CN111964837B - 一种航空发动机离心飞重转速试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空发动机离心飞重组件类转速试验领域，涉及一种航空发动机离心飞重转速试验装置及方法。本发明航空发动机离心飞重转速试验装置包括莫氏锥主体、定位环、顶块、弹性套、螺套、螺母。所述莫氏锥主体一端定位夹紧机构，另一端为莫氏锥结构。所述定位夹紧机构中间为与离心飞重杆匹配的安装腔。所述弹性套、定位环以及顶块军均为环状结构，设置在安装腔内。其中，弹性套设置在两个定位环中间，顶块设置在内侧定位环与安装腔内壁之间，螺套与定位夹紧机构端部螺纹连接。实际使用时，离心飞重杆穿过弹性套、定位环并夹持固定在安装腔内以进行转速试验，实现离心飞重试验时的高精度定位、无伤夹紧，有效提高离心飞重试验的精确性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机离心飞重组件类转速试验领域，涉及一种航空发动机离心飞重转速试验装置及方法。
背景技术
离心飞重作为转速敏感元件，用于测量各种状态下发动机的转速。离心飞重组件在燃油调节器中起着非常重要的作用，其通过感受转速信号，输出位移控制液压放大装置，从而控制燃调输出的燃油流量。如果离心飞重工作不稳定，其感受到的转速输出的位移将处于一个动态的范围内，从而影响燃调控制品质，导致输出燃油的流量不稳定。在做离心飞重转速试验之前，先要将工装与设备固定并做工装动平衡试验，调试合格后将离心飞重组件安装在工装上开始做实验。
航空发动机离心飞重试验由于其应力领域特殊性，对其高精度、高可靠性以及试验无损性要求非常苛刻，且一直是技术难题。现有技术在航空发动机离心飞重试验时很难满足定位后离心飞重的跳动要求，需要多次调试，费时费力；而且加紧部分为钢材料，很容易将组件夹伤，导致零件的报废，尤其不平衡量过大时，也会导致试验结果的失真。
发明内容
本发明的技术问题为：本发明通过设计离心飞重转速试验装置，提出一种定位夹紧结构和装夹方法，实现零件高精度定位、无伤夹紧。
本发明的技术方案：一种航空发动机离心飞重转速试验装置，其包括莫氏锥主体、定位环、顶块、弹性套、螺套、螺母，所述莫氏锥主体一端定位夹紧机构，另一端为莫氏锥结构，其中，所述定位夹紧机构中间为与离心飞重杆匹配的安装腔，所述弹性套、定位环以及顶块军均为环状结构，设置在安装腔内，其中，弹性套设置在两个定位环中间，顶块设置在内侧定位环与安装腔内壁之间，所述螺套与定位夹紧机构端部螺纹连接，实际使用时，离心飞重杆穿过弹性套、定位环并夹持固定在安装腔内以进行转速试验，其中，所述弹性套为能够夹紧离心飞重杆，同时具有回弹复位性能的结构，所述螺母与顶块连接用于顶块调节。
所述弹性套硬度为邵氏50-70A，弹性模量3～15MPa，加紧时施加在螺母7上的扭矩为固定值，作为加紧零件，必须保证弹性套在此扭矩的作用下产生足够的加紧力，弹性套只能产生弹性形变且其位移距离不大于1mm，扭矩撤销后能恢复原状，经过长时间不确定试验对比得到上述数值。
所述弹性套为聚氨酯材料，因离心飞重杆硬度小于20HRC常规金属弹性套加紧机构都容易将其夹伤。
弹性套外圆与安装腔内孔配合间隙小于内孔与离心飞重杆之间的间隙。
弹性套外圆与安装腔内孔配合间隙在0.01～0.02mm，内孔与离心飞重杆之间的间隙在0.05～0.07mm，间隙。
所述定位环为耐磨金属材料，其外圆与安装腔内孔配合间隙不大于0.005mm，内孔与离心飞重杆之间的间隙不大于0.005mm，粗糙度不低于Ra0.4，按照此间隙组装装置，将离心飞重定位夹紧与试验台连接后，其顶端跳动不大于0.01mm，可以有效满足离心飞重组件转速试验高精度定位要求。
所述顶块为套筒结构，径向设置有销孔，用于连接螺母7，且顶块邻近定位环的一端端部设置有限位台，其作用为与莫氏锥主体内腔配合，使产生的挤压力垂直向上，同时防止装置在转动过程中产生不平衡量，有效保障航空发动机离心飞重转速试验结果的准确性和可靠性。
所述螺母内部腔体分成三部分，下部为内螺纹结构，中部为内嵌环槽，用于销子安装，上部为光孔结构，外部为滚花结构，通过螺母转动，带动中部销子上下移动，从而控制顶块运动。
莫氏锥上设置有用于连接试验台的连接销。
一种利用所述的航空发动机离心飞重转速试验装置的试验方法，其过程如下：
步骤一、将装置通过连接销安装到转速试验设备上，并进行动平衡，检验是否满足要求；
步骤二、调整螺母7，使加紧机构处于松弛状态，注意旋转的距离，螺母7向上旋转感受到少许压力时停止；
步骤三、将离心飞重组件放入夹紧定位机构的安装腔中，向上旋转螺母7，使弹性套2通过形变加紧离心飞重组件；
步骤四、试验完成后向下旋转螺母7，使弹性套2松开，拿出离心飞重。
本发明的有益效果为：本发明航空发动机离心飞重转速试验装置的定位结构设计可以实现离心飞重组件高精度定位，跳动小于0.01，而夹紧机构的设计在保证零件夹紧力的同时最大程度的保护零件，使零件免于被压伤，整个工装在与设备连接固定后，只需调整件7就可以完成对零件的拆卸，操作便捷简单，相对于现有航空发动机离心飞重转速试验技术，本发明航空发动机离心飞重转速试验装置及方法，有效提高了航空发动机离心飞重转速试验精度和可靠性，大幅降低了离心飞重试验对零件的损耗，整体大幅提高了航空发动机离心飞重试验效率和质量，相对于现有技术具有显著的技术进步和突出的技术效果。
附图说明
图1是工装装配图；
图2莫氏锥主体零件图；
图3是螺套零件图；
图4是螺母零件图；
图5是顶块零件图；
其中，1-螺套、2-弹性套、3-销子、4-连接销、5-莫氏锥主体、6-顶块、7-螺母、8-定位环。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
请参阅图1至图5，本发明离心飞重转速试验装置包括螺套1、弹性套2、莫氏锥主体5、顶块6、螺母7、定位环8。所述莫氏锥主体5的下端为莫氏锥柄，用于与设备相连，设备上有螺母，通过压紧件4销子来锁紧工装，莫氏锥的大小和定位销的尺寸位置均根据设备实际需求确定。所述莫氏锥主体5的上端为定位夹紧机构，螺套1它通过螺纹与主题锁紧，它为离心飞重组件提供辅助端面定位，另一个作用为限制件限制定位环8的轴向自由度。所述定位环8是该机构主要定位零件，定位环有两个，相距一定距离，距离根据离心飞重组件夹持柄部的长度确定，其外圆与主体孔壁、内孔与离心飞重外圆精密配合，间隙均不大于0.005，弹性套2是硬度弹性适合的聚氨酯材料，放置在两个定位环之间，与其保持不大于0.01的平行度，经过试验选用的硬度为邵氏50～70,外圆直径与主体内孔配合不大于0.01，内孔直径比夹持的离心飞重外圆大0.05。所述销子3、顶块6、螺母7组合成夹紧机构，顶块6外圆与主体内孔配合，销子3压入顶块6中，在螺母7上下移动时，销子3可以带动顶块6上下移动。
进一步的，当离心飞重组件放入工装定位后，移动螺母7，通过螺纹带动销子3、顶块6上移动，带动下端定位环也向上运动。
进一步的，弹性套2受到了两端定位环的挤压，发生形变并产生弹性变形，通过挤压的方式加紧离心飞重组件。
进一步的，当实验完成后，向下移动螺母7，通过螺纹带动销子3、顶块6下移动，带动下端定位环也向下运动，弹性套2恢复原状，松开离心飞重，零件拿出
其转速试验流程包括如下步骤：
步骤一、将工装安装到转速试验设备上，并与设备锁紧，对工装进行动平衡，检验是否满足要求；
步骤二、调整螺母7，使加紧机构处于松弛状态，注意旋转的距离，螺母7向上旋转感受到少许压力时停止；
步骤三、将离心飞重组件放入零件定位装置中，向上旋转螺母7，销子3安装在螺母7的环槽中，螺母7通过螺纹的转动会转化成销子3向上的移动，销子3与顶块6贯穿连接，从而带动顶块6向上移动挤压下端定位环8，在上端定位环8位置不变的情况下压缩弹性套2，使其发生弹性形变夹紧离心飞重杆件；
步骤四、试验完成后向下旋转螺母7，使弹性套2弹性套松开，拿出零件。
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)
1.一种航空发动机离心飞重转速试验装置，其特征在于，包括莫氏锥主体、定位环、顶块、弹性套、螺套、螺母，所述莫氏锥主体一端定位夹紧机构，另一端为莫氏锥结构，其中，所述定位夹紧机构中间为与离心飞重杆匹配的安装腔，所述弹性套、定位环以及顶块均为环状结构，设置在安装腔内，其中，弹性套设置在两个定位环中间，顶块设置在内侧定位环与安装腔内壁之间，所述螺套与定位夹紧机构端部螺纹连接，实际使用时，离心飞重杆穿过弹性套、定位环并夹持固定在安装腔内以进行转速试验，其中，所述弹性套为能够夹紧离心飞重杆，同时具有回弹复位性能的结构，所述螺母与顶块连接用于顶块调节。
2.根据权利要求1所述的航空发动机离心飞重转速试验装置，其特征在于，所述弹性套硬度为邵氏50-70，弹性模量3～15MPa。
3.根据权利要求1所述的航空发动机离心飞重转速试验装置，其特征在于，所述弹性套为聚氨酯材料。
4.根据权利要求1所述的航空发动机离心飞重转速试验装置，其特征在于，弹性套外圆与安装腔内孔配合间隙小于内孔与离心飞重杆之间的间隙。
5.根据权利要求1所述的航空发动机离心飞重转速试验装置，其特征在于，弹性套外圆与安装腔内孔配合间隙在0.01～0.02mm，内孔与离心飞重杆之间的间隙在0.05～0.07mm。
6.根据权利要求1所述的航空发动机离心飞重转速试验装置，其特征在于，所述定位环为耐磨金属材料，粗糙度不低于Ra0.4。
7.根据权利要求1所述的航空发动机离心飞重转速试验装置，其特征在于，所述顶块为套筒结构，径向设置有销孔，用于连接螺母( 7) ，且顶块邻近定位环的一端端部设置有限位台。
8.根据权利要求1所述的航空发动机离心飞重转速试验装置，其特征在于，所述螺母内部腔体分成三部分，下部为内螺纹结构，中部为内嵌环槽，用于销子安装，上部为光孔结构，外部为滚花结构，通过螺母转动，带动中部销子上下移动，从而控制顶块运动。
9.根据权利要求1所述的航空发动机离心飞重转速试验装置，其特征在于，莫氏锥上设置有用于连接试验台的连接销。
10.一种利用权利要求1至9任一项所述的航空发动机离心飞重转速试验装置的试验方法，其特征在于，过程如下：
步骤一、将装置通过连接销安装到转速试验设备上，并进行动平衡，检验是否满足要求；
步骤二、调整螺母，使加紧机构处于松弛状态，注意旋转的距离，螺母向上旋转感受到少许压力时停止；
步骤三、将离心飞重组件放入夹紧定位机构的安装腔中，向上旋转螺母，使弹性套通过形变加紧离心飞重组件；
步骤四、试验完成后向下旋转螺母，使弹性套松开，拿出离心飞重。
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