CN115014791A - 用于航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法及角位移传感器安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于航空发动机压缩部件试验中静叶角度的调节标定方法及角位移传感器安装方法，针对多级联调和多级单独调节情况下，分别给出静叶角度标定方法，阐明了角位移传感器调试及静叶角度调节标定方法，详细阐述了在反馈角度值与刻度盘不一致情况下标定方法及试验中调节方案；此外本发明还分别针对联轴式和摇臂式两种情况下提供了角位移传感器的安装方法，消除了角位移传感器与其转接座安装误差以及拨杆与叶片摇臂间隙等安装对角度值的影响，保证了压缩部件试验件静叶角度反馈值的真实性；本发明可以有效满足航空发动机压缩部件性能试验的需求，在国内航空发动机压缩部件性能试验中具体很好的推广应用价值。

Description

用于航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法及角 位移传感器安装方法

技术领域

本发明航空发动机压缩部件试验技术领域，主要涉及一种用于航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法及角位移传感器安装方法。

背景技术

航空发动机压缩部件试验用静叶调节装置的运行技术对于压缩部件试验数据的可靠性具有重要影响。目前，国内航空发动机压缩部件性能及静叶应力测试试验均采用角位移传感器作为静叶调节的信号反馈装置，而静叶角度值作为重要的压缩部件试验件的控制参数，其调节状态直接影响试验件的气动性能及应力测量。根据当前所有压缩部件试验件静叶调节驱动系统的结构，调节装置的安装形式分为联轴式及摇臂式。总体上，静叶调节装置的角位移传感器在安装上的随意性比较大，关键步骤及方法没有得到有效控制，更多依赖于操作人员的经验，容易导致压缩部件试验件在性能试验及应力测量上造成较大误差，影响试验结果评定，情况严重的还将导致试验故障。

国外在航空发动机压缩部件试验的静叶调节装置的设计及安装上基本与国内类似，但具体步骤与方法等重要关键信息，目前通过技术查新、文献检索、对外交流等途径均无法获取。

发明内容

发明目的：针对上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种用于航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法及角位移传感器安装方法，能够满足航空发动机压缩部件试验需求，有效保证静叶角度的有效性，消除静叶角度误差对试验件性能及静叶应力测量的影响，提高国内现有航空发动机压缩部件试验数据的有效率和成功率。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

1、一种用于航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法，其特征在于，所述静叶角度调节标定方法针对多级单独调节的试验件和针对多级联调的试验件，具体包括以下步骤：

步骤S1、针对多级单独调节的试验件，在每一级分别安装角位移传感器，以角位移传感器刻度盘显示角度为基准，在控制系统中对角位移传感器的反馈角度进行修正，使反馈角度与刻度盘显示角度一致；针对多级联调的试验件，只安装一个角位移传感器，且每一级均存在一个刻度盘；此时若多个刻度盘显示值有偏差，则以距离角位移传感器近的刻度盘为基准进行修正，使反馈角度与刻度盘显示角度一致；

步骤S2、打开液压站冷却水，启动液压站供油泵，调节供油压力；在控制系统中设定电液伺服阀的控制电流后，调节液压作动筒，使静叶叶片分别转动至两侧极限位置，重复多次，检测角位移传感器的反馈角度是否一致；当反馈角度不一致时，检查并重新固定角位移传感器，最终使两侧极限位置的反馈角度无偏差；

步骤S3、将静叶叶片调节至极限位置或指定角度值，进一步修正角度反馈值，使得角度反馈值和标定角度值一致；按照静叶叶片的角度调节范围，选择若干角度值进行静叶角度标定；分别记录上下行程中对应角度值的控制系统反馈角度；当反馈角度与标定值的误差范围在预设阈值范围内时，则表明该级静叶正常，满足试验要求；当所述误差范围超出预设阈值范围时，则分为以下两种情况：

(1)将静叶叶片全部关闭修正反馈值，此时下行程中标定角度值与刻度盘显示值致，上行程每个标定值有固定偏差；反之，将静叶叶片全部打开修正反馈值后，上行程与刻度盘显示值一致，下行程每个标定值有固定偏差；

此时角位移传感器传动轴与叶片之间存在间隙，通过重新安装角位移传感器消除间隙，使角度反馈值与刻度盘显示值保持一致；当重新安装后依旧存在上述情况，则代表试验件传动机构存在固有间隙；此时按照压气机试验静叶需调节的角度值进行逐一标定，并做好记录；试验中按照静态调试的记录值调节；

(2)上下行程中每个角度反馈值与标定值均有偏差，且距离修正点越远偏差值越大；所述修正点指将静叶叶片全部打开或关闭时对应的角度反馈值；

此时刻度盘圆弧的圆心和指针尾部不同心；采用下述任一种方式作为具体试验方法：

1)以标定值为基准时，试验中正常调节静叶各状态下的角度；

2)以刻度盘显示值为基准时，按照试验需调节的角度值进行逐一标定，并做好记录；试验中按照静态调试的记录值调节。

进一步地，针对多级单独调节的试验件时，通过重复步骤S1-S3，完成各级单独标定；针对多级联调的试验件，执行步骤S1-S3一次即可完成。

一种用于上述航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法的角位移传感器安装方法，基于静叶叶片和角位移传感器的联动方式划分为联轴式和摇臂式；针对不同联动方式提供了不同的角位移传感器安装方法，具体包括以下步骤：

步骤L1、当压缩部件静叶调节模式为多级联调时，只需安装一次角位移传感器；当调节模式为多级单独调节时，针对需要调节的级数安装对应数量的角位移传感器；

步骤L2、当联动方式为联轴式时，执行以下步骤：

步骤L2.1、调整角位移传感器转接座的中心孔，使中心孔轴线与叶片传动轴位于同一轴线；调节角位移传感器转接座上平面与安装座上平面平行；

步骤L2.2、调整完毕后，将角位移传感器与相应安装盘固定连接，角位移传感器传动轴与角位移传感器转接座通过第一螺栓进行固定；安装盘与安装座间通过第二螺栓固定连接；

步骤L3、当联动方式为摇臂式时，执行以下步骤：

步骤L3.1、检查拨杆与叶片摇臂间是否有间隙，当存在间隙时，选用相应厚度的铜皮进行填充调整；

步骤L3.2、调整完毕后，将角位移传感器与相应安装盘固定连接，角位移传感器传动轴与角位移传感器转接座通过第三螺栓进行固定；安装盘与安装座间通过第四螺栓固定连接；

步骤L4、确认液压作动筒的接口尺寸，安装相应的转接头，并用生料带进行缠绕密封；

步骤L5、确认液压作动筒中活塞杆的运动方向与叶片角度开关的关系，将液压油管相应地连接液压作动筒的无杆腔和有杆腔；其中试验件正转与试验件反转的连接方式相反；

步骤L6、将角位移传感器的反馈信号接入控制系统，并在控制系统中监测反馈角度值，再次调整角位移传感器的安装位置；转动角位移传感器，使静叶转动的角度范围落在角位移传感器有效范围内，最后将角位移传感器固定。

有益效果：

本发明详细给出了航空发动机压缩部件试验中静叶角度的调节标定方法及对应的角位移传感器安装方法。相对于常规航空发动机压缩部件试验的静叶调节系统安装，本发明通过规定角位移传感器安装方法，消除了角位移传感器与其转接座安装误差以及拨杆与叶片摇臂间隙等安装对角度值的影响，保证了压缩部件试验件静叶角度反馈值的真实性；明确了在多个刻度盘且刻度盘显示角度与角位移传感器反馈角度存在偏差情况下，以刻度盘与角位移传感器周向距离最近为准；阐明了角位移传感器调试及静叶角度调节标定方法，详细阐述了在反馈角度值与刻度盘不一致情况下标定方法及试验中调节方案。

本发明所给出的静叶角度标定方法前后经过了多个压气机试验件性能试验的检验和验证，证明了标定方法的适应性和有效性，能够满足航空发动机压缩部件性能试验的需求，在国内航空发动机压缩部件性能试验中具体很好的推广应用价值。

附图说明

图1是本发明提供的联轴式静叶调节结构示意图；

图2是本发明提供的摇臂式静叶调节结构示意图；

图3是本发明提供的液压作动结构示意图。

附图标记说明：

1-叶片传动轴；2-角位移传感器连接座；3-角位移传感器传动轴；4-角位移传感器；5-第二螺栓；6-安装盘；7-安装座；8-第一螺栓；9-叶片传动轴；10-固定螺栓；11-第五螺栓；12-第三螺栓；13-安装座；14-安装盘；15-第四螺栓；16-叶片摇臂；17-拨杆；18-转接座；19-角位移传感器传动轴；20-角位移传感器；21-第一液压作动筒接口；22-第二液压作动筒接口；23-无杆腔；24-有杆腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明提供了一种用于航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法，针对多级单独调节的试验件和多级联调的试验件，分别提供了角位移传感器的调节方法和静叶角度标定方法。下面以针对静叶多级联调的标定方法为例详细说明：

步骤S1、针对多级单独调节的试验件，在每一级分别安装角位移传感器，以角位移传感器刻度盘显示角度为基准，在控制系统中对角位移传感器的反馈角度进行修正，使反馈角度与刻度盘显示角度一致。针对多级联调的试验件，只安装一个角位移传感器，且每一级均存在一个刻度盘；此时若多个刻度盘显示值有偏差，则以距离角位移传感器近的刻度盘为基准进行修正，使反馈角度与刻度盘显示角度一致。

步骤S2、打开液压站冷却水，启动液压站供油泵，调节供油压力。在控制系统中设定电液伺服阀的控制电流后，调节液压作动筒，使静叶叶片分别转动至两侧极限位置，重复多次，检测角位移传感器的反馈角度是否一致。当反馈角度不一致时，检查并重新固定角位移传感器，最终使两侧极限位置的反馈角度无偏差。

步骤S3、将静叶叶片调节至极限位置或指定角度值，进一步修正角度反馈值，使得角度反馈值和刻度盘显示角度一致。按照静叶叶片的角度调节范围，选择若干角度值进行静叶角度标定。分别记录上下行程中对应角度值的控制系统反馈角度。当反馈角度与标定角度值误差范围在预设阈值范围内时，则表明该级静叶正常，满足试验要求。当所述误差范围超出预设阈值范围时，则分为以下两种情况：

(1)将静叶叶片全部关闭修正反馈值，此时下行程中角度反馈值与刻度盘一致，上行程每个标定值有固定偏差。反之，将静叶叶片全部打开修正反馈值后，上行程与刻度盘一致，下行程每个标定值有固定偏差。

此时角位移传感器传动轴与叶片之间存在间隙，通过重新安装角位移传感器消除间隙，使角度反馈值与刻度盘显示值保持一致。当重新安装后依旧存在上述情况，则代表试验件传动机构存在固有间隙。此时按照压气机试验静叶需调节的角度值进行逐一标定，并做好记录。试验中按照静态调试的记录值调节。

(2)上下行程中每个角度反馈值与标定值均有偏差，且距离修正点越远偏差值越大。

此时刻度盘圆弧的圆心和指针尾部不同心。采用下述任一种方式作为具体试验方法：

1)以标定值为基准时，试验中正常调节静叶各状态下的角度。

2)以刻度盘显示值为基准时，按照试验需调节的角度值进行逐一标定，并做好记录。试验中按照静态调试的记录值调节。

针对静叶多级单独调节的试验件，可以通过重复上述步骤，逐一对各级进行调节标定，达成标定目的，故不再赘述。

本发明考虑到角位移传感器的安装对于静叶调节系统产生的影响，详细给出了角位移传感器的安装调节方法。基于静叶叶片和角位移传感器的联动方式，可以划分为联轴式和摇臂式两种，分别如图1-2所示。本发明针对不同联动方式提供了不同的角位移传感器安装调节方法。具体如下：

步骤L1、当压缩部件静叶调节模式为多级联调时，只需安装一次角位移传感器。当调节模式为多级单独调节时，针对需要调节的级数安装对应数量的角位移传感器。

步骤L2、当联动方式为联轴式时，如图1所示，执行以下步骤：

步骤L2.1、调整角位移传感器转接座2的中心孔，使中心孔轴线与叶片传动轴位于同一轴线。调节角位移传感器转接座2上平面与安装座7上平面平行。

步骤L2.2、调整完毕后，将角位移传感器4与相应安装盘6固定连接，角位移传感器传动轴3与角位移传感器转接座2通过第一螺栓8进行固定。安装盘6与安装座7间通过第二螺栓5固定连接。

步骤L3、当联动方式为摇臂式时，如图2所示，执行以下步骤：

步骤L3.1、检查拨杆17与叶片摇臂16间是否有间隙，当存在间隙时，选用相应厚度的铜皮进行填充调整。

步骤L3.2、调整完毕后，将角位移传感器20与相应安装盘14固定连接，角位移传感器传动轴19与角位移传感器转接座18通过第三螺栓12进行固定。安装盘14与安装座13间通过第四螺栓15固定连接。

步骤L4、如图3所示，确认液压作动筒的接口尺寸，包括第一液压作动筒接口21和第二液压作动筒接口22。安装相应的转接头，并用生料带进行缠绕密封，防止漏油。

步骤L5、确认液压作动筒中活塞杆的运动方向与叶片角度开关的关系，将液压油管相应地连接液压作动筒的无杆腔23和有杆腔24。如图3所示，活塞杆向右运动，叶片顺时针旋转；活塞杆向左运动，叶片逆时针旋转。其中试验件正转与试验件反转的液压油管连接方式相反。

步骤L6、将角位移传感器的反馈信号接入控制系统，并在控制系统中监测反馈角度值，再次调整角位移传感器的安装位置。转动角位移传感器，使静叶转动的角度范围落在角位移传感器有效范围内，最后将角位移传感器固定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法，其特征在于，所述静叶角度调节标定方法针对多级单独调节的试验件和针对多级联调的试验件，具体包括以下步骤：

步骤S1、针对多级单独调节的试验件，在每一级分别安装角位移传感器，以角位移传感器刻度盘显示角度为基准，在控制系统中对角位移传感器的反馈角度进行修正，使反馈角度与刻度盘显示角度一致；针对多级联调的试验件，只安装一个角位移传感器，且每一级均存在一个刻度盘；此时若多个刻度盘显示值有偏差，则以距离角位移传感器近的刻度盘为基准进行修正，使反馈角度与刻度盘显示角度一致；

步骤S2、打开液压站冷却水，启动液压站供油泵，调节供油压力；在控制系统中设定电液伺服阀的控制电流后，调节液压作动筒，使静叶叶片分别转动至两侧极限位置，重复多次，检测角位移传感器的反馈角度是否一致；当反馈角度不一致时，检查并重新固定角位移传感器，最终使两侧极限位置的反馈角度无偏差；

步骤S3、将静叶叶片调节至极限位置或指定角度值，进一步修正角度反馈值，使得角度反馈值和标定角度值一致；按照静叶叶片的角度调节范围，选择若干角度值进行静叶角度标定；分别记录上下行程中对应角度值的控制系统反馈角度；当反馈角度与标定值误差范围在预设阈值范围内时，则表明该级静叶正常，满足试验要求；当所述误差范围超出预设阈值范围时，则分为以下两种情况：

(1)将静叶叶片全部关闭修正反馈值，此时下行程中标定角度值与刻度盘显示值一致，上行程每个标定值有固定偏差；反之，将静叶叶片全部打开修正反馈值后，上行程与刻度盘一致，下行程每个标定值有固定偏差；

此时角位移传感器传动轴与叶片之间存在间隙，通过重新安装角位移传感器消除间隙，使角度反馈值与刻度盘显示值保持一致；当重新安装后依旧存在上述情况，则代表试验件传动机构存在固有间隙；此时按照部件试验过程中静叶需调节的角度值进行逐一标定，并做好记录；试验中按照静态调试的记录值调节，所述静态调试指静叶角度不随时间变化；

(2)上下行程中每个角度反馈值与标定值均有偏差，且距离修正点越远偏差值越大；所述修正点指将静叶叶片全部打开或关闭时对应的角度反馈值；

此时刻度盘圆弧的圆心和指针尾部不同心；采用下述任一种方式作为具体试验方法：

1)以标定值为基准时，试验中正常调节静叶各状态下的角度；

2)以刻度盘显示值为基准时，按照试验需调节的角度值进行逐一标定，并做好记录；试验中按照静态调试的记录值调节。

2.一种基于权利要求1所述的用于航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法，其特征在于，针对多级单独调节的试验件时，通过重复步骤S1-S3，完成各级单独标定；针对多级联调的试验件，执行步骤S1-S3一次即可完成。

3.一种用于权利要求1-2中任一项所述用于航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法的角位移传感器安装方法，其特征在于，基于静叶叶片和角位移传感器的联动方式划分为联轴式和摇臂式；针对不同联动方式提供了不同的角位移传感器安装方法，具体包括以下步骤：

步骤L1、当压缩部件静叶调节模式为多级联调时，只需安装一次角位移传感器；当调节模式为多级单独调节时，针对需要调节的级数安装对应数量的角位移传感器；

步骤L2、当联动方式为联轴式时，执行以下步骤：

步骤L2.1、调整角位移传感器转接座的中心孔，使中心孔轴线与叶片传动轴位于同一轴线；调节角位移传感器转接座上平面与安装座上平面平行；

步骤L2.2、调整完毕后，将角位移传感器与相应安装盘固定连接，角位移传感器传动轴与角位移传感器转接座通过第一螺栓进行固定；安装盘与安装座间通过第二螺栓固定连接；

步骤L3、当联动方式为摇臂式时，执行以下步骤：

步骤L3.1、检查拨杆与叶片摇臂间是否有间隙，当存在间隙时，选用相应厚度的铜皮进行填充调整；

步骤L3.2、调整完毕后，将角位移传感器与相应安装盘固定连接，角位移传感器传动轴与角位移传感器转接座通过第三螺栓进行固定；安装盘与安装座间通过第四螺栓固定连接；

步骤L4、确认液压作动筒的接口尺寸，安装相应的转接头，并用生料带进行缠绕密封；

步骤L5、确认液压作动筒中活塞杆的运动方向与叶片角度开关的关系，将液压油管相应地连接液压作动筒的无杆腔和有杆腔；其中试验件正转与试验件反转的连接方式相反；

步骤L6、将角位移传感器的反馈信号接入控制系统，并在控制系统中监测反馈角度值，再次调整角位移传感器的安装位置；转动角位移传感器，使静叶转动的角度范围落在角位移传感器有效范围内，最后将角位移传感器固定。

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