CN209296323U - 涡轮后机匣刚度试验装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种涡轮后机匣刚度试验装置，属于航空发动机试验技术领域，通过外涵固定圆环(4)固定涡轮后机匣的外涵，通过内涵固定圆环(12)固定涡轮后机匣的内涵，并通过多个连杆(5)固定内涵固定圆环(12)；之后通过加载轴(8)固定至涡轮后机匣的轴承座上，通过加载机构对加载轴(8)施加径向力，实现涡轮后机匣刚度试验，进而获取涡轮后机匣的刚度数据。本申请连杆采用细长杆结构，由于其轴向刚度较大，而径向刚度较小，由此约束涡轮后机匣的内涵的轴向运动时，所以利用细长杆施加轴向约束，可以保证在轴向约束施加过程中，不会产生较大的径向约束，既能保证加载要求得以实现，又可以保证试验加载精度，同时结构简单，容易实现。
Description
技术领域
本申请属于航空发动机试验技术领域，特别涉及一种涡轮后机匣刚度试验装置。
背景技术
为进行发动机整机动力学分析，需开展发动机涡轮后机匣刚度试验，以获取涡轮后机匣的刚度数据。涡轮后机匣刚度试验需要将机匣外涵前安装边截面全约束，内涵前安装边截面施加轴向约束，并对机匣轴承座中心截面进行径向加载。
根据试验要求，需要对涡轮后机匣前安装边截面施加轴向约束，使其不能产生明显的轴向位移，而为保证加载精度，轴向约束却不能对该截面施加较大的径向载荷，因此实现起来较为困难。
实用新型内容
本申请的目的是提供涡轮后机匣刚度试验装置，以解决上述至少一方面的问题。
本申请公开了一种涡轮后机匣刚度试验装置，包括：
外涵固定圆环，套接在所述涡轮后机匣的外涵外侧，所述外涵固定圆环固定在试验平台上；
内涵固定圆环，套接在所述涡轮后机匣的内涵外侧，所述内涵固定圆环通过多个连杆固定在横梁上，以提供对所述内涵固定圆环的轴向方向的支撑；
加载轴，一端固定在试验台架上，另一端通过轴承连接在所述涡轮后机匣的轴承座；
加载机构，具有垂直于所述加载轴的施力杆，所述施力杆的端部连接在所述加载轴的靠近所述轴承座的一端；
固定机构，具有垂直于所述加载轴的固定杆；所述固定杆的端部连接在所述加载轴的靠近所述试验台架的一端，所述固定机构与所述加载机构分别位于所述加载轴的两侧。
优选的是，所述加载轴与所述试验台架之间通过弹性件连接。
优选的是，所述内涵固定圆环通过四个连杆固定在横梁上，所述四个连杆沿所述内涵固定圆环周向均匀分布。
优选的是，所述加载机构包括固定在试验平台上的油缸，所述油缸的输出轴末端设置有关节轴承，套接在所述加载轴上。
优选的是，所述油缸与试验平台之间设置有第一测力计，所述固定杆包括固定在试验平台上的第一段，以及固定在加载轴上的第二段，所述第一段与所述第二段之间设置有第二测力计。
优选的是，所述固定杆与所述加载轴通过关节轴承连接。
优选的是，所述加载轴连接所述轴承座的一端设置有关节轴承，并通过模拟轴承连接所述轴承座。
附图说明
图1是本申请涡轮后机匣刚度试验装置的一优选实施例的结构示意图；
图2是图1所示装置的内涵固定圆环与连杆连接示意图。
其中，1-第一测力计，2-油缸，3-横梁，4-外涵固定圆环，5-连杆， 6-涡轮后机匣，7-弹性件，8-加载轴，9-关节轴承，10-模拟轴承，11-第二测力计，12-内涵固定圆环，13-试验平台，14-垫块。
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。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。
本申请涡轮后机匣刚度试验装置，如图1及图2所示，包括：
外涵固定圆环4，套接在所述涡轮后机匣的外涵外侧，所述外涵固定圆环4固定在试验平台13上；
内涵固定圆环12，套接在所述涡轮后机匣的内涵外侧，所述内涵固定圆环12通过多个连杆5固定在横梁3上，以提供对所述内涵固定圆环12 的轴向方向的支撑，例如图中，任一所述连杆轴向与所述涡轮后机匣轴向方向平行；
加载轴8，一端固定在试验台架上，另一端通过轴承连接在所述涡轮后机匣的轴承座；
加载机构，具有垂直于所述加载轴8的施力杆，所述施力杆的端部连接在所述加载轴8的靠近所述轴承座的一端；
固定机构，具有垂直于所述加载轴8的固定杆；所述固定杆的端部连接在所述加载轴8的靠近所述试验台架的一端，所述固定机构与所述加载机构分别位于所述加载轴8的两侧。
涡轮后机匣6具有同轴的内涵及外涵，其轴线垂直于地面并放置于试验平台上，切面如图1所示，图1的俯视图中截取的内涵固定圆环12及连杆5的连接关系如图2所示。本申请基于试验要求，需要对涡轮后机匣6的内涵及外涵进行固定，并施加横向(径向)载荷，以验证涡轮后机匣6的刚度，图示中，涡轮后机匣6的外涵通过外涵固定圆环4进行固定，外涵固定圆环4可以通过垫块等连接在试验平台13上，从而实现对机匣外涵前安装边截面的全约束；涡轮后机匣6的内涵通过内涵固定圆环12进行固定后，还需要进行轴向的固定，为此，在试验平台13上方架设了一横梁3，横梁3上向下延伸有多个连杆5以顶紧在内涵固定圆环12上，实现对涡轮后机匣6的内涵的轴向固定。
本实施例中，连杆5为细长杆，通过挠度和稳定性公式计算出细长杆的尺寸，可以保证设计出的细长杆5可以有效地约束涡轮后机匣6的轴向位移，而对涡轮后机匣6产生的径向载荷在合理范围内。可以理解的是，细长杆具有较好的径向刚度，而径向刚度(弯曲刚度)较小，所以利用细长杆施加轴向约束，可以保证在轴向约束施加过程中，不会产生较大的径向约束，既能保证加载要求得以实现，又可以保证试验加载精度，同时结构简单，容易实现。
本实施例中，对涡轮后机匣6的内涵及外涵固定后，开始实施径向载荷，径向载荷作用于涡轮后机匣6的轴承座上，该轴承座如图1所示，其具有连接在涡轮后机匣6的支撑杆，这些支撑杆在中部形成容纳加载轴8 的容纳部，加载轴8一端固定在该容纳部内，另一端吊挂在试验平台13顶板上，之后对所述加载轴8施加径向载荷，即可作用至轴承座上，进而实现对涡轮后机匣6的载荷试验。
本实施例通过加载机构及固定机构共同作用至加载轴，如图1所示，加载轴8的左侧为加载机构，右侧为固定机构，可以理解，该示例中，轴承座与固定机构固定了加载轴8的两端，而加载机构作用与这两端之间，从而带动加载轴8对轴承座施加横向载荷。
在一些可选实施方式中，所述加载轴8与所述试验台架之间通过弹性件7连接，例如弹簧，使涡轮后机匣6不受加载系统重力的影响。。
在一些可选实施方式中，如图2所示，所述内涵固定圆环12通过四个连杆5固定在横梁3上，所述四个连杆5沿所述内涵固定圆环12周向均匀分布。
在一些可选实施方式中，所述加载机构包括固定在试验平台13上的油缸2，所述油缸的输出轴末端设置有关节轴承，套接在所述加载轴8上。
在一些可选实施方式中，所述油缸2与试验平台13之间设置有第一测力计1，所述固定杆包括固定在试验平台13上的第一段，以及固定在加载轴8上的第二段，所述第一段与所述第二段之间设置有第二测力计11。
在一些可选实施方式中，所述固定杆与所述加载轴8通过关节轴承连接。
上述多个实施例中，加载机构与加载轴8，以及固定机构与加载轴8 的连接均为轴承连接，保证了加载轴8的受力方向指向涡轮后机匣6的径向方向，第一测力计1和第二测力计11的差值即为涡轮后机匣6所受的横向载荷值。
在一些可选实施方式中，所述加载轴8连接所述轴承座的一端设置有关节轴承9，并通过模拟轴承10连接所述轴承座。
本申请实现较为简单，不受加工误差的影响；且能够消除摩擦力的影响，通过挠度和稳定性公式计算出细长杆的尺寸，可以保证设计出的细长杆可以有效地约束机匣的轴向位移，而对机匣产生较小的径向约束，试验加载精度高。
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 (7)
1.涡轮后机匣刚度试验装置，其特征在于，包括：
外涵固定圆环(4)，套接在所述涡轮后机匣的外涵外侧，所述外涵固定圆环(4)固定在试验平台(13)上；
内涵固定圆环(12)，套接在所述涡轮后机匣的内涵外侧，所述内涵固定圆环(12)通过多个连杆(5)固定在横梁(3)上，以提供对所述内涵固定圆环(12)的轴向方向的支撑；
加载轴(8)，一端固定在试验台架上，另一端通过轴承连接在所述涡轮后机匣的轴承座；
加载机构，具有垂直于所述加载轴(8)的施力杆，所述施力杆的端部连接在所述加载轴(8)的靠近所述轴承座的一端；
固定机构，具有垂直于所述加载轴(8)的固定杆；所述固定杆的端部连接在所述加载轴(8)的靠近所述试验台架的一端，所述固定机构与所述加载机构分别位于所述加载轴(8)的两侧。
2.根据权利要求1所述的涡轮后机匣刚度试验装置，其特征在于，所述加载轴(8)与所述试验台架之间通过弹性件(7)连接。
3.根据权利要求1所述的涡轮后机匣刚度试验装置，其特征在于，所述内涵固定圆环(12)通过四个连杆(5)固定在横梁(3)上，所述四个连杆(5)沿所述内涵固定圆环(12)周向均匀分布。
4.根据权利要求1所述的涡轮后机匣刚度试验装置，其特征在于，所述加载机构包括固定在试验平台(13)上的油缸(2)，所述油缸的输出轴末端设置有关节轴承，套接在所述加载轴(8)上。
5.根据权利要求4所述的涡轮后机匣刚度试验装置，其特征在于，所述油缸(2)与试验平台(13)之间设置有第一测力计(1)，所述固定杆包括固定在试验平台(13)上的第一段，以及固定在加载轴(8)上的第二段，所述第一段与所述第二段之间设置有第二测力计(11)。
6.根据权利要求5所述的涡轮后机匣刚度试验装置，其特征在于，所述固定杆与所述加载轴(8)通过关节轴承连接。
7.根据权利要求1所述的涡轮后机匣刚度试验装置，其特征在于，所述加载轴(8)连接所述轴承座的一端设置有关节轴承(9)，并通过模拟轴承(10)连接所述轴承座。
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2018
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