环形腔内筒转接段；23、第一块环形板；24、第一O形密封圈；25、第二O形密封圈；30、安装支座；40、外转接筒；50、内转接筒；60、浮动密封结构；61、第一环形板；62、第二环形板；63、连接件；64、第一密封件；65、第二密封件；66、第三密封件；67、第四密封件；68、第三环形板；680、弯折部；69、第五密封件。

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2，本发明的优选实施例提供了一种机匣静力压力试验装置，包括装于机匣外筒11端面上的外转接筒40、以及装于机匣内筒12端面上的内转接筒50，静力压力试验装置还包括：浮动密封结构60，浮动密封结构60呈环形，装设于内转接筒50上，浮动密封结构60的外环壁与外转接筒40的内环壁密封连接，浮动密封结构60的内环壁与内转接筒50的外环壁密封连接，浮动密封结构60用于外转接筒40与内转接筒50之间的密封，并在外转接筒40和/或内转接筒50受载时在外转接筒40和内转接筒50之间自由浮动，以避免外转接筒40与内转接筒50之间发生变形干涉现象和载荷干涉现象。

本发明的机匣静力压力试验装置中，内转接筒50和外转接筒40之间设有浮动密封结构60，浮动密封结构60呈环形且装设于内转接筒50上，浮动密封结构60通过其外环壁与外转接筒40的内环壁密封连接，且内环壁与内转接筒50的外环壁密封连接，而密封外转接筒40和内转接筒50之间的间隙，且当外转接筒40和/或内转接筒50受载时，浮动密封结构60在外转接筒40和内转接筒50之间自由浮动，从而避免外转接筒与内转接筒之间发生变形干涉现象和载荷干涉现象，保证给发动机机匣的内外壁之间施加试验压力的同时，不会影响内外壁在机械载荷下的各自正常变形，避免了由于密封结构所带来的内外壁之间的变形及载荷干涉现象，达到了试验正确模拟被试验机匣工作时真实受力状态的目的。

可选地，如图2和图3所示，本发明的第一实施例，浮动密封结构60包括：第一环形板61，装设于内转接筒50与外转接筒40之间，第一环形板61的内环壁与内转接筒50的外环壁间隙配合，第一环形板61的外环壁与外转接筒40的内环壁密封连接。还包括第二环形板62，装设于内转接筒50与外转接筒40之间，第二环形板62的内环壁与内转接筒50的外环壁密封连接，第二环形板62与第一环形板61相对滑动连接，用于防止外转接筒40上的载荷和/或内转接筒50上的载荷通过第一环形板61和第二环形板62相互传递。

本发明的浮动密封结构60中，第一环形板61和第二环形板62两者均装设于内转接筒50与外转接筒40之间，且第一环形板61的外环壁与外转接筒40的内环壁密封连接，第二环形板62的内环壁与内转接筒50的外环壁密封连接，从而通过第一环形板61和第二环形板62两者的配合作用，即可密封内转接筒50和外转接筒40之间的间隙，即密封环形腔100。又因为第二环形板62与第一环形板61相对滑动连接，从而当外转接筒40和/或内转接筒50受载时，载荷就不能通过第一环形板61和第二环形板62传递给环形腔100的内环壁和外环壁，由此环形腔100的外环壁和内环壁能够独立变形，不会相互干涉，进而保证试验机匣正确的受力状态，使试验结果真实可靠。

进一步地，如图2和图3所示，第一环形板61和第二环形板62上下平行分布。浮动密封结构60还包括连接件63，连接件63同时穿设于第一环形板61和第二环形板62中，用于浮动连接第一环形板61和第二环形板62。本发明第一实施例中，第一环形板61与连接件63之间间隙配合。第二环形板62与连接件63之间密封连接。第一环形板61与第二环形板62之间滑动密封连接。

工作时，由于第一环形板61的外环壁与外转接筒40的内环壁密封连接，第二环形板62的内环壁与内转接筒50的外环壁密封连接，且第一环形板61与第二环形板62之间滑动密封连接，从而保证环形腔100的滑油不从第一环形板61与外转接筒40之间、第二环形板62与内转接筒50之间、以及第一环形板61和第二环形板62之间泄露，达到密封环形腔100的目的。又因为第一环形板61的外环壁与外转接筒40的内环壁密封连接，第一环形板61的内环壁与内转接筒50间隙配合，且第一环形板61与连接件63之间间隙配合，第一环形板61与第二环形板62之间滑动密封连接，从而当外转接筒40受载时，外转接筒40和第一环形板61可看成整体结构，并相对连接件63、内转接筒50及第二环形板62独立动作。同样的，由于第二环形板62的内环壁与内转接筒50密封连接，第二环形板62与连接件63之间密封连接，且第二环形板62与第一环形板61滑动密封连接，从而当内转接筒50受载时，内转接筒50、第二环形板62及连接件63可看成整体结构，并相对第一环形板61独立动作。从而当外转接筒40和/或内转接筒50受载时，载荷就不能通过第一环形板61和第二环形板62传递给环形腔100的内环壁和外环壁，由此环形腔100的外环壁和内环壁能够独立变形，不会相互干涉。

如图4所示，本发明的第二实施例，与第一实施例不同的是，第一环形板61与连接件63之间密封连接。第二环形板62与连接件63之间间隙配合。第一环形板61与第二环形板62之间滑动密封连接。工作时，因为第一环形板61的外环壁与外转接筒40的内环壁密封连接，第一环形板61的内环壁与内转接筒50间隙配合，且第一环形板61与连接件63之间密封连接，第一环形板61与第二环形板62之间滑动密封连接，从而当外转接筒40受载时，外转接筒40、第一环形板61及连接件63可看成整体结构，并相对内转接筒50和第二环形板62独立动作。同样的，由于第二环形板62的内环壁与内转接筒50密封连接，第二环形板62与连接件63之间间隙配合，且第二环形板62与第一环形板61滑动密封连接，从而当内转接筒50受载时，内转接筒50和第二环形板62可看成整体结构，并相对第一环形板61和连接件63独立动作。从而当外转接筒40和/或内转接筒50受载时，载荷就不能通过第一环形板61和第二环形板62传递给环形腔100的内环壁和外环壁，由此环形腔100的外环壁和内环壁能够独立变形，不会相互干涉。

可选地，如图3所示，第一环形板61与连接件63之间的配合间隙为1～3mm。本发明具体实施例中，第一环形板61与连接件63之间的配合间隙为2mm。连接件63为连接螺钉，连接螺钉的螺杆同时穿设于第一环形板61和第二环形板62中，连接螺钉的锁紧螺帽螺纹连接于螺杆的外圆上，用于将第一环形板61和第二环形板62锁紧。第二环形板62与连接件63之间装设有用于密封两者之间间隙的第一密封件64。本发明具体实施例中，第一密封件64为第一密封圈。第一密封圈的数量为多个，多个第一密封圈间隔装设于连接件63的外圆上。第一环形板61与第二环形板62之间设有用于密封两者之间间隙的第二密封件65和第五密封件69。本发明具体实施例中，第二密封件65为第二密封圈。第二密封圈的数量为多个，多个第二密封圈沿第二环形板62的径向依次间隔布置。第五密封件69为一个围绕第一环形板61内孔设置的第五密封圈，第五密封圈用于防止滑油泄露到内转接筒50处，且第五密封圈布置于靠近内转接筒50处，使第二环形板62的上下压力趋近抵消，便于第二环形板62滑动。第一环形板61的外环壁与外转接筒40之间装设有用于密封两者之间间隙的第四密封件67。本发明具体实施例中，第四密封件67为第四密封圈。第四密封圈的数量为多个，多个第四密封圈间隔装设于第一环形板61的外圆上。

外接转筒40受力时，由于第一环形板61和连接件63之间横向留有足够的间隙，且连接件63通过手动拧紧，这使得第一环形板61受压力载荷时具有足够的横向移动量和一定的轴向移动量，又保证了第一环形板61与第二环形板62接触面的大部分能充满液压油，大大的减小了第一环形板61承担的轴向力和横向移动的阻力，使第一环形板61能在大压力(载荷)下能实现移动。同样的，当内转接筒50受载时，第二环形板62的受力情形与第一环形板61的受力情形类似，在此不再累述。试验施加大的弯矩、剪力和压力等载荷时，由于第一环形板61和第二环形板62很容易相对滑动，载荷就不能通过两块环形板把载荷传递给环形腔100的内外壁，由此环形腔100外环壁和内环壁能够独立变形，不会相互干涉，保证试验机匣10正确的受力状态，试验结果真实可靠。

可选地，如图3所示，连接件63的数量为多组，多组连接件63沿浮动密封结构60的周向依次间隔布置。为防止连接件63的数量较多时，对第一环形板61和第二环形板62的动作产生干涉，本发明具体实施例中，连接件63的数量一般为2至4组。

可选地，如图3所示，第二环形板62与内转接筒50之间设有用于密封两者之间间隙的第三密封件66。本发明具体实施例中，第三密封件66为第三密封圈。第三密封圈的数量为多个，多个第三密封圈间隔装设于内转接筒50的外圆上。

可选地，如图3所示，第一环形板61与内转接筒50之间的配合间隙为2～5mm。本发明具体实施例中，第一环形板61与内转接筒50之间的配合间隙为4mm。

如图5所示，本发明第三实施例中，与第一和第二实施例不同的是，浮动密封结构60包括第三环形板68，第三环形板68装设于内转接筒50与外转接筒40之间，第三环形板68的内环壁与内转接筒50的外环壁密封连接，第三环形板68的外环壁与外转接筒40的内环壁密封连接，且第三环形板68的中部具有用于提供弹性力的多个弯折部680，用于防止外转接筒40上的载荷和/或内转接筒50上的载荷通过第三环形板68相互传递。实际制作时，应尽可能使弯折部680的数量多，且壁薄，便于在满足压力载荷作用的同时提供弹性力。具体实施例中，第三环形板68的内环壁与内转接筒50的外环壁之间设有用于密封两者之间间隙的密封圈，第三环形板68的外环壁与外转接筒40的内环壁之间设有用于密封两者之间间隙的密封圈。

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 (10)

1.一种机匣静力压力试验装置，包括装于机匣外筒(11)端面上的外转接筒(40)、以及装于机匣内筒(12)端面上的内转接筒(50)，其特征在于，所述静力压力试验装置还包括：

浮动密封结构(60)，所述浮动密封结构(60)呈环形，所述浮动密封结构(60)的外环壁与所述外转接筒(40)的内环壁密封连接，所述浮动密封结构(60)的内环壁与所述内转接筒(50)的外环壁密封连接，所述浮动密封结构(60)用于所述外转接筒(40)与所述内转接筒(50)之间的密封，并在所述外转接筒(40)和/或所述内转接筒(50)受载时在所述外转接筒(40)和所述内转接筒(50)之间自由浮动，以避免所述外转接筒(40)与所述内转接筒(50)之间发生变形干涉现象和载荷干涉现象。

2.根据权利要求1所述的机匣静力压力试验装置，其特征在于，

所述浮动密封结构(60)包括：

第一环形板(61)，装设于所述内转接筒(50)与所述外转接筒(40)之间，所述第一环形板(61)的内环壁与所述内转接筒(50)的外环壁间隙配合，所述第一环形板(61)的外环壁与所述外转接筒(40)的内环壁密封连接；

第二环形板(62)，装设于所述内转接筒(50)与所述外转接筒(40)之间，所述第二环形板(62)的内环壁与所述内转接筒(50)的外环壁密封连接，所述第二环形板(62)与所述第一环形板(61)相对滑动连接，用于防止所述外转接筒(40)上的载荷和/或所述内转接筒(50)上的载荷通过所述第一环形板(61)和所述第二环形板(62)相互传递。

3.根据权利要求2所述的机匣静力压力试验装置，其特征在于，

所述第一环形板(61)和所述第二环形板(62)上下平行分布；

所述浮动密封结构(60)还包括连接件(63)，所述连接件(63)同时穿设于所述第一环形板(61)和所述第二环形板(62)中，用于浮动连接所述第一环形板(61)和所述第二环形板(62)。

4.根据权利要求3所述的机匣静力压力试验装置，其特征在于，

所述第一环形板(61)与所述连接件(63)之间间隙配合；

所述第二环形板(62)与所述连接件(63)之间密封连接；

所述第一环形板(61)与所述第二环形板(62)之间滑动密封连接。

5.根据权利要求4所述的机匣静力压力试验装置，其特征在于，

所述第一环形板(61)与所述连接件(63)之间的配合间隙为1～3mm；

所述第二环形板(62)与所述连接件(63)之间装设有用于密封两者之间间隙的第一密封件(64)。

6.根据权利要求4所述的机匣静力压力试验装置，其特征在于，

所述第一环形板(61)与所述第二环形板(62)之间设有用于密封两者之间间隙的第二密封件(65)和第五密封件(69)。

7.根据权利要求3所述的机匣静力压力试验装置，其特征在于，

所述连接件(63)的数量为多组，多组所述连接件(63)沿所述浮动密封结构(60)的周向依次间隔布置。

8.根据权利要求2所述的机匣静力压力试验装置，其特征在于，

所述第二环形板(62)与所述内转接筒(50)之间设有用于密封两者之间间隙的第三密封件(66)。

9.根据权利要求2所述的机匣静力压力试验装置，其特征在于，

所述第一环形板(61)与所述内转接筒(50)之间的配合间隙为2～5mm。

10.根据权利要求1所述的机匣静力压力试验装置，其特征在于，

所述浮动密封结构(60)包括第三环形板(68)，所述第三环形板(68)装设于所述内转接筒(50)与所述外转接筒(40)之间，所述第三环形板(68)的内环壁与所述内转接筒(50)的外环壁密封连接，所述第三环形板(68)的外环壁与所述外转接筒(40)的内环壁密封连接；

所述第三环形板(68)的中部具有用于提供弹性力的多个弯折部(680)，用于防止所述外转接筒(40)上的载荷和/或所述内转接筒(50)上的载荷通过所述第三环形板(68)相互传递。