CN209470878U - 一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了航空技术领域的一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，包括机台和安装在机台外壁上的PLC控制器，机台的顶部设有安装板，机台的顶部和安装板的底部之间均匀连接有弹簧，安装板的底部中间位置安装有振动单元，安装板的顶部从左到右依次安装有驱动电机、齿轮箱和试验箱，试验箱的两侧均安装有纵向加载件，试验箱的内部设有套接在转动轴外部的主轴承，试验箱的内壁上分别安装温湿度传感器、冷却器和加热器，试验箱的顶部安装有加湿器，简单实用易操作，通过主轴承在高低温度、湿度、振动和纵向加载不同情况下进行模拟试验，对主轴承进行可靠性试验时能够尽量模拟真实的运行情况，试验数据全面，成本低。

Description

一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置

技术领域

本实用新型涉及航空技术领域，具体为一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置。

背景技术

世界机队的运营数据表明，由于航空燃气涡轮发动机主轴承失效造成的飞行事故占发动机灾难性故障的19％左右，因而发动机主轴承的可靠性对于发动机的安全性至关重要。

航空燃气涡轮发动机技术发展趋于高推力、高压比，发动机主轴承承受的载荷较高。民航大量装机的某型发动机主轴承的工作温度达300℃以上，主轴承的DN值(轴承内径与转速乘积)超过2×106。国外某公司正在研制技术指标更高的大功率燃气涡轮主轴承，该轴承转速超过30000r/min，工作温度高达650℃。

由此，航空燃气涡轮发动机主轴承，是发动机的主承力部件，承受多重载荷，包括静载荷、轴向不同心度引起的载荷、机动载荷、振动负荷、压气机喘振引起的动载荷以及温度负荷等。而且，主轴承作为发动机的关键件，其失效会导致发动机乃至飞机灾难性后果。

为了保证主轴承在严酷的工况条件下能够可靠地工作，需要进行大量的轴承可靠性试验。可靠性试验是产品在规定的时间无故障的完成规定功能的能力，通过模拟真实环境下的工作状态，暴露设计缺陷，提高主轴承的可靠性。

例如中国专利申请号为CN201620498087.4一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，包括：轴和沿轴的周向分布的多个第一电磁铁，轴用于对航空发动机的主轴承进行支撑，每个第一电磁铁均与轴之间有间隙，且在通电时向轴施加从自身轴线指向第一电磁铁的径向载荷。本实用新型的试验装置采用电磁加载的方式，能够以简单的结构方便地对主轴承实现径向加载，可以通过控制相应的第一电磁铁通电灵活地控制径向加载方向，进一步地通过对通电参数进行控制还能精确地调整加载类型，从而在对主轴承进行可靠性试验时能够尽量模拟真实的运行情况。

但是没有振动条件下的主轴承试验。对于处于振动环境下的主轴承，目前的试验与实际条件不相符合，不能试验出处于振动环境下主轴承的失效状况，而且不能提供轴承在高温、低温以及湿度环境内工作的实验数据，局限性大。

基于此，本实用新型设计了一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，以解决上述背景技术中提出的不能试验出处于振动环境下主轴承的失效状况，而且不能提供轴承在高温、低温以及湿度环境内工作的实验数据，局限性大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，包括机台和安装在机台外壁上的PLC控制器，所述机台的顶部设有安装板，所述机台的顶部和安装板的底部之间均匀连接有弹簧，所述安装板的底部中间位置安装有振动单元，所述安装板的顶部从左到右依次安装有驱动电机、齿轮箱和试验箱，所述试验箱的两侧均安装有纵向加载件，所述驱动电机的输出端插接在齿轮箱的输出端内，所述齿轮箱的输出端连接有转动轴，所述转动轴依次贯穿于试验箱和纵向加载件，所述试验箱的内部设有套接在转动轴外部的主轴承，所述试验箱的内壁上分别安装温湿度传感器、冷却器和加热器，所述试验箱的顶部安装有加湿器，所述振动单元、驱动电机、纵向加载件、加湿器、冷却器和加热器均通过PLC控制器与外部电源电性连接。

优选的，所述振动单元为YZVP调频振动电机。

优选的，所述纵向加载件为若干组电磁铁，且若干组电磁铁呈圆周状等间距排列在转动轴的外部。

优选的，所述试验箱的内腔顶部安装有与加湿器相连通的加湿管。

优选的，所述温湿度传感器采用DHT11温湿度传感器。

优选的，所述试验箱的内壁上填充有泡沫保温层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型简单实用易操作，通过主轴承在高低温度、湿度、振动和纵向加载不同情况下进行模拟试验，对主轴承进行可靠性试验时能够尽量模拟真实的运行情况，试验数据全面，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型工作原理框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-机台，2-PLC控制器，3-安装板，4-弹簧，5-振动单元，6-驱动电机，7-齿轮箱，8-试验箱，9-纵向加载件，10-主轴承，11-转动轴，12-温湿度传感器，13-加湿器，14-冷却器，15-加热器，16-加湿管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，包括机台1和安装在机台1外壁上的PLC控制器2，所述机台1的顶部设有安装板3，所述机台1的顶部和安装板3的底部之间均匀连接有弹簧4，所述安装板3的底部中间位置安装有振动单元5，所述安装板3的顶部从左到右依次安装有驱动电机6、齿轮箱7和试验箱8，所述试验箱8的两侧均安装有纵向加载件9，所述驱动电机6的输出端插接在齿轮箱7的输出端内，所述齿轮箱7的输出端连接有转动轴11，所述转动轴11依次贯穿于试验箱8和纵向加载件9，所述试验箱8的内部设有套接在转动轴11外部的主轴承10，所述试验箱8的内壁上分别安装温湿度传感器12、冷却器14和加热器15，所述试验箱8的顶部安装有加湿器13，所述振动单元5、驱动电机6、纵向加载件9、加湿器13、冷却器14和加热器15均通过PLC控制器2与外部电源电性连接。

其中，所述振动单元5为YZVP调频振动电机，振动单元5激发弹簧4的反弹力形成振动，YZVP调频振动电机的振动频率可进行调节，可模拟主轴承10在不同振动频率下的性能试验，所述纵向加载件9为若干组电磁铁，且若干组电磁铁呈圆周状等间距排列在转动轴11的外部，对主轴承10实现径向加载，对主轴承10径向加载进行可靠性试验，所述试验箱8的内腔顶部安装有与加湿器13相连通的加湿管16，加湿器13通过加湿管16可将湿气通入到试验箱8内，对主轴承10在湿度环境下的模拟试验，所述温湿度传感器12采用DHT11温湿度传感器，精确度高，所述试验箱8的内壁上填充有泡沫保温层，起到很好的保温作用，避免试验箱8内的热量散发出去。

本实施例的一个具体应用为：通过PLC控制器2控制振动单元5进行工作，振动单元5为YZVP调频振动电机，振动单元5激发弹簧4的反弹力形成振动，YZVP调频振动电机的振动频率可进行调节，可模拟主轴承10在不同振动频率下的性能试验，纵向加载件9对主轴承10径向加载进行可靠性试验，而且将主轴承10安装在试验箱8内，通过试验箱8内设置的加湿器13、冷却器14和加热器15可模拟主轴承10在一定高低温度和湿度环境下的可靠性试验，并通过温湿度传感器12进行实时监测，便于将模拟的高低温度和湿度进行调节，该装置简单实用易操作，通过主轴承10在高低温度、湿度、振动和纵向加载不同情况下进行模拟试验，对主轴承10进行可靠性试验时能够尽量模拟真实的运行情况，试验数据全面，成本低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，包括机台(1)和安装在机台(1)外壁上的PLC控制器(2)，其特征在于：所述机台(1)的顶部设有安装板(3)，所述机台(1)的顶部和安装板(3)的底部之间均匀连接有弹簧(4)，所述安装板(3)的底部中间位置安装有振动单元(5)，所述安装板(3)的顶部从左到右依次安装有驱动电机(6)、齿轮箱(7)和试验箱(8)，所述试验箱(8)的两侧均安装有纵向加载件(9)，所述驱动电机(6)的输出端插接在齿轮箱(7)的输出端内，所述齿轮箱(7)的输出端连接有转动轴(11)，所述转动轴(11)依次贯穿于试验箱(8)和纵向加载件(9)，所述试验箱(8)的内部设有套接在转动轴(11)外部的主轴承(10)，所述试验箱(8)的内壁上分别安装温湿度传感器(12)、冷却器(14)和加热器(15)，所述试验箱(8)的顶部安装有加湿器(13)，所述振动单元(5)、驱动电机(6)、纵向加载件(9)、加湿器(13)、冷却器(14)和加热器(15)均通过PLC控制器(2)与外部电源电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，其特征在于：所述振动单元(5)为YZVP调频振动电机。

3.根据权利要求1所述的一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，其特征在于：所述纵向加载件(9)为若干组电磁铁，且若干组电磁铁呈圆周状等间距排列在转动轴(11)的外部。

4.根据权利要求1所述的一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，其特征在于：所述试验箱(8)的内腔顶部安装有与加湿器(13)相连通的加湿管(16)。

5.根据权利要求1所述的一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，其特征在于：所述温湿度传感器(12)采用DHT11温湿度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种航空发动机主轴承的可靠性试验装置，其特征在于：所述试验箱(8)的内壁上填充有泡沫保温层。