CN205015110U - 航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置 - Google Patents
航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，包括用于应力信号传递的高速滑环引电器组件以及用于测量应力的应变片，高速滑环引电器组件与应变片通过测量引线连接，高速滑环引电器组件与被测压气机转子试验件的进气机匣之间通过止口定位配合连接；高速滑环引电器组件的传动轴与被测压气机转子试验件的驱动盘之间通过固接件进行连接和传扭；应变片粘贴在被测压气机转子试验件的转子叶片盘的外壁面上，应变片通过测量引线连接到高速滑环引电器组件的接线盘上；测量引线采用沿路粘贴固定的方式进行布设。整个装置结构简单、安装方便可靠，可应用于转速≤45000r/min转子上的叶片动应力测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空发动机结构检测领域，特别地，涉及一种航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置。
背景技术
压气机叶片是航空发动机的重要零件之一，也是发动机易出故障的零件，其结构和承载情况十分复杂。通过叶片动应力测量分析试验，确定和检验叶片的稳态应力、共振频率和共振应力，以评定可能的所有工作状态下叶片允许的应力水平和耐久性，保证发动机的工作安全。
国外航空涡轴发动机研制时主要采用电测法测量压气机转子叶片动应力。国内在大中型航空发动机研制中，分别进行过最高转速达到12300r/min和25000r/min的压气机转子叶片动应力测量，而在涡轴发动机研制中，由于转子转速高(达45000r/min)，叶片短小且引电器安装空间小，测量装置的安装受到被测件的结构空间、工作温度、工作转速、应变片粘贴、引线固定、冷却等多方面的限制，未能进行压气机转子叶片动应力测量。
涡轴发动机由于转子转速高，结构紧凑，叶片短小，测量装置安装存在安装空间尺寸小、应变片粘贴、引线固定、测量装置冷却等多方面的问题，其主要技术难点是测量应变片在高转速转子上的牢固连接，测量引线在高转速、空间紧凑转子上的引出与固定，测量装置与被测转子的无干扰稳定连接等。
实用新型内容
本实用新型提供了一种航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，以解决现有涡轴发动机的动应力测量安装存在安装难度大、连接稳定性差造成测量干扰的技术问题。
根据本实用新型的一个方面，提供一种航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，包括用于应力信号传递的高速滑环引电器组件以及用于测量应力的应变片，高速滑环引电器组件与应变片通过测量引线连接，高速滑环引电器组件与被测压气机转子试验件的进气机匣之间通过止口定位配合连接；高速滑环引电器组件的传动轴与被测压气机转子试验件的驱动盘之间通过固接件进行连接和传扭；应变片粘贴在被测压气机转子试验件的转子叶片盘的外壁面上，应变片通过测量引线连接到高速滑环引电器组件的接线盘上；测量引线采用沿路粘贴固定的方式进行布设。
进一步地，高速滑环引电器组件通过引电器安装座与进气机匣连接，引电器安装座与进气机匣之间设有连接间隙，连接间隙为0-0.057mm。
进一步地，转子叶片盘的应变片粘贴位置处采用粗糙表面。
进一步地，测量引线沿转子叶片盘的轮盘盘缘布设，并从被测压气机转子试验件的篦齿环上的槽孔和斜孔引入到被测压气机转子试验件的中心拉杆内；引入中心拉杆的测量引线固定在中心拉杆的内壁面上。
进一步地，测量引线从篦齿环的六个槽孔以及六个斜孔引入至中心拉杆内；每个槽孔穿入1根-4根测量引线；从中心拉杆引出的测量引线采用每十根并成一束的引线束，每束引线束标注编号，引线束穿过驱动盘的内孔和传动轴的内孔并按引线束上的编号焊接在高速滑环引电器组件的接线盘上。
进一步地，传动轴的内孔直径与通入传动轴内的引线束的外周直径相匹配。
进一步地，驱动盘与转子叶片盘之间通过定位套进行联动。
进一步地，定位套与转子叶片盘之间采用间隙止口定位配合连接，并采用螺母固定，通过花键传扭。
进一步地，间隙止口定位配合的间隙为0.003mm-0.039mm。
进一步地，高速滑环引电器组件上连有用于冷却高速滑环引电器组件的冷却液输入管和冷却液输出管。
进一步地，固接件采用空心精密六方轴，以实现传动轴与驱动盘之间连接和传扭。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，高速滑环引电器组件与被测压气机转子试验件的进气机匣之间通过止口定位配合连接，高速滑环引电器组件的传动轴与被测压气机转子试验件的驱动盘之间通过固接件进行连接和传扭，从而实现无干扰和稳定的连接与传扭；通过将应变片粘接在转子叶片盘上，高速滑环引电器组件与应变片之间的测量引线按布设线路沿线粘贴固定，以防止测量引线在高速旋转状态下甩脱，结构的稳定性更好，从而保证获得精确的压气机叶片动应力测量结构。整个装置解决了在高转速转子叶片上应变片牢固粘贴，测量引线在结构空间紧凑、高转速转子上的固定与引出、高速滑环引电器与被测转子的无干扰连接等方面的技术难点，并且结构简单、安装方便可靠，可应用于转速≤45000r/min转子上的叶片动应力测量。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型优选实施例的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置的结构示意图；
图2是本实用新型优选实施例的应变片接出位置的结构示意图。
图例说明：
1、高速滑环引电器组件；2、应变片；3、测量引线；4、被测压气机转子试验件；5、进气机匣；6、传动轴；7、驱动盘；8、固接件；9、转子叶片盘；10、接线盘；11、篦齿环；12、槽孔；13、斜孔；14、中心拉杆；15、定位套；16、冷却液输入管；17、冷却液输出管；18、引电器安装座。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1是本实用新型优选实施例的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置的结构示意图；图2是本实用新型优选实施例的应变片接出位置的结构示意图。
如图1所示，本实施例的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，包括用于应力信号传递的高速滑环引电器组件1以及用于测量应力的应变片2，高速滑环引电器组件1与应变片2通过测量引线3连接，高速滑环引电器组件1与被测压气机转子试验件4的进气机匣5之间通过止口定位配合连接；高速滑环引电器组件1的传动轴6与被测压气机转子试验件4的驱动盘7之间通过固接件8进行连接和传扭；应变片2粘贴在被测压气机转子试验件4的转子叶片盘9的外壁面上，应变片2通过测量引线3连接到高速滑环引电器组件1的接线盘10上；测量引线3采用沿路粘贴固定的方式进行布设。本实用新型航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，高速滑环引电器组件1与被测压气机转子试验件4的进气机匣5之间通过止口定位配合连接，高速滑环引电器组件1的传动轴6与被测压气机转子试验件4的驱动盘7之间通过固接件8进行连接和传扭，从而实现无干扰和稳定的连接与传扭；通过将应变片2粘接在转子叶片盘9上，高速滑环引电器组件1与应变片2之间的测量引线3按布设线路沿线粘贴固定，以防止测量引线3在高速旋转状态下甩脱，结构的稳定性更好，从而保证获得精确的压气机叶片动应力测量结构。整个装置解决了在高转速转子叶片上应变片2牢固粘贴，测量引线3在结构空间紧凑、高转速转子上的固定与引出、高速滑环引电器与被测转子的无干扰连接等方面的技术难点，并且结构简单、安装方便可靠，可应用于转速≤45000r/min转子上的叶片动应力测量。
如图1所示，本实施例中，高速滑环引电器组件1通过引电器安装座18与进气机匣5连接。引电器安装座18与进气机匣5之间设有连接间隙。连接间隙为0-0.057mm。
如图1和图2所示，本实施例中，转子叶片盘9的应变片2粘贴位置处采用粗糙表面。
如图1和图2所示，本实施例中，测量引线3沿转子叶片盘9的轮盘盘缘布设，并从被测压气机转子试验件4的篦齿环11上的槽孔12和斜孔13引入到被测压气机转子试验件4的中心拉杆14内。引入中心拉杆14的测量引线3固定在中心拉杆14的内壁面上。
如图1和图2所示，本实施例中，测量引线3从篦齿环11的六个槽孔12以及六个斜孔13引入至中心拉杆14内。每个槽孔12穿入1根-4根测量引线3。从中心拉杆14引出的测量引线3采用每十根并成一束的引线束。每束引线束标注编号。引线束穿过驱动盘7的内孔和传动轴6的内孔并按引线束上的编号焊接在高速滑环引电器组件1的接线盘10上。
如图1所示，本实施例中，传动轴6的内孔直径与通入传动轴6内的引线束的外周直径相匹配。
如图1所示，本实施例中，驱动盘7与转子叶片盘9之间通过定位套15进行联动。
如图1所示，本实施例中，定位套15与转子叶片盘9之间采用间隙止口定位配合连接，并采用螺母固定，通过花键传扭。
如图1所示，本实施例中，间隙止口定位配合的间隙为0.003mm-0.039mm。
如图1所示，本实施例中，高速滑环引电器组件1上连有用于冷却高速滑环引电器组件1的冷却液输入管16和冷却液输出管17。
如图1所示，本实施例中，固接件8采用空心精密六方轴，以实现传动轴6与驱动盘7之间连接和传扭。
实施时，提供一种安装测量装置为高速滑环引电器的装置，包括驱动盘7、定位套15、六角头螺钉、锁片、螺栓、弹簧垫、测量引线3、应变片2、冷却液输入管16、冷却液输出管17、信号输出引线。
该套装置装配在被测压气机转子试验件4上：高速滑环引电器组件1上的引电器安装座18通过5个M5的螺栓、弹簧垫固定在被测压气机转子试验件4的进气机匣5上，采用小间隙止口定位配合(间隙0～0.057)。高速滑环引电器组件1上的传动轴6与驱动盘7之间通过空心精密六方轴连接与传扭。驱动盘7与定位套15之间采用小间隙止口定位配合(间隙0～0.049)，通过六角头螺钉、锁片连接固定。定位套15与转子叶片盘9之间采用小间隙止口定位配合(间隙0.003～0.039)，螺母固定，通过花键传扭。高速滑环引电器组件1的传动轴6通过驱动盘7、定位套15由被测转子叶片盘9带动进行高速旋转，见图1。
在被转子叶片盘9的应变片粘贴位置处进行局部吹砂处理，增加其表面粗糙度，保证应变片2粘贴可靠。测量引线3沿转子叶片盘9轮盘盘缘布设，并从篦齿环11上的6个1×4mm的槽孔12及6个￠2的斜孔13引入中心拉杆14内，并固定在中心拉杆14的内壁面上。每个槽孔12可并排穿入4根引线。10根引线并成一组，穿过驱动盘7和传动轴6的内孔后，按编号分别焊接在高速滑环引电器组件1的接线盘上，见图2。
高速滑环引电器组件1与被测压气机转子试验件4的安装与连接结构：高速滑环引电器组件1与被测压气机转子试验件4的转子之间采用小间隙止口定位配合、空心精密六方轴与渐开线花键结构，实现其无干扰、稳定连接与传扭。
测量引线3在被测压气机转子试验件4的转子上的固定、引出结构：测量引线3沿各零件表面进行粘贴固定，多根测量引线3并成一束，编号分组引入被测压气机转子试验件4的传动轴6的内孔，在进口和出口端面粘贴固定，测量引线束按编号分别焊接在高速滑环引电器组件1的接线盘上。传动轴6的内孔直径以略大于各应变片引线束直径之为宜，既便于应变片引线束引出，又防止测量引线束在高速旋转状态下甩脱。
本实用新型研制解决了在高转速转子叶片上应变片牢固粘贴，测量引线在结构空间紧凑、高转速转子上的固定与引出、高速滑环引电器与被测转子的无干扰连接等方面的技术难点，结构简单，安装方便、可靠，可应用于转速≤45000r/min转子上的叶片动应力测量。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，包括用于应力信号传递的高速滑环引电器组件(1)以及用于测量应力的应变片(2)，
所述高速滑环引电器组件(1)与所述应变片(2)通过测量引线(3)连接，
其特征在于，
所述高速滑环引电器组件(1)与被测压气机转子试验件(4)的进气机匣(5)之间通过止口定位配合连接；
所述高速滑环引电器组件(1)的传动轴(6)与所述被测压气机转子试验件(4)的驱动盘(7)之间通过固接件(8)进行连接和传扭；
所述应变片(2)粘贴在所述被测压气机转子试验件(4)的转子叶片盘(9)的外壁面上，所述应变片(2)通过所述测量引线(3)连接到所述高速滑环引电器组件(1)的接线盘(10)上；
所述测量引线(3)采用沿路粘贴固定的方式进行布设。
2.根据权利要求1所述的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，其特征在于，
所述高速滑环引电器组件(1)通过引电器安装座(18)与所述进气机匣(5)连接，
所述引电器安装座(18)与所述进气机匣(5)之间设有连接间隙，所述连接间隙为0-0.057mm。
3.根据权利要求1所述的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，其特征在于，
所述转子叶片盘(9)的应变片粘贴位置处采用粗糙表面。
4.根据权利要求1所述的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，其特征在于，
所述测量引线(3)沿所述转子叶片盘(9)的轮盘盘缘布设，并从所述被测压气机转子试验件(4)的篦齿环(11)上的槽孔(12)和斜孔(13)引入到所述被测压气机转子试验件(4)的中心拉杆(14)内；
引入所述中心拉杆(14)的所述测量引线(3)固定在所述中心拉杆(14)的内壁面上。
5.根据权利要求4所述的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，其特征在于，
所述测量引线(3)从所述篦齿环(11)的六个所述槽孔(12)以及六个所述斜孔(13)引入至所述中心拉杆(14)内；
每个所述槽孔(12)穿入1根-4根所述测量引线(3)；
从所述中心拉杆(14)引出的所述测量引线(3)采用每十根并成一束的引线束，
每束所述引线束标注编号，所述引线束穿过所述驱动盘(7)的内孔和所述传动轴(6)的内孔并按所述引线束上的编号焊接在所述高速滑环引电器组件(1)的所述接线盘(10)上。
6.根据权利要求5所述的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，其特征在于，
所述传动轴(6)的内孔直径与通入所述传动轴(6)内的引线束的外周直径相匹配。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，其特征在于，
所述驱动盘(7)与所述转子叶片盘(9)之间通过定位套(15)进行联动。
8.根据权利要求7所述的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，其特征在于，
所述定位套(15)与所述转子叶片盘(9)之间采用间隙止口定位配合连接，并采用螺母固定，通过花键传扭；
所述间隙止口定位配合的间隙为0.003mm-0.039mm。
9.根据权利要求7所述的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，其特征在于，
所述高速滑环引电器组件(1)上连有用于冷却所述高速滑环引电器组件(1)的冷却液输入管(16)和冷却液输出管(17)。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的航空发动机的压气机叶片动应力测量安装装置，其特征在于，
所述固接件(8)采用空心精密六方轴，以实现所述传动轴(6)与所述驱动盘(7)之间连接和传扭。
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