CN110374910B - 一种用于压气机畸变试验的旋转挡板畸变装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于压气机畸变试验的旋转挡板畸变装置，所述旋转挡板畸变装置包括电机组件、编码组件、传动组件、挡板组件、畸变机匣组件及转接机匣组件，其中，所述畸变机匣组件连接于试验件进气段，所述转接机匣组件连接试验台喇叭口，所述挡板组件位于所述畸变机匣组件和所述转接机匣组件之间，所述电机组件安装在所述畸变机匣组件上，通过所述传动组件连接至所述挡板组件以控制所述挡板组件周向转动，所述编码组件连接于所述电机组件以测量所述电机组件的输出信息。本申请的旋转挡板畸变装置通过试验中旋转角向位置可实现旋转畸变挡板与压气机进口相对不同的角向位置，可以获得分辨率高的角向进出口场参数。

Description

一种用于压气机畸变试验的旋转挡板畸变装置

技术领域

本申请属于航空发动机试验技术领域，特别涉及一种用于压气机畸变试验的旋转挡板畸变装置。

背景技术

压气机在实际使用过程中经常会遭遇进口压力畸变的状况，为准确评估压气机偏离设计工况的程度，需要开展相关的进气畸变试验。

目前进气压力畸变试验常用的手段是利用插板式畸变模拟装置在压气机进口获得畸变条件，现有的插板式模拟装置采用固定式挡板装置，此类挡板畸变装置中挡板与压气机进口周向位置相对固定，在一次开车试验中无法实现挡板角向位置调整，并且受到进出口仪表数量限制，只能获取部分角向(安装仪表的角向)位置的进出口场参数(压力或温度值)，无法获得角向较为详细的进出口流场信息。

发明内容

本申请的目的是提供了一种用于压气机畸变试验的旋转挡板畸变装置，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种用于压气机畸变试验的旋转挡板畸变装置，所述旋转挡板畸变装置包括电机组件、编码组件、传动组件、挡板组件、畸变机匣组件及转接机匣组件，其中，所述畸变机匣组件连接于压气机进气段，所述转接机匣组件连接试验台喇叭口，所述挡板组件位于所述畸变机匣组件和所述转接机匣组件之间，所述电机组件安装在所述畸变机匣组件上，通过所述传动组件连接至所述挡板组件以控制所述挡板组件周向转动，所述编码组件连接于所述电机组件以测量所述电机组件的输出信息。

在本申请中，所述电机组件包括电机、电机安装座和电机输出齿轮，电机输出齿轮通过键和挡圈与电机轴连接，电机输出齿轮分别与编码组件和传动组件上设置的齿轮相啮合以将扭矩传递到编码组件和传动组件，电机连接固定到电机安装座上，电机安装座连接固定到畸变机匣组件上。

在本申请中，所述编码器组件包括编码器、编码器安装座、转接轴、编码器输入齿轮和轴支撑座，编码器输入齿轮与电机输出齿轮啮合连接，编码组件通过编码器安装座与畸变机匣组件连接，编码器输入齿轮通过键和挡圈与转接轴连接，转接轴装配于轴支撑座，编码器通过转接轴与编码器输入齿轮连接，编码器和轴支撑座固定在编码器安装座上，编码器用于通过编码器输入齿轮转动角度得到挡板组件中的旋转畸变挡板的转动角度。

在本申请中，所述传动组件包括传动输入齿轮、传动输出齿轮、滚珠轴承、轴承座、传动轴、挡圈、轴承压盖和密封圈，传动组件的输入端通过传动输入齿轮与电机组件的电机输出齿轮啮合连接，传动组件的输出端通过传动输出齿轮与挡板组件的骨架齿轮啮合连接；传动组件采用双支点支撑形式，传动输入齿轮和传动输出齿轮装配于传动轴的两侧且分别与传动轴连接，双支点设有滚珠轴承，滚珠轴承内环装配于传动轴、外环分别装配于传动组件的轴承座和畸变机匣组件的畸变机匣上，滚珠轴承轴向分别由挡圈和轴承压盖定位，轴承压盖安装于传动轴上，与传动轴间采用密封圈密封，轴承压盖连接固定在畸变机匣上。

在本申请中，所述挡板组件包括骨架齿轮、旋转畸变挡板、滚棒配合座和压环，挡板组件的输入端通过骨架齿轮与传动组件的传动输出齿轮啮合连接，挡板组件的输出端通过滚棒配合座与畸变机匣组件的滚棒配合，骨架齿轮、旋转畸变挡板、滚棒配合座、压环连接成一体共同旋转。

在本申请中，所述畸变机匣组件包括畸变机匣、滚珠支撑架、滚珠、滚棒安装座和滚棒，畸变机匣组件一端与压气机进气段配合连接，另一端与转接机匣组件通过连接件配合连接，畸变机匣组件用于支撑电机组件、传动组件和编码组件，滚珠安装于滚珠支撑架内，滚珠支撑架固定在畸变机匣的端面，用于防止旋转畸变挡板向试验件端窜动造成干涉，滚棒安装于滚棒安装座内，滚棒安装座固定在畸变机匣内壁，滚棒用于支撑挡板组件。

在本申请中，所述转接机匣组件包括转接机匣、滚珠支撑架、滚珠和堵盖，转接机匣一端与畸变机匣通过连接件配合连接，转接机匣另一端与试验台喇叭口通过连接件配合连接，滚珠安装于滚珠支撑架内，滚珠支撑架固定在转接机匣端面，用于防止旋转畸变挡板向喇叭口端窜动造成干涉，堵盖通过连接件装配于转接机匣，堵盖的拆卸能够为旋转畸变挡板和压环连接件的拆装提供空间。

在本申请中，所述轴承压盖与畸变机匣间隙配合，用于减小畸变机匣的空气泄露；所述滚棒配合座与滚棒间隙配合。

本申请的旋转挡板畸变装置能够实现挡板与压气机进口相对位置的调整，可在一次试验开车中实现任意角度的相对位置调整，并能记录旋转角度值，并且本申请的旋转挡板畸变装置通过试验中旋转角向位置可实现旋转畸变挡板与压气机进口相对不同的角向位置，在此基础上可以获得分辨率高的角向进出口场参数，即获取更加详细的畸变流场。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为本申请的用于压气机畸变试验的旋转挡板畸变装置结构简图。

图2为本申请的旋转挡板畸变装置剖视图。

图3为本申请中的电机组件结构简图。

图4为本申请中的编码组件结构简图。

图5为本申请中的传动组件结构简图。

图6为本申请中的挡板组件结构简图。

图7为本申请中的畸变机匣组件结构简图。

图8为本申请中的转接机匣组件结构简图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

为了获取更加详细的进出口畸变流场信息，本申请提出了一种旋转挡板畸变装置来获取周向更多位置(畸变板角向位置可旋转，形成与安装仪表更多的相对角向位置)的压力、温度值。

如图1和图2所示，本申请的用于压气机畸变试验的旋转挡板畸变装置具体包括：电机组件1、编码组件2、传动组件3、挡板组件4、畸变机匣组件5、转接机匣组件6。畸变机匣组件5与压气机进气段7止口配合，通过螺栓连接固定。转接机匣组件6与试验台喇叭口8止口配合，通过螺栓连接固定。挡板组件4安装在畸变机匣组件5和转接机匣组件6之间，动力由电机组件1提供，电机组件1安装在畸变机匣组件5上，电机组件1通过传动组件3连接至挡板组件4，电机组件输出动力控制挡板组件4周向转动，编码组件2连接于电机组件1以测量电机组件1的输出信息，根据输出信息计算得到挡板组件4的转动角度。

如图3所述，电机组件1包括电机11、电机安装座12和电机输出齿轮13。

电机组件1为旋转挡板畸变装置提供动力。电机输出齿轮13通过键和挡圈与电机11轴连接，电机输出齿轮13分别将扭矩传递到编码组件2和传动组件3，电机输出齿轮13与编码器输入齿轮24和传动输入齿轮31相啮合，电机11通过螺栓连接固定在电机安装座12上，电机安装座12通过螺栓连接固定在畸变机匣51上。

如图4所示，编码组件2包括编码器21、编码器安装座22、转接轴23编码器输入齿轮24和轴支撑座25。

编码组件2通过编码器输入齿轮24与电机组件1的电机输出齿轮13连接，两个齿轮相啮合，编码组件2通过编码器安装座22与畸变机匣组件5连接，螺钉连接固定在畸变机匣51上；编码器输入齿轮24通过键和挡圈与转接轴23连接，转接轴23装配于轴支撑座25，编码器21通过转接轴23与编码器输入齿轮24连接，编码器21和轴支撑座25固定在编码器安装座22上，螺钉连接；编码器21实现编码器输入齿轮24转动角度的记录，通过传动比换算，进而得到旋转畸变挡板42的转动角度，满足记录旋转畸变挡板42转动角度的试验要求。

如图5所示，传动组件3包括传动输入齿轮31、传动输出齿轮32、滚珠轴承33、34、轴承座35、传动轴36、挡圈37、轴承压盖38和密封圈39。

传动组件3输入端通过传动输入齿轮31与电机组件1的电机输出齿轮13连接，两个齿轮相啮合，传动组件3输出端通过传动输出齿轮32与挡板组件4的骨架齿轮41连接，两个齿轮相啮合；传动组件3采用双支点支撑形式，传动输入齿轮31和传动输出齿轮32装配于传动轴两侧，通过键和挡圈与传动轴连接36，双支点均为滚珠轴承33、34，滚珠轴承33、34内环装配于传动轴36，圆柱面配合定心，轴向凸肩定位；滚珠轴承33、34外环分别装配于传动组件3的轴承座35和畸变机匣51上，圆柱面配合定心，轴向分别由挡圈37和轴承压盖38定位，轴承压盖38安装于传动轴36上，与传动轴36间采用密封圈39密封，轴承压盖38通过螺钉连接固定在畸变机匣51上，与畸变机匣51采用小间隙配合，减小畸变机匣51空气泄漏。

如图6所示，挡板组件4包括骨架齿轮41、旋转畸变挡板42、滚棒配合座43、压环44。

挡板组件4输入端通过骨架齿轮41与传动组件3的传动输出齿轮32连接，两个齿轮相啮合，输出端通过滚棒配合座43与畸变机匣组件5的滚棒55配合；骨架齿轮41、旋转畸变挡板42、滚棒配合座43、压环44通过螺钉连接成一体，共同旋转，滚棒配合座43与畸变机匣组件5的滚棒55采用小间隙配合，滚棒55对挡板组件4起到支撑作用，骨架齿轮41端面与畸变机匣51端面留有一定轴向间隙，且畸变机匣51端面装配有滚珠63，防止轴向窜动引起机构干涉。

如图7所示，畸变机匣组件5包括畸变机匣51、滚珠支撑架52、滚珠53、滚棒安装座54、滚棒55、双头螺柱56。

畸变机匣组件5一端通过止口与压气机进气段配合，螺栓连接，一端通过止口与转接机匣组件6配合，双头螺柱56连接，第一螺母65紧固；畸变机匣组件5为电机组件1、传动组件3、编码组件2提供安装座的支撑结构；滚珠53装于滚珠支撑架52内，滚珠支撑架52通过螺钉固定在畸变机匣51端面，用于防止旋转畸变挡板42向试验件端窜动后造成机构干涉；滚棒55装于滚棒安装座54内，滚棒安装座54通过螺钉固定在畸变机匣51内壁，滚棒55用于支撑挡板组件4。

如图8所示，转接机匣组件6包括转接机匣61、滚珠支撑架62、滚珠63、堵盖64、第一螺母65、双头螺柱66和第二螺母67。

转接机匣组件6一端通过转接机匣61与畸变机匣51止口配合，双头螺柱56连接，第一螺母65紧固，一端通过转接机匣61与试验台喇叭口部件止口配合，螺栓连接；滚珠63装于滚珠支撑架62内，滚珠支撑架62通过螺钉固定在转接机匣61端面，用于防止旋转畸变挡板42向喇叭口端窜动后造成机构干涉；堵盖64装配于转接机匣61，通过双头螺柱66与转接机匣61连接，第二螺母67紧固，堵盖64的拆卸可以为旋转畸变挡板42和压环44连接螺钉的拆装提供空间。

本申请的旋转挡板畸变装置能够实现挡板与压气机进口相对位置的调整，可在一次试验开车中实现任意角度的相对位置调整，并能记录旋转角度值；且本申请的旋转挡板畸变装置通过试验中旋转角向位置可实现旋转畸变挡板与压气机进口相对不同的角向位置，在此基础上可以获得分辨率高的角向进出口场参数，即获取更加详细的畸变流场。本申请的旋转挡板畸变装置能够满足压气机畸变试验需求，相比于固定挡板畸变装置，具有挡板角向位置可调，有助于获取更加详细的进出口畸变流场信息，同时降低试验成本。

此外，本申请的旋转挡板畸变装置中转接机匣组件与畸变机匣组件连接处设有调整垫，依据零组件实际生产加工及装配情况，调整挡板组件与畸变机匣组件和转接机匣组件间的轴向间隙尺寸。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种用于压气机畸变试验的旋转挡板畸变装置，其特征在于，所述旋转挡板畸变装置包括电机组件(1)、编码组件(2)、传动组件(3)、挡板组件(4)、畸变机匣组件(5)及转接机匣组件(6)，其中，所述畸变机匣组件(5)连接于压气机进气段(7)，所述转接机匣组件(6)连接试验台喇叭口(8)，所述挡板组件(4)位于所述畸变机匣组件(5)和所述转接机匣组件(6)之间，所述电机组件(1)安装在所述畸变机匣组件(5)上，通过所述传动组件(3)连接至所述挡板组件(4)以控制所述挡板组件(4)周向转动，所述编码组件(2)连接于所述电机组件(1)以测量所述电机组件(1)的输出信息；

所述电机组件(1)包括电机(11)、电机安装座(12)和电机输出齿轮(13)，电机输出齿轮(13)通过键和挡圈与电机(11)轴连接，电机输出齿轮(13)分别与编码组件(2)和传动组件(3)上设置的齿轮相啮合以将扭矩传递到编码组件(2)和传动组件(3)，电机(11)连接固定到电机安装座(12)上，电机安装座(12)连接固定到畸变机匣组件(5)上；

所述编码组件(2)包括编码器(21)、编码器安装座(22)、转接轴(23)、编码器输入齿轮(24)和轴支撑座(25)，编码器输入齿轮(24)与电机输出齿轮(13)啮合连接，编码组件(2)通过编码器安装座(22)与畸变机匣组件(5)连接，编码器输入齿轮(24)通过键和挡圈与转接轴(23)连接，转接轴(23)装配于轴支撑座(25)，编码器(21)通过转接轴(23)与编码器输入齿轮(24)连接，编码器(21)和轴支撑座(25)固定在编码器安装座(22)上，编码器(21)用于通过编码器输入齿轮(24)转动角度得到挡板组件(4)中的旋转畸变挡板(42)的转动角度；以及

所述传动组件(3)包括传动输入齿轮(31)、传动输出齿轮(32)、滚珠轴承(33、34)、轴承座(35)、传动轴(36)、挡圈(37)、轴承压盖(38)和密封圈(39)，传动组件(3)的输入端通过传动输入齿轮(31)与电机组件(1)的电机输出齿轮(13)啮合连接，传动组件(3)的输出端通过传动输出齿轮(32)与挡板组件(4)的骨架齿轮(41)啮合连接；传动组件(3)采用双支点支撑形式，传动输入齿轮(31)和传动输出齿轮(32)装配于传动轴(36)的两侧且分别与传动轴(36)连接，双支点设有滚珠轴承(33、34)，滚珠轴承(33、34)内环装配于传动轴(36)、外环分别装配于传动组件(3)的轴承座(35)和畸变机匣组件(5)的畸变机匣(51)上，滚珠轴承(33、34)轴向分别由挡圈(37)和轴承压盖(38)定位，轴承压盖(38)安装于传动轴(36)上，与传动轴(36)间采用密封圈(39)密封，轴承压盖(38)连接固定在畸变机匣(51)上。

2.如权利要求1所述的旋转挡板畸变装置，其特征在于，所述挡板组件(4)包括骨架齿轮(41)、旋转畸变挡板(42)、滚棒配合座(43)和压环(44)，挡板组件(4)的输入端通过骨架齿轮(41)与传动组件(3)的传动输出齿轮(32)啮合连接，挡板组件(4)的输出端通过滚棒配合座(43)与畸变机匣组件(5)的滚棒(55)配合，骨架齿轮(41)、旋转畸变挡板(42)、滚棒配合座(43)、压环(44)连接成一体共同旋转。

3.如权利要求2所述的旋转挡板畸变装置，其特征在于，所述畸变机匣组件(5)包括畸变机匣(51)、滚珠支撑架(52)、滚珠(53)、滚棒安装座(54)和滚棒(55)，畸变机匣组件(5)一端与压气机进气段(7)配合连接，另一端与转接机匣组件(6)通过连接件配合连接，畸变机匣组件(5)用于支撑电机组件(1)、传动组件(3)和编码组件(2)，滚珠(53)安装于滚珠支撑架(52)内，滚珠支撑架(52)固定在畸变机匣(51)的端面，用于防止旋转畸变挡板(42)向试验件端窜动造成干涉，滚棒(55)安装于滚棒安装座(54)内，滚棒安装座(54)固定在畸变机匣(51)内壁，滚棒(55)用于支撑挡板组件(4)。

4.如权利要求3所述的旋转挡板畸变装置，其特征在于，所述转接机匣组件(6)包括转接机匣(61)、滚珠支撑架(62)、滚珠(63)和堵盖(64)，转接机匣(61)一端与畸变机匣(51)通过连接件配合连接，转接机匣(61)另一端与试验台喇叭口(8)通过连接件配合连接，滚珠(63)安装于滚珠支撑架(62)内，滚珠支撑架(62)固定在转接机匣(61)端面，用于防止旋转畸变挡板(42)向喇叭口端窜动造成干涉，堵盖(64)通过连接件装配于转接机匣(61)，堵盖(64)的拆卸能够为旋转畸变挡板(42)和压环(44)连接件的拆装提供空间。

5.如权利要求1至4任一所述的旋转挡板畸变装置，其特征在于，所述轴承压盖(38)与畸变机匣(51)间隙配合，用于减小畸变机匣(51)的空气泄露；所述滚棒配合座(43)与滚棒(55)间隙配合。

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