CN113532337B - 一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及航空发动机领域，具体为一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法包括，记录已有磨损痕迹，印在坐标纸上并扫描记录，描绘蜂窝磨痕型面；测量篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移，转化为篦齿相对运动轨迹；将蜂窝磨痕与篦齿运动轨迹对应设置于一张图上并保存；读取发动机整个工作历程中任意点的实际封严间隙量值。能够准确得出任意点的实际封严间隙量值。

Description

一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法
技术领域
本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法。
背景技术
篦齿蜂窝封严属于非接触式动密封，是航空发动机等旋转机械中广泛使用的一种有效的、长寿命的封严结构。一般将封严环上允许接触摩擦的设计成可磨耗的，例如涂层、金属蜂窝以及刷衬等，能准确掌握封严间隙对泄漏量和整机性能的计算有着重要影响。然而在发动机实际工作中，转子和静子不仅有径向变形，由于蜂窝磨痕的存在，转子轴向变形影响径向的实际封严间隙，导致篦齿蜂窝实际工作中的封严间隙难以确定。
目前工作状态篦齿封严间隙给定是通过理论计算分别估算转子和静子的径向热态变形量，通过简单的半径求减来计算封严间隙，具有如下缺点：
1、不能考虑已存在的蜂窝磨损，或者仅将磨损定义为等深度沟槽，不能准确反应篦齿实际封严；
2、仅考虑了径向的变形，忽略了篦齿轴向相对位置对封严间隙的影响；
3、理论计算点较少，不能给出整个工作转速区间内的篦齿封严情况。
因此需要一种更精确的方式，对封严间隙进行测量。
发明内容
本申请的目的是提供了一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法，以解决现有技术中对封严间隙测量不够精确的技术效果。
本申请的技术方案是：一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法包括，记录已有磨损痕迹，印在坐标纸上并扫描记录，描绘蜂窝磨痕型面；测量篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移，转化为篦齿相对运动轨迹；将蜂窝磨痕型面与篦齿运动轨迹对应设置于一张图上并保存；读取发动机整个工作历程中任意点的实际封严间隙量值。
优选地，所述蜂窝磨痕型面与篦齿相对运动轨迹的定位方法为，测量蜂窝磨痕相对于蜂窝边缘位置的轴向距离L，找出篦齿相对运动轨迹中的蜂窝边缘位置，将蜂窝磨痕与篦齿运动轨迹的蜂窝边缘位置对应设置。
优选地，采用X射线对篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移进行测量。
优选地，所述轴向与径向相对位移的随工作时间变化的值，转化为直角坐标系上统一时刻两个方向的位移值，形成篦齿相对运动轨迹。
优选地，采用打样膏对静子上的已有磨损痕迹进行记录。
优选地，采用样条线的方式对磨损痕迹进行描绘，形成蜂窝磨痕型面。
一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定系统，包括，蜂窝磨痕记录模块，用于扫描并记录磨损痕迹，并描绘蜂窝磨痕型面；篦齿轨迹形成模块，用于测量篦齿蜂窝相对位移，并转化成篦齿相对运动轨迹；痕迹对应模块，用于将蜂窝磨痕型面与篦齿相对运动轨迹对应设置于一张图上；间隙测量模块，用于测量转子与机匣之间的实际封严间隙量值。
优选地，所述篦齿轨迹形成模块将轴向与径向相对位移的随工作时间变化的值，转化为直角坐标系上统一时刻两个方向的位移值，形成篦齿相对运动轨迹。
优选地，一种航空发动机，包括如7-8所述的封严间隙确定系统。
本申请的通过记录蜂窝磨痕型面与篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移，将篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移转化为篦齿相对运动轨迹，并与蜂窝磨痕型面在一张图上对应设置，即可准确读出发动机整个工作历程中任意点的实际封严间隙量值。
优选地，本申请通过X射线对篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移进行测量，测量精准。
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为本申请实施例一整体流程结构示意图；
图2为本申请实施例一蜂窝磨痕的结构示意图；
图3为本申请实施例一篦齿蜂窝的轴径向位移结构示意图；
图4为本申请实施例一篦齿相对运动轨迹结构示意图；
图5为本申请实施例一蜂窝磨痕型面与篦齿相对运动轨迹的对应结构示意图；
图6为本申请实施例二整体系统结构示意图。
1、蜂窝磨痕记录模块；2、篦齿轨迹形成模块；3、痕迹对应模块；4、间隙测量模块；5、篦齿相对运动轨迹；6、篦齿；7、蜂窝磨痕型面。
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。
实施例一，一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法，如图1所示，包括：
如图2所示，步骤S100，记录已有痕迹，印在坐标纸上并扫描记录，描绘蜂窝磨痕型面7；
如图3、4所示，步骤S200，测量篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移，转化为篦齿相对运动轨迹5；
如图5所示，步骤S300，将蜂窝磨痕型面7与篦齿运动轨迹对应设置于一张图上；
步骤S400，读取发动机整个工作历程中任意点的实际封严间隙量值。
由于蜂窝磨痕设于静子上，在测量某点的实际封严间隙量值时，考据到轴向的位置也随之间变化，找出篦齿蜂窝篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移的随工作时间变化的值，与蜂窝磨痕型面7对应比对，即可准确得出任意点的实际封严间隙量值。测量某点的实际封严间隙量值时，其数值为该点与竖直方向对应的蜂窝磨痕的实际封严间隙。
因此该方法能够反应篦齿蜂窝实际工作封严状态，体现蜂窝磨痕形貌对封严效果的影响，能够反应篦齿轴向相对位置对封严效果的影响，提高了封严间隙确定的准确度。
同时，本方法能够废除发动机工作全状态的封严间隙，大大增加了封严间隙的分析范围，对于封严效果计算评估泄漏量和设计点、非设计点整体性能的计算具有重要意义。
优选地，蜂窝磨痕与篦齿相对运动轨迹5的定位方法为，测量蜂窝磨痕相对于蜂窝边缘位置的轴向距离L，找出相对运动轨迹中的蜂窝边缘位置，将蜂窝磨痕与篦齿运动轨迹的蜂窝边缘位置对应设置。该方法能够使蜂窝磨痕与篦齿相对运动轨迹5进行精准的对应。
优选地，采用X射线对篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移进行测量，能够得到准确的测量值。
优选地，篦齿相对运动轨迹5的转化方法为：将篦齿蜂窝轴向与径向相对位移的随工作时间变化的值，转化为直角坐标系上统一时刻两个方向的位移值，形成篦齿相对运动轨迹5。并且篦齿运动轨迹上还设有篦齿6在直角坐标系上的相对位置，以能够清楚地显示出篦齿6的工作历程。运动轨迹以篦齿6作为基准，将篦齿轴向的位移记录为x，径向位移记录为y，则篦齿运动轨迹5在某点的位移量为(x，y)，蜂窝磨痕型面7的径向位移为z，其与篦齿运动轨迹的对应点为(x，z)。则实际封严间隙的值＝z-y。
优选地，采用打样膏对静子上的已有磨损痕迹进行记录。记录时，先将测量人员将样膏按照一定的比例混合均匀后，将其粘贴在蜂窝磨痕处，将样膏凝固后去除，用刀片切除进入蜂窝孔内的较多凸起，实现记录。
优选地，采用样条线的方式对磨损进行进行描绘，形成蜂窝磨痕型面7。
实施例二，作为一种具体实施方式，还包括一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定系统，如图5、6所示，包括蜂窝磨痕记录模块1、篦齿轨迹形成模块2、痕迹对应模块3、间隙测量模块4。
蜂窝磨痕记录模块1，用于扫描并记录磨损痕迹，并描绘蜂窝磨痕型面7；
篦齿轨迹形成模块2，用于测量篦齿蜂窝相对位移，并转化成篦齿相对运动轨迹5；
痕迹对应模块3，用于将蜂窝磨痕型面7与篦齿相对运动轨迹5对应设置于一张图上并保存；
间隙测量模块4，用于测量转子与机匣之间的实际封严间隙量值。
优选地，篦齿相对运动轨迹5的转化方法为：将篦齿蜂窝轴向与径向相对位移的随工作时间变化的值，转化为直角坐标系上统一时刻两个方向的位移值，形成篦齿相对运动轨迹5。并且篦齿运动轨迹上还设有篦齿6在直角坐标系上的相对位置，以能够清楚地显示出篦齿6的工作历程。
优选地，篦齿轨迹形成模块2采用X射线对篦齿蜂窝相对位移进行测量。
优选地，采用打样膏的方式对静子已有磨损痕迹进行记录。
优选地，蜂窝磨痕记录模块1采用样条线的方式对磨损痕迹进行描绘，形成蜂窝磨痕型面7。
实施例三，作为一种具体实施方式，还包括一种航空发动机，包括如实施例二所述的封严间隙确定系统，能够准确地确定整个工作转速区间内任意状态篦齿封严间隙。
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 (6)

1.一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法，包括，其特征在于：
记录已有磨损痕迹，印在坐标纸上并扫描记录，描绘蜂窝磨痕型面(7)；
测量篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移，转化为篦齿相对运动轨迹(5)；
将蜂窝磨痕型面(7)与篦齿运动轨迹对应设置于一张图上并保存；
读取发动机整个工作历程中任意点的实际封严间隙量值；
所述蜂窝磨痕型面(7)与篦齿相对运动轨迹(5)的定位方法为，测量蜂窝磨痕相对于蜂窝边缘位置的轴向距离L，找出篦齿相对运动轨迹(5)中的蜂窝边缘位置，将蜂窝磨痕与篦齿运动轨迹的蜂窝边缘位置对应设置；
采用X射线对篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移进行测量。
2.如权利要求1所述的篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法，其特征在于：所述篦齿蜂窝轴向与径向相对位移的随工作时间变化的值，转化为直角坐标系上统一时刻两个方向的位移值，形成篦齿相对运动轨迹(5)。
3.如权利要求1所述的篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法，其特征在于：采用打样膏对静子上的已有磨损痕迹进行记录。
4.如权利要求1所述的篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定方法，其特征在于：采用样条线的方式对磨损痕迹进行描绘，形成蜂窝磨痕型面(7)。
5.一种篦齿蜂窝结构工作状态封严间隙确定系统，其特征在于：包括，
蜂窝磨痕记录模块(1)，用于扫描并记录磨损痕迹，并描绘蜂窝磨痕型面(7)；
篦齿轨迹形成模块(2)，用于测量篦齿蜂窝相对位移，并转化成篦齿相对运动轨迹(5)；
痕迹对应模块(3)，用于将蜂窝磨痕与篦齿相对运动轨迹(5)对应设置于一张图上并保存；
间隙测量模块(4)，用于测量转子与机匣之间的实际封严间隙量值；
所述篦齿轨迹形成模块(2)将篦齿蜂窝的轴向与径向相对位移的随工作时间变化的值，转化为直角坐标系上统一时刻两个方向的位移值，形成篦齿相对运动轨迹(5)。
6.一种航空发动机，其特征在于：包括如5所述的封严间隙确定系统。
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