CN114136640A - 一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置 - Google Patents

一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114136640A
CN114136640A CN202111223491.2A CN202111223491A CN114136640A CN 114136640 A CN114136640 A CN 114136640A CN 202111223491 A CN202111223491 A CN 202111223491A CN 114136640 A CN114136640 A CN 114136640A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat dissipation
heating device
sub
strength test
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111223491.2A
Other languages
English (en)
Inventor
高文辉
岳晓晶
孙文辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Sichuan Gas Turbine Research Institute
Original Assignee
AECC Sichuan Gas Turbine Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Sichuan Gas Turbine Research Institute filed Critical AECC Sichuan Gas Turbine Research Institute
Priority to CN202111223491.2A priority Critical patent/CN114136640A/zh
Publication of CN114136640A publication Critical patent/CN114136640A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明提供了一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，包括炉体和加温元件，炉体底部设有散热通孔和开孔调节机构，其中，开孔调节机构设置在散热通孔下端，开孔调节机构包括散热挡板和位置调节子机构。本发明通过在加温装置底部开孔，并通过步进电机控制散热挡板打开开孔的大小来控制试验件的辐射散热量；由于是在真空环境下进行试验，对于高速旋转的高温试验件，试验件盘心及辐板上的辐射散热是主要的热交换方式；通过在炉体底部开孔，该发明不仅可以达到与冷却水套同样的散热效果，并且可以使用于不同的试验件和不同的温度场要求；通过在线调节开孔的大小，还可以调节散热的多少，达到试验过程中控制试验件温度场梯度的效果。

Description

一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置
技术领域
本发明涉及航空发动机试验技术，具体涉及一种重型燃机双燃烧室点火联焰试验进气装置。
背景技术
航空发动机轮盘作为发动机的关键件，轮盘破坏会严重影响发动机的工作性能，危及飞行安全，造成极其严重的后果。轮盘强度及可靠性试验通过在轮盘强度试验器上模拟轮盘的转速及温度载荷，考核轮盘关键部位在相当应力水平/应力幅下的静强度及给出安全循环寿命。
温度载荷作为轮盘强度考核的主要载荷之一，轮盘强度试验应当在轮盘强度试验器上尽量模拟发动机工作状态下盘心温度低、盘缘温度高的梯度温度场；而现有的轮盘强度试验加温装置所施加温度场为均匀温度场，图4所示为一种常用的电阻辐射加温炉；由于是在真空环境下进行试验，试验时通过调节加热炉丝的功率来调节旋转试验件上的温度分布；由于炉体内部填充有保温材料，长时间的保温会使试验件温度趋于一致；即使通过在盘心施加冷却水套进行辐射散热，在冷却水套结构确定后无法在线调节冷却效果，需要停车反复调节冷却水套结构，并进行试验验证冷却效果，试验效率低，工作量大。
发明内容
为了解决上述问题，针对现有轮盘强度试验用加温装置加温梯度小，且通过冷却水套冷却无法在线调节冷却效果的问题，本发明提出了一种可以在线快速调节冷却效果的梯度加温装置。
本发明的目的在于提供一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，所述加温装置包括炉体和设置在炉体内的加温元件，所述炉体底部设有散热通孔和用于调节散热通孔开度的开孔调节机构，
其中，所述开孔调节机构设置在所述散热通孔下端，所述开孔调节机构包括用于覆盖散热通孔的散热挡板和用于调节散热挡板位置的位置调节子机构。
本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，还具有这样的特征，所述散热挡板包括两个散热子挡板，所述两个散热子挡板对称设置于所述散热通孔的中心线两侧，所述位置调节子机构包括设置在散热子挡板一侧的螺杆，所述螺杆通过步进电机控制转动，所述螺杆上设有与所述散热子挡板连接的两个滑块，所述两个滑块用于分别带动两个散热子挡板的移动。
本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，还具有这样的特征，所述螺杆的螺纹为矩形齿螺纹且两端旋向相反。
本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，还具有这样的特征，所述滑块设有与所述螺杆上的螺纹相配合的矩形齿螺纹孔，所述两个滑块的螺纹孔中的螺纹旋向相反。
本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，还具有这样的特征，所述步进电机外侧包裹冷却水套。
本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，还具有这样的特征，所述散热子挡板的另一侧设有固定在所述炉体的底板上的滑轨，所述散热子挡板与高温轴承固定连接，所述高温轴承在滑轨上滚动。
本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，还具有这样的特征，所述散热子挡板为保温材料外包裹耐高温金属制成，所述两个散热子挡板的中间配合面为平面配合，两侧通过上下台阶结构相配合。
本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，还具有这样的特征，所述螺杆上设有用于与所述炉体的底板连接的两个安装板，所述两个安装板分别设置在所述螺杆两端。
本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，还具有这样的特征，所述两个安装板包括设置在所述步进电机和所述螺杆之间的第一安装板，所述第一安装板和所述步进电机之间设有隔热结构。
本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，还具有这样的特征，所述可调节机构下方还设有用于吸收散热通孔散出热量的冷却水环。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果
本发明通过在加温装置底部开孔，并通过步进电机控制散热挡板打开开孔的大小来控制试验件的辐射散热量；由于是在真空环境下进行试验，对于高速旋转的高温试验件，试验件盘心及辐板上的辐射散热是主要的热交换方式；通过在炉体底部开孔，该发明不仅可以达到与冷却水套同样的散热效果，并且可以使用于不同的试验件和不同的温度场要求；通过在线调节开孔的大小，还可以调节散热的多少，达到控制试验件温度场梯度的效果。
本发明与现有加温装置对比，可以省去不同试验件、不同温度场要求定置冷却水套的工作，节省制作冷却水套的人力和物力，还可以达到在线调节散热效果，控制试验件温度梯度的作用，省去了反复停车调节冷却水套结构的过程，节省了试验成本，提高了试验效率。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置的结构示意图；
图2为本发明所提供的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置中的开孔调节机构的结构示意图；
图3为图2所示结构的三维视图；
图4为现有技术中的电阻辐射加温炉，
其中，1：炉盖；2：炉壁；3：发热丝；4：炉底；5：散热子挡板；6：螺杆；7：保温材料；8：步进电机；9：冷却水套；10：冷却水环；11：安装板；12：滑块；13：高温轴承；14：滑轨。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明所提供的加温装置作具体阐述。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，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创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“安装”、“相连”、“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
如图1-3所示，本发明实施例提供了一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，所述加温装置包括炉体和设置在炉体内的加温元件，所述炉体底部设有散热通孔和用于调节散热通孔开度的开孔调节机构，其中，所述开孔调节机构设置在所述散热通孔下端，所述开孔调节机构包括用于覆盖散热通孔的散热挡板和用于调节散热挡板位置的位置调节子机构。加温元件由发热丝3构成，发热丝材料为Ni80Cr20，固定在炉体炉壁2上。散热通孔的大小可根据试验件直径和温度梯度大小确定，以提供足够的散热量。开孔调节机构通过螺栓联接固定在炉体的炉底4下表面，与下表面留有10mm的间隙。
在部分实施例中，所述散热挡板包括两个散热子挡板5，所述两个散热子挡板5对称设置于所述散热通孔的中心线两侧，所述位置调节子机构包括设置在散热子挡板5一侧的螺杆6，所述螺杆6通过步进电机8控制转动，所述螺杆6上设有与所述散热子挡板5连接的两个滑块12，所述两个滑块12用于分别带动两个散热子挡板5的移动。两个滑块12与螺杆6配合间隙为2mm，两个散热子挡板5由陶瓷纤维保温材料外裹ASME N08810高温合金构成。散热挡板的大小应当能完整覆盖炉体炉底4的散热通孔，螺杆6两端的螺纹长度应使得散热挡板5能够完全闭合和打开炉底4散热孔。
在部分实施例中，所述螺杆6的螺纹为矩形齿螺纹且两端旋向相反。
在部分实施例中，所述滑块12设有与所述螺杆上的螺纹相配合的矩形齿螺纹孔，所述两个滑块12的螺纹孔中的螺纹旋向相反。
在部分实施例中，所述步进电机8外侧包裹冷却水套9。冷却水套9保证了步进电机8的可靠工作，通过螺栓将步进电机8、保温材料7与安装板11固定。
在部分实施例中，所述散热子挡板5的另一侧设有固定在所述炉体的底板上的滑轨14，所述散热子挡板5与高温轴承13固定连接，所述高温轴承13在滑轨14上滚动。高温轴承13凸出散热子挡板5下表面5mm。
在部分实施例中，所述散热子挡板5为保温材料外包裹耐高温金属制成，所述两个散热子挡板5的中间配合面为平面配合，两侧通过上下台阶结构相配合。台阶配合面留有5mm间隙。
在部分实施例中，所述螺杆6上设有用于与所述炉体的底板连接的两个安装板11，所述两个安装板11分别设置在所述螺杆6两端。
在部分实施例中，所述两个安装板11包括设置在所述步进电机8和所述螺杆6之间的第一安装板，所述第一安装板和所述步进电机8之间设有隔热结构。隔热结构为10mm厚的保温材料7.
在部分实施例中，所述可调节机构下方还设有用于吸收散热通孔散出热量的冷却水环10。冷却水环10的设置可以防止开孔后真空舱体温度过高。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，所述加温装置包括炉体和设置在炉体内的加温元件，其特征在于，所述炉体底部设有散热通孔和用于调节散热通孔开度的开孔调节机构，其中，所述开孔调节机构设置在所述散热通孔下端，所述开孔调节机构包括用于覆盖散热通孔的散热挡板和用于调节散热挡板位置的位置调节子机构。
2.根据权利要求1所述的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，其特征在于，所述散热挡板包括两个散热子挡板，所述两个散热子挡板对称设置于所述散热通孔的中心线两侧，所述位置调节子机构包括设置在散热子挡板一侧的螺杆，所述螺杆通过步进电机控制转动，所述螺杆上设有与所述散热子挡板连接的两个滑块，所述两个滑块用于分别带动两个散热子挡板的移动。
3.根据权利要求2所述的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，其特征在于，所述螺杆的螺纹为矩形齿螺纹且两端旋向相反。
4.根据权利要求3所述的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，其特征在于，所述滑块设有与所述螺杆上的螺纹相配合的矩形齿螺纹孔，所述两个滑块的螺纹孔中的螺纹旋向相反。
5.根据权利要求2所述的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，其特征在于，所述步进电机外侧包裹冷却水套。
6.根据权利要求2所述的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，其特征在于，所述散热子挡板的另一侧设有固定在所述炉体的底板上的滑轨，所述散热子挡板与高温轴承固定连接，所述高温轴承在滑轨上滚动。
7.根据权利要求2所述的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，其特征在于，所述散热子挡板为保温材料外包裹耐高温金属制成，所述两个散热子挡板的中间配合面为平面配合，两侧通过上下台阶结构相配合。
8.根据权利要求2所述的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，其特征在于，所述螺杆上设有用于与所述炉体的底板连接的两个安装板，所述两个安装板分别设置在所述螺杆两端。
9.根据权利要求8所述的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，其特征在于，所述两个安装板包括设置在所述步进电机和所述螺杆之间的第一安装板，所述第一安装板和所述步进电机之间设有隔热结构。
10.根据权利要求1-9任一项所述的航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置，其特征在于，所述可调节机构下方还设有用于吸收散热通孔散出热量的冷却水环。
CN202111223491.2A 2021-10-20 2021-10-20 一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置 Pending CN114136640A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111223491.2A CN114136640A (zh) 2021-10-20 2021-10-20 一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111223491.2A CN114136640A (zh) 2021-10-20 2021-10-20 一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114136640A true CN114136640A (zh) 2022-03-04

Family

ID=80395201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111223491.2A Pending CN114136640A (zh) 2021-10-20 2021-10-20 一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114136640A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116046195A (zh) * 2023-04-03 2023-05-02 中国航发四川燃气涡轮研究院 移动式航空发动机轮盘测温装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204389152U (zh) * 2015-01-04 2015-06-10 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种带有盘心冷却装置的立式转子试验器
CN105890881A (zh) * 2016-04-06 2016-08-24 北京航空航天大学 一种模拟燃气环境下的热疲劳试验装置
CN106839771A (zh) * 2017-02-23 2017-06-13 中国航发沈阳发动机研究所 一种立式转子加温装置及系统
CN106918226A (zh) * 2017-03-03 2017-07-04 清华大学 一种具有散热可调窑门的陶瓷窑炉
CN109798771A (zh) * 2019-01-31 2019-05-24 中国航发动力股份有限公司 一种用于航空发动机涡轮盘低循环疲劳寿命试验加热装置
CN209978639U (zh) * 2019-06-10 2020-01-21 江西赛福电气有限公司 一种窑炉温控装置
CN112014110A (zh) * 2020-07-31 2020-12-01 中国航发贵阳发动机设计研究所 一种立式轮盘低循环疲劳试验器的温度场控制装置
CN212779948U (zh) * 2020-09-28 2021-03-23 胡美云 一种发动机测试恒温机

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204389152U (zh) * 2015-01-04 2015-06-10 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种带有盘心冷却装置的立式转子试验器
CN105890881A (zh) * 2016-04-06 2016-08-24 北京航空航天大学 一种模拟燃气环境下的热疲劳试验装置
CN106839771A (zh) * 2017-02-23 2017-06-13 中国航发沈阳发动机研究所 一种立式转子加温装置及系统
CN106918226A (zh) * 2017-03-03 2017-07-04 清华大学 一种具有散热可调窑门的陶瓷窑炉
CN109798771A (zh) * 2019-01-31 2019-05-24 中国航发动力股份有限公司 一种用于航空发动机涡轮盘低循环疲劳寿命试验加热装置
CN209978639U (zh) * 2019-06-10 2020-01-21 江西赛福电气有限公司 一种窑炉温控装置
CN112014110A (zh) * 2020-07-31 2020-12-01 中国航发贵阳发动机设计研究所 一种立式轮盘低循环疲劳试验器的温度场控制装置
CN212779948U (zh) * 2020-09-28 2021-03-23 胡美云 一种发动机测试恒温机

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116046195A (zh) * 2023-04-03 2023-05-02 中国航发四川燃气涡轮研究院 移动式航空发动机轮盘测温装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107421984B (zh) 一种空心涡轮叶片叠加高周振动的热机械疲劳试验系统及方法
CN109668738B (zh) 一种活塞温度场模拟试验装置及试验方法
CN110987390A (zh) 一种实现涡轮叶片梯度温度场的旋转疲劳试验装置及方法
CN102621022B (zh) 一种热-力耦合疲劳实验装置及方法
CN108195706B (zh) 一种陶瓷基复合材料结构件的热疲劳试验系统
CN106289734A (zh) 一种航空发动机机匣高温包容试验技术
CN114136640A (zh) 一种航空发动机轮盘强度试验用在线可调式梯度加温装置
CN203216867U (zh) 反射率高温测试平台
CN115165337B (zh) 一种涡轮叶片旋转热-机械疲劳试验装置及方法
CN106840562A (zh) 一种叶轮机械中带榫头叶片高温振动疲劳试验中的分体式隔热夹具及方法
CN108088869A (zh) 一种热防护系统隔热性能试验装置
CN109798771A (zh) 一种用于航空发动机涡轮盘低循环疲劳寿命试验加热装置
CN207358923U (zh) 圆盘式航空发动机叶片高温高频疲劳寿命测试夹具
CN110846712A (zh) 超重力定向凝固熔铸炉装置
CN111398053A (zh) 一种具备楔形试样自对中且多自由度可调的高温试验装置
CN211291960U (zh) 一种实现涡轮叶片梯度温度场的旋转疲劳试验装置
CN208240758U (zh) 电池箱
CN114497801A (zh) 一种动力电池均衡散热控制装置
CN114235319B (zh) 一种空心涡轮叶片试验装置及方法
CN209102650U (zh) 一种适用于空间环境试验的大辐射热流加热装置
CN110940570A (zh) 一种基于激光辐照的材料可控高温试验装置与方法
CN112414739B (zh) 可进行瞬态和稳态测量试验的燃气涡轮实验台与试验方法
CN207231807U (zh) 一种svg热管散热器特性的测试平台
CN206671066U (zh) 一种用于热障涂层高温冲蚀试验的试样夹具装置
CN207923598U (zh) 一种电站锅炉小冲杆试验装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination