CN109374282A - 一种可旋转试验测量机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可旋转试验测量机构，包括测量机匣2、传动轴4、测量探针1、转接座7、连接段8；其中，测量机匣2为回转壳体结构，壳体底部和内部为空腔，底部朝向涡轮转子11，测量机匣2顶部连接面与传动轴4的一端固定连接；测量机匣2外壁面周向设置有若干测量探针1，电机定子9通过转接座7与试验台架固定连接，电机转子10通过连接段8与传动轴4另一端固定连接，保证可靠传动。本发明结构简单、可靠、易实现；适用于各类涡轮部件试验；有利于试验效率提升，明显提高试验结果准确度。

Description

一种可旋转试验测量机构
技术领域：
本发明属于航空发动机、燃气轮机试验测量结构领域，具体涉及一种可旋转试验测量机构。
背景技术
部件性能试验是验证发动机部件设计的重要方法，在航空发动机部件设计过程中得到广泛应用。部件试验的目的是获得准确详细的试验数据，为部件设计结果的性能评估提供有力支撑。试验测量结构作为试验件的重要组成部分，其设计合理合理性和可靠性至关重要。
在涡轮部件性能试验中，涡轮出口流场参数作为重要测量参数，直接用于确定涡轮工作状态和性能评估。通常在涡轮出口某一截面壁面布置静压测点，流道内部布置总温总压测量探针和方向测量探针，试验过程中各测点位置均固定不变。但涡轮出口流场参数具有与叶片通道一致的周期性，和因为进口条件、加工结果不一致导致的不均匀性。在整个试验过程中固定测点位置存在以下不足：一、因出口流场的复杂性导致不同周向位置流场参数变化较大，而目前测量方法的测点密度很难达到捕获真实准确流场的密度要求，测量结果很难代表测量截面的真实流场；二、单次试验只能测量周向固定位置，无法得到周向连续的流场数据，无法进行出口流场的周向变化研究；三、为了获得测量截面详细真实的流场，可通过反复更换测量机匣并进行多次试验，但这一方法人力成本和时间成本过高。
4、发明内容：
发明目的：
为解决现有试验过程中固定测点位置存在的问题，提出一种可旋转试验测量机构。
技术方案：
一种可旋转试验测量机构，包括测量机匣(2)、传动轴(4)、测量探针(1)、转接座(7)、连接段(8)；
其中，测量机匣(2)为回转壳体结构，壳体底部和内部为空腔，底部朝向涡轮转子(11)，测量机匣(2)顶部连接面与传动轴(4)的一端固定连接；测量机匣(2)外壁面周向设置有若干测量探针(1)，电机定子(9)通过转接座(7)与试验台架固定连接，电机转子(10)通过连接段(8)与传动轴(4)另一端固定连接，保证可靠传动。
进一步的，还包括有前支撑段(3)和后支撑段(6)，其中，前支撑段(3)和后支撑段(6)与试验台架(5)固定连接，并分别通过前轴瓦(13)和后轴瓦(14)与传动轴(4)连接，传动轴(4)、前轴瓦(13)、后轴瓦(14)、前支撑段(3)、后支撑段(6)同轴设置，保证测量机构的有效定心和径向支撑，并实现稳定旋转。
所述测量机匣(2)顶部连接面上设置有凸肩，凸肩内侧面辅助定心。
所述测量机匣(2)外壁面周向开有若干个测试孔，测试孔与测量探针(1)的安装座适配，用于安装测量探针(1)。
所述测量机匣(2)顶部连接面上设置有轴端引线盖(12)，其两侧壁面开有通孔，测试线通过轴端引线盖(12)通孔引出，引出测试线后，轴端引线盖(12)夹层填满封严胶，保证封严。
所述后支撑段(6)与传动轴(4)的连接结构，还包括隔圈(15)和限位螺母(16)，限位螺母(16)与所述传动轴(4)通过螺纹连接，限位螺母(16)前端面与传动轴(4)凸肩后端面相抵，隔圈(15)安装于传动轴(4)与限位螺母(16)之间，通过传动轴(4)止口与限位螺母(16)对测量机构进行轴向限位。
有益效果
a)结构简单、可靠、易实现；
b)适用于各类涡轮部件试验；
c)有利于试验效率提升，明显提高试验结果准确度。
附图说明
图1为本发明技术方案装配示意图。
图2为传动轴4与测量机匣2和前支撑段3连接示意图。
图3为传动轴4与后支撑段6和连接段8的连接示意图。
其中，1-测量探针；2-测量机匣；3-前支撑段；4-传动轴；5-试验台架；6-后支撑段；7-转接座；8-连接段；9-电机定子；10-电机转子；11-涡轮转子；12-轴端引线盖；13-前轴瓦；14-后轴瓦；15-隔圈；16-限位螺母。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明技术方案做详细叙述。
本发明具体实施例的可旋转试验测量机构包括测量机匣2、传动轴4、测量探针1、转接座7、连接段8；其中，测量机匣2为回转壳体结构，壳体底部和内部为空腔，底部朝向涡轮转子11，测量机匣2顶部连接面与传动轴4的一端固定连接；测量机匣2外壁面周向设置有若干测量探针1，电机定子9通过转接座7与试验台架固定连接，电机转子10通过连接段8与传动轴4另一端固定连接，保证可靠传动。测量机匣2顶部连接面上设置有凸肩，凸肩内侧面辅助定心。测量机匣2外壁面周向开有若干个测试孔，测试孔与测量探针1的安装座适配。测量机匣2顶部连接面上设置有轴端引线盖12，其两侧壁面开有通孔，测试线通过轴端引线盖12通孔引出，引出测试线后，轴端引线盖12夹层填满封严胶，保证封严。
为提供支撑和稳定性，本实施例中还设置了前支撑段3和后支撑段6，为回转壳体结构，其中，前支撑段3和后支撑段6与试验台架5固定连接，并分别通过前轴瓦13和后轴瓦14与传动轴4连接，传动轴4、前轴瓦13、后轴瓦14、前支撑段3、后支撑段6同轴设置，保证测量机构的有效定心和径向支撑，并实现稳定旋转。后支撑段6与传动轴4的连接结构，还包括隔圈15和限位螺母16，限位螺母16与所述传动轴4通过螺纹连接，限位螺母16前端面与传动轴4凸肩后端面相抵，隔圈15安装于传动轴4与限位螺母16之间，通过传动轴4止口与限位螺母16对测量机构进行轴向限位。
综上，本发明结构主要特点是测量机匣2通过螺栓连接与传动轴4连接，通过前轴瓦13、后轴瓦14对测量机构进行定心并保证稳定旋转，通过限位螺母16和传动轴4止口进行轴向限位，并通过电机转子10带动测量机构转动，能够安全可靠实现测量机匣2转动。可根据需要测量流道出口周向任意位置流场数据，对于涡轮转子11后的流场数据测量准确度更高，有效提高试验结果的准确性；可实现单次试验测量周向多处数据，有效提高试验效率，减少时间成本。并且该结构简单、装拆方便，工作可靠，互换性及经济性较好。
本发明测量机构具体安装完应用，等待涡轮试验件工作稳定后，便可开展试验数据的录取工作，此时启动电机，电机转子10开始工作，带动固定连接的连接段8、传动轴4和测量机匣2匀速转动，布置在测量机匣2上的测量探针1进行周向运动，从而完整录取涡轮转子11出口的流场数据，实现周向连续流场数据的测量，有效提高试验数据的准确度。同时可根据需要测量需要，将测量探针1保持在周向某个特殊位置上，实现单次试验对周向不同位置的测量，减少了试验件的拆装次数，有效提升了试验效率。在采用可旋转试验测量机构后，涡轮部件试验的完成数据录取的所需时间相较之前减少三分之二以上；所录取的试验数据与理论数值分析结果对比，其试验精度由80％提高到了95％。

Claims (6)

1.一种可旋转试验测量机构，包括测量机匣(2)、传动轴(4)、测量探针(1)、转接座(7)和连接段(8)；
其中，测量机匣(2)为回转壳体结构，壳体底部和内部为空腔，底部朝向涡轮转子(11)，测量机匣(2)顶部连接面与传动轴(4)的一端固定连接；测量机匣(2)外壁面周向设置有若干测量探针(1)，电机定子(9)通过转接座(7)与试验台架固定连接，电机转子(10)通过连接段(8)与传动轴(4)另一端固定连接，保证可靠传动。
2.根据权利要求1的一种可旋转试验测量机构，其特征在于，还包括有前支撑段(3)和后支撑段(6)，其中，前支撑段(3)和后支撑段(6)与试验台架(5)固定连接，并分别通过前轴瓦(13)和后轴瓦(14)与传动轴(4)连接，传动轴(4)、前轴瓦(13)、后轴瓦(14)、前支撑段(3)、后支撑段(6)同轴设置，保证测量机构的有效定心和径向支撑，并实现稳定旋转。
3.根据权利要求1的一种可旋转试验测量机构，其特征在于，所述测量机匣(2)顶部连接面上设置有凸肩，凸肩内侧面辅助定心。
4.根据权利要求1的一种可旋转试验测量机构，其特征在于，所述测量机匣(2)外壁面周向开有若干个测试孔，测试孔与测量探针(1)的安装座适配，用于安装测量探针(1)。
5.根据权利要求1的一种可旋转试验测量机构，其特征在于，所述测量机匣(2)顶部连接面上设置有轴端引线盖(12)，其两侧壁面开有通孔，测试线通过轴端引线盖(12)通孔引出，引出测试线后，轴端引线盖(12)夹层填满封严胶，保证封严。
6.根据权利要求2的一种可旋转试验测量机构，其特征在于，所述后支撑段(6)与传动轴(4)的连接结构，还包括隔圈(15)和限位螺母(16)，限位螺母(16)与所述传动轴(4)通过螺纹连接，限位螺母(16)前端面与传动轴(4)凸肩后端面相抵，隔圈(15)安装于传动轴(4)与限位螺母(16)之间，通过传动轴(4)止口与限位螺母(16)对测量机构进行轴向限位。
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