CN112710870A

CN112710870A - 一种apu转速传感器性能检测装置

Info

Publication number: CN112710870A
Application number: CN202011518285.XA
Authority: CN
Inventors: 胡敏; 赵俊伟; 白永发
Original assignee: Chengdu Chengfa Taida Aviation Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Chenfa Teda Aviation Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-21
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2021-04-27
Anticipated expiration: 2040-12-21
Also published as: CN112710870B

Abstract

本发明公开了一种APU转速传感器性能检测装置，其包括用于提供转子组件转动动力的气动部以及用于安装转速传感器的调整平台；气动部采用压缩空气作为动力源，转子组件安装在气动部的轴侧输出端，气动部的出气口朝向转子组件；调整平台包括可在X、Y、Z方向上进行移动调节的快速调节器组件和安装在快速调节器组件上的夹具，夹具用于夹持转速传感器；转速传感器连接有一用于性能检测的电气组件，电气组件包括示波器和频率计数器。该APU转速传感器性能检测装置可模拟多种机型APU主轴转动情况，并对各个状态下的转速传感器性能进行测试，且适用性和机动性能均较强，结构精密，可最大限度地减小运转过程的振动，防止外来振动对转速传感器测试的影响。

Description

一种APU转速传感器性能检测装置

技术领域

本发明涉及客机辅助动力设备检测领域，具体涉及一种APU转速传感器性能检测装置。

背景技术

在航空发动机的各个系统中，电控系统中的ECU技术是发动机电控化的核心，其主要用于采集发动机的转速信号、滑油相关信号、燃油相关信号、温度信号、气动相关信号、位置信号等，通过一定的算法，反馈给其他相关系统，进行参数的调节，并驱动相应的执行元件或机构工作，从而达到发动机的使用性能的要求。

随着科学技术的不断进步，现代航空发动机除了对自身性能要求越来越高，同时还要保证适航要求，航空发动机需要具有更高的可靠性和安全性；其中，转速就是该类装置正常运行的一个重要参数，因此针对转速传感器进行系统化、专业地测试工作极为必要。

辅助动力装置，简称APU，作为一款小型的航空发动机，目前大多数APU的转速靠转速传感器进行监测，并且要求其具备较高的安全性和可靠性。尤其是经过翻修后的APU，为了保证转速传感器的使用性能，则需要设计一些专用的测试装置，对其性能进行测试。

因此，设计一种具有较强抗干扰性，适应性强，能够在烟雾、油气、水汽等环境中工作，且通用性强，同时环保高效、性能可靠、结构简单，测试精度高，测试转速传感器的输入和输出参数是否能满足设定要求，更好地保证发动机的翻修质量和航线排故效率的APU转速传感器性能检测装置成为需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟APU在运行状态下，检测转速传感器的输入和输出参数是否能满足设定要求的APU转速传感器性能检测装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种APU转速传感器性能检测装置，其包括用于提供转子组件转动动力的气动部以及用于安装转速传感器的调整平台；气动部采用压缩空气作为动力源，转子组件安装在气动部的轴侧输出端，气动部的出气口朝向转子组件；

调整平台包括可在X、Y、Z方向上进行移动调节的快速调节器组件和安装在快速调节器组件上的夹具，夹具用于夹持转速传感器；转速传感器连接有一用于性能检测的电气组件，电气组件包括示波器和频率计数器。

进一步地，还包括一安装台面和设置在安装台面上的安装支架组件，快速调节器组件安装在安装台面上，安装转子组件与气动部安装在安装支架组件上，在安装台面上还罩扣有一防护罩。

进一步地，气动部包括通过防爆软管依次连接的球阀a、气动三联件和球阀b，球阀b分别与有角阀和先导阀连接；

角阀通过调压器与先导阀连接，调压器还与一排气阀进行连接，排气阀连接消声器；先导阀与空气涡轮进行连接，空气涡轮与转子组件安装在同一轴线上，且空气涡轮的出气口正对转子组件。

进一步地，气动部的进气口处连接有一气源装置，通过气源装置向气动部内供入净化后的压缩空气；气源装置包括依次连接的空压机、冷冻机、气水分离器、干燥机、过滤器和储气罐。

进一步地，防护罩上还开设有安装口，用于安装控制面板、耐震压力表、调压器和排气阀。

进一步地，转子组件包括转动主轴和由转动主轴带动做同步转动的校对齿轮、测试齿轮、导磁测具和深沟球轴承；校对齿轮、测试齿轮、导磁测具依次间隔分布，深沟球轴承为两个，且分别位于校对齿轮和导磁测具的外侧，通过深沟球轴承进行转子组件的安装固定。

进一步地，安装支架组件包括支架安装底座，固定在支架安装底座上且依次设置的高度调节支架、前轴承安装座和后轴承安装座，前、后轴承安装座上设置有安全衬套；气动部安装在高度调节支架上，转子组件配合安装在前轴承安装座和后轴承安装座上。

进一步地，高度调节支架包括调节架和安装在调节架上的安装件，安装件用于安装空气涡轮，调节架上配合设置有用于调整高度的调节顶丝以及调节螺钉；安装件上、朝向前轴承安装座的一端设置有前轴承冷气喷嘴。

进一步地，快速调节器组件包括安装底座，安装在底座上的X轴滑移机构，安装在X轴滑移机构上的Y轴滑移机构，安装在Y轴滑移机构上的顶升装置，以及安装在顶升装置上的旋转装置，夹具安装在旋转装置上，X轴滑移机构、Y轴滑移机构和旋转装置上均设置有操作手轮。

进一步地，电气组件包括与转速传感器进行信号连接的航插，频率计数器和示波器与航插的连接线路上设置有电阻盒。

本发明的有益效果为：该航空发动机叶片寿命的测试装置能够完全模拟APU主轴的转动状态，并且还可适用于多种构型的APU转速传感器的测试，模拟多种机型的APU主轴转动情况，并对各个状态下的转速传感器的性能进行测试。且其机动性能较强，可适用于多种测试仪器仪表的组合使用，便于仪器仪表的校对、更换和送修。本发明设计结构精密，加工及配合精度要求高，可最大限度地减小在运转过程中的振动，防止外来振动对转速传感器测试造成影响。并且，装置结构简单，绿色节能，环保无污染，其使用压缩空气作为源的同时也充当转子组件的冷却用气，无需单独为该装置增设冷却系统，提高了设备的使用寿命和整个装置性能的稳定性。

附图说明

图1示意性地给出了APU转速传感器性能检测装置的结构示意图。

图2示意性地给出了APU转速传感器性能检测装置的外部结构示意图。

图3示意性地给出了APU转速传感器性能检测装置的电气组件的示意图。

图4示意性地给出了APU转速传感器性能检测装置的气动部的框架示意图。

图5示意性地给出了APU转速传感器性能检测装置的气源装置的示意图。

图6示意性地给出了APU转速传感器性能检测装置的转子组件的示意图。

图7示意性地给出了APU转速传感器性能检测装置的安装台面上的安装示意图。

图8示意性地给出了APU转速传感器性能检测装置的转速传感器的测试示意图。

图9示意性地给出了APU转速传感器性能检测装置的安装支架组件的安装结构示意图。

图10示意性地给出了APU转速传感器性能检测装置的调整平台的示意图。

其中：1、快速调节器组件；2、夹具；3、转速传感器；4、示波器；5、频率计数器；6、安装台面；7、安装支架组件；71、支架安装底座；72、高度调节支架；721、调节架；722、安装件；723、调节顶丝；724、调节螺钉；73、前轴承安装座；74、后轴承安装座；741、安全衬套；8、前轴承冷气喷嘴；9、防护罩；10、球阀a；11、气动三联件；12、球阀b；13、角阀；14、先导阀；15、排气阀；16、消声器；17、空气涡轮；18、空压机；19、冷冻机；20、气水分离器；21、干燥机；22、过滤器；23、储气罐；24、转动主轴；25、校对齿轮；26、测试齿轮；27、导磁测具；28、深沟球轴承；29、控制面板；30、耐震压力表；31、航插；32、电阻盒；33、气动快速接头；34、调压器；35、安装底座；36、X轴滑移机构；37、Y轴滑移机构；38、顶升装置；39、旋转装置；40、操作手轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以下结合实施例进行具体说明，参见图1～图10。

根据本发明申请的一种实施方式，给出了一种航空发动机叶片寿命的测试装置，可通过该测装置模拟APU在运行状态下，转速传感器3的输入和输出参数是否能满足设定要求，能够更好的保证发动机的翻修质量和航线排故效率。

该航空发动机叶片寿命的测试装置具体包括气动部，气动部用于提供转子组件转动动力；以及调整平台，调整平台用于安装转速传感器3。

其中，气动部采用压缩空气作为动力源，清洁环保，使用压缩空气作为动力，不需要电气、液压等动力装置，清洁无油污不会对传感器造成污染或腐蚀。

并且，转子组件安装在气动部的轴侧输出端，气动部的出气口朝向转子组件；其巧妙设计了压缩空气为动力源的同时也充当转子组件的冷却用气，无需单独为该装置增设冷却装置。

该航空发动机叶片寿命的测试装置的调整平台包括快速调节器组件1和安装在快速调节器组件1上的夹具2，夹具2用于夹持转速传感器3；其中，快速调节器组件1可在X、Y、Z方向上进行移动调节。

具体地，快速调节器组件1包括安装底座35，安装在底座上的X轴滑移机构36，安装在X轴滑移机构36上的Y轴滑移机构37，安装在Y轴滑移机构37上的顶升装置38，以及安装在顶升装置38上的旋转装置39，所述夹具2安装在旋转装置39上，所述X轴滑移机构36、Y轴滑移机构37和旋转装置39上均设置有操作手轮40。

在装夹传感器的过程中，需将转速传感器3调节到相对转子组件的合适位置。操作时，摇动X轴滑移机构36、Y轴滑移机构37上的操作手轮40，通过X轴滑移机构36和Y轴滑移机构37内的丝杠和导向螺母的作用，使转速传感器3在X和Y方向上前进和后退，大致将转速传感器3的感应端调节到校对尺寸的测试范围。

接着调整顶升装置38，转动顶升装置38上的轮盘，在顶升装置38内丝杠和导向螺母的作用下，顶升装置38可向上或向下移动，以此调节转速传感器3的感应端的高度，并使其中心线与测试齿轮26中心线重合。

最后，由于转速传感器3的感应端是一个斜面，此时需要调节旋转装置39的操作手轮40，让夹具2带着转速传感器3围绕Z轴方向旋转，使转速传感器3感应端的斜面与齿顶圆的切线平行并保持一定的安装间距，如此，即完成转速传感器3的测试装夹工作；且能更好保证传感器装夹的准确性、可靠性、可重复性、和较高的安全性。

快速调节器组件1的结构设计，可在不完全拆解装配夹具2的情况下调节传感器的位置，满足X、Y、Z方向上的移动调整；并且，可适应不同种类传感器的安装需要，极大地提高了该装置的使用范围和测试效率。

该航空发动机叶片寿命的测试装置的转速传感器3连接有一电气组件，电气组件用于性能检测。其中，电气组件包括示波器4和频率计数器5。

具体地，电气组件包括与转速传感器3进行信号连接的航插31，频率计数器5和示波器4与航插31的连接线路上设置有电阻盒32。

在转子组件加速旋转的过程中，可同时观察示波器4的波形情况和转速传感器33输出电压，以及频率计数器5上的读数，并将这些参数与设定参数作对比，由此就可实现转速传感器3的性能检测，并确保满足设定要求的测试参数。

在具体实施中，该航空发动机叶片寿命的测试装置能够完全模拟APU主轴的转动状态，最高转速可达60000r/min，可以更好的满足较高转速类的传感器的测试性能。

并且还可适用于多种构型的APU转速传感器3的测试，可模拟多种机型的APU主轴转动情况，并对各个状态下的转速传感器3的性能进行测试。

当然，该航空发动机叶片寿命的测试装置还包括一安装台面6和设置在安装台面6上的安装支架组件7，快速调节器组件1安装在安装台面6上，安装转子组件与气动部安装在安装支架组件7上，在安装台面6上还罩扣有一防护罩9。

其中，转子组件包括转动主轴24和由转动主轴24带动做同步转动的校对齿轮25、测试齿轮26、导磁测具27和深沟球轴承28。

校对齿轮25、测试齿轮26、导磁测具27依次间隔分布，深沟球轴承28为两个，且分别位于校对齿轮25和导磁测具27的外侧，通过深沟球轴承28安装在轴承座上，进而完成对转子组件的安装固定，将转子组件安装在安装支架组件7上。

本发明设计结构通用性较强，可以采用直接更换转子组件的方式，来满足不同型号转速传感器3的测试工作。

在具体实施中，可优选该APU转速传感器3性能检测装置的安装支架组件7包括支架安装底座71，固定在支架安装底座71上且依次设置的高度调节支架72、前轴承安装座73和后轴承安装座74，前、后轴承安装座73、74上设置有安全衬套741；气动部安装在高度调节支架72上，转子组件配合安装在前轴承安装座73和后轴承安装座74上。

具体地，令转子组件上的两个深沟球轴承28分别架设在前轴承安装座73和后轴承安装座74上，当然，在前轴承安装座73上的深沟球轴承28上设冷气喷嘴；并令转子组件与气动部安装在同一轴线上。

该APU转速传感器3性能检测装置的高度调节支架72包括调节架721和安装在调节架721上的安装件722，安装件722用于安装空气涡轮17，调节架721上配合设置有用于调整高度的调节顶丝723以及调节螺钉724；在安装件722上、朝向前轴承安装座73的一端设置有前轴承冷气喷嘴8。

在具体实施中，将支架安装底座71安装在安装台面6上，调节前轴承安装座73和后轴承安装座74，将转子组件适配的装在支架安装底座71上。将空气涡轮17安装在调节架721上，并调节调节顶丝723以及调节螺钉724，让空气涡轮17在前、后、左、右、上、下等方位上进行移动，来配合转子组件进行装配，确保转配同轴的高效性，同时调节前后冷气喷嘴的位置，使其可更好地冷却轴承。

作为本申请的优选设计，该航空发动机叶片寿命的测试装置的气动部包括通过防爆软管依次连接的球阀a10、气动三联件11和球阀b12，球阀b12分别与有角阀13和先导阀14连接。

角阀13通过调压器34与先导阀14连接，调压器34还与一排气阀15进行连接，排气阀15连接消声器16。

在防护罩9上还开设有安装口，用于安装控制面板29、耐震压力表30、调压器34和排气阀15；其中，耐震压力表30与调压器34连接在同一管路中。

而先导阀14与空气涡轮17进行连接，空气涡轮17与转子组件安装在同一轴线上，且空气涡轮17的出气口正对转子组件。其采用为空气涡轮17的形式，而非复杂的电控动力单元，也非液压等重油污的动力单元，具备结构简单，性能可靠，清洁环保等优点。

其中，空气涡轮17的排气口可直接对着高速旋转的深沟球轴承28，排除的冷空气经过深沟球轴承28，可以冷却经高速旋转发热的深沟球轴承28，并除去环境中的尘埃，防止尘埃进入滚道内部，从而改善深沟球轴承28的使用工况。

深沟球轴承28在高速旋转下会发热，此发明装置巧妙设计了压缩空气为动力源的同时也充当转子组件的冷却用气，无需单独为该装置增设冷却系统，同时还提高了深沟球轴承28的使用寿命，和整个装置性能的稳定性。

气动部的进气口处连接有一气源装置，通过气源装置向气动部内供入净化后的压缩空气。

具体地，气源装置包括依次连接的空压机18、冷冻机19、气水分离器20、干燥机21、过滤器22和储气罐23。

当然，在该航空发动机叶片寿命的测试装置的安装台面6上还罩扣有一防护罩9，用于保护电气结构，阻挡灰尘，减小影响。

在实际操作中，该航空发动机叶片寿命的测试装置的机动性能较强，可适用于多种测试仪器仪表的组合使用，便于仪器仪表的校对、更换和送修。同时，本发明设计结构精密，加工及配合精度要求高，可最大限度地减小在运转过程中的振动，防止外来振动对转速传感器3测试造成影响。

使用该航空发动机叶片寿命的测试装置对转速传感器3的性能检测技术方案和实施方式如下：

首先完成对该航空发动机叶片寿命的测试装置的装配，具体地，先将安装支架组件7放置在安装台面6上，再将快速调节器组件1安装在安装支架组件7上，并将夹具2安装在快速调节器组件1上。

接着，安装空气涡轮17到安装支架组件7上，并调节好空气涡轮17的轴向位置和排气孔的朝向，以便后续安装转子组件。之后，安装管路、先导阀14、球阀以及气动快速接头33，气动快速接口用于连接气源装置。

再将控制面板29安装在安装支架组件7上，接着安装耐震压力表30、调压器34、排气阀15依次在控制面板29上，并接好管路。

最后将转子组件安装在轴承座上，并一起安装在安装支架组件7上，此时该航空发动机叶片寿命的测试装置的装配完成。

之后，将转速传感器3安装在夹具2上，并用螺钉固定住转速传感器3；然后调节调整平台且与被测齿轮之间保持一定的间隙，接着连接好电气组件。

当然，在使用转速传感器3在进行性能检测时，可根据不同构型的APU将转子部分进行配置更换，并安装在轴承座上。

在准备好后，接通压缩空气源，压缩空气经过气动三联件11，接着打开关断球阀b12，然后打开角阀13，旋转调压器34的按钮到空气涡轮17要求值；并缓慢打开先导阀14，慢慢增加进入空气涡轮17内部的气流量。

此时，空气涡轮17带动转动主轴24加速旋转，同时观察示波器4的波形情况和传感器输出电压，以及频率计数器5上的读数，并将这些参数与设定参数作对比，由此就可实现转速传感器3的性能检测，并确保满足设定要求的测试参数。

如此，经测试满足设定参数后的转速传感器3才能满足持续性适航的要求。

此外，术语“垂直”等术语并不表示要求部件绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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

1.一种APU转速传感器性能检测装置，其特征在于：包括用于提供转子组件转动动力的气动部以及用于安装转速传感器的调整平台；

所述气动部采用压缩空气作为动力源，所述转子组件安装在气动部的轴侧输出端，气动部的出气口朝向所述转子组件；

所述调整平台包括可在X、Y、Z方向上进行移动调节的快速调节器组件和安装在所述快速调节器组件上的夹具，所述夹具用于夹持转速传感器；

所述转速传感器连接有一用于性能检测的电气组件，所述电气组件包括示波器和频率计数器。

2.根据权利要求1所述的APU转速传感器性能检测装置，其特征在于：还包括一安装台面和设置在安装台面上的安装支架组件，所述快速调节器组件安装在安装台面上，转子组件与气动部安装在安装支架组件上，在所述安装台面上还罩扣有一防护罩。

3.根据权利要求1所述的APU转速传感器性能检测装置，其特征在于：所述气动部包括通过防爆软管依次连接的球阀a、气动三联件和球阀b，所述球阀b分别与有角阀和先导阀连接；

所述角阀通过调压器与所述先导阀连接，调压器还与一排气阀进行连接，排气阀连接消声器；所述先导阀与空气涡轮进行连接，所述空气涡轮与转子组件安装在同一轴线上，且空气涡轮的出气口正对所述转子组件。

4.根据权利要求3所述的APU转速传感器性能检测装置，其特征在于：所述气动部的进气口处连接有一气源装置，通过气源装置向气动部内供入净化后的压缩空气；所述气源装置包括依次连接的空压机、冷冻机、气水分离器、干燥机、过滤器和储气罐。

5.根据权利要求2所述的APU转速传感器性能检测装置，其特征在于：所述防护罩上还开设有安装口，用于安装控制面板、耐震压力表、调压器和排气阀。

6.根据权利要求1所述的APU转速传感器性能检测装置，其特征在于：所述转子组件包括转动主轴和由转动主轴带动做同步转动的校对齿轮、测试齿轮、导磁测具和深沟球轴承；所述校对齿轮、测试齿轮、导磁测具依次间隔分布，所述深沟球轴承为两个，且分别位于校对齿轮和导磁测具的外侧，通过深沟球轴承进行转子组件的安装固定。

7.根据权利要求1所述的APU转速传感器性能检测装置，其特征在于：所述安装支架组件包括支架安装底座，固定在支架安装底座上且依次设置的高度调节支架、前轴承安装座和后轴承安装座，所述前、后轴承安装座上设置有安全衬套；所述气动部安装在高度调节支架上，转子组件配合安装在前轴承安装座和后轴承安装座上。

8.根据权利要求7所述的APU转速传感器性能检测装置，其特征在于：所述高度调节支架包括调节架和安装在调节架上的安装件，所述安装件用于安装空气涡轮，所述调节架上配合设置有用于调整高度的调节顶丝以及调节螺钉；所述安装件上、朝向前轴承安装座的一端设置有前轴承冷气喷嘴。

9.根据权利要求1所述的APU转速传感器性能检测装置，其特征在于：所述快速调节器组件包括安装底座，安装在底座上的X轴滑移机构，安装在X轴滑移机构上的Y轴滑移机构，安装在Y轴滑移机构上的顶升装置，以及安装在顶升装置上的旋转装置，所述夹具安装在旋转装置上，所述X轴滑移机构、Y轴滑移机构和旋转装置上均设置有操作手轮。

10.根据权利要求1所述的APU转速传感器性能检测装置，其特征在于：所述电气组件包括与转速传感器进行信号连接的航插，所述频率计数器和示波器与航插的连接线路上设置有电阻盒。