CN213874950U - 航空发动机锥齿轮的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种航空发动机锥齿轮的试验装置，所述试验装置包括试验装置平台、试验台驱动端和试验台加载端，所述试验台驱动端和所述试验台加载端安装在所述试验装置平台上，且分别与待试验件的输入轴、输出轴连接；所述试验台加载端与所述待试验件的输出轴连接的部分能够360度旋转，以保证所述待试验件的任意姿态安装。本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置的通用性高，能在不移动驱动/加载端的情况下通过旋转减速箱/加载齿轮箱试验多种型号及安装姿态的锥齿轮。

Description

航空发动机锥齿轮的试验装置

技术领域

本实用新型涉及航空发动机锥齿轮试验领域，特别涉及一种航空发动机锥齿轮的试验装置。

背景技术

在现有技术中，航空发动机传动系统通过中央传动锥齿轮(IGB)从发动机高压轴提取功率，并通过径向传动杆、转接锥齿轮将动力传递给附件齿轮箱以驱动发动机附件和飞机附件。由于航空发动机对部件重量和结构空间的严格限制，导致锥齿轮单元体强度裕度小，且长期运行在高速、重载工况下，工作转速范围内容易出现行波振动。所以需要开展大量的动力学试验(动应力测量、振动频率测量)和印痕试验对其设计试验验证，以确保锥齿轮传动精度和安全性满足设计要求。为了保证试验结果的可信度及锥齿轮单元体的回油顺畅，一般要求锥齿轮单元体试验时的安装姿态与真实安装姿态保持一致。

现今，航空发动机设计单位一般同时设计/研制多个型号(包括不同型号的核心机、验证机、型号机等)，不同型号的发动机中央传动锥齿轮箱、转接锥齿轮箱会有不同的安装姿态要求。

同时，不同型号因设计需要，转速高的被试齿轮箱传递扭矩小，转速低的扭矩大。因试验台资源紧张，不同安装姿态试验件会频繁穿插安排在同一试验台进行试验。若试验台设计缺乏对不同型号锥齿轮试验件的通用性考虑，开展不同型号试验件的试验时，设备改造费用高、安装调试(设备停机)时间长。

现有航空发动机锥齿轮试验台一般根据试验锥齿轮的安装姿态确定试验器驱动端和加载端的空间位置，更换不同型号试验件后需要相应的调整试验器驱动端轴系或加载端轴系的相对位置。但是，航空发动机锥齿轮试验功率一般五百千瓦以上，电机和变速箱比较笨重，转速超过两万转每分钟，对中精度要求高。因此，经常性的调整试验台机械结构会大大增加人力和时间成本，设备停机时间长，利用率低，甚至无法满足项目研制节点的要求。

航空发动机中央传动锥齿轮、转接锥齿轮每一种安装姿态的试验件确定试验台不同驱动轴系和加载轴系的相对空间位置。在更换试验件时，试验台驱动端轴系和加载端的轴系空间位置随之调整。试验设备的调整增加时间和人力成本，降低试验效率。

有鉴于此，为了减少试验前设备安装调试时间，提高设备利用率，本领域技术人员设计了一种航空发动机锥齿轮的试验装置，以期克服上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中航空发动机锥齿轮采用的试验设备的调整增加时间和人力成本，降低试验效率等缺陷，提供一种航空发动机锥齿轮的试验装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种航空发动机锥齿轮的试验装置，其特点在于，所述试验装置包括试验装置平台、试验台驱动端和试验台加载端，所述试验台驱动端和所述试验台加载端安装在所述试验装置平台上，且分别与待试验件的输入轴、输出轴连接；

所述试验台加载端与所述待试验件的输出轴连接的部分能够360度旋转，以保证所述待试验件的任意姿态安装。

根据本实用新型的一个实施例，所述试验台驱动端包括驱动机构、第一联轴器、增速箱和第二联轴器，所述驱动机构通过所述第一联轴器与所述增速箱的输入轴相连，所述增速箱的输出轴通过所述第二联轴器与所述待试验件的输入轴连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述试验台加载端包括加载机构、第三联轴器、减速箱和第四联轴器，所述待试验件的输出轴通过所述第三联轴器与所述减速箱的输入轴连接，所述减速箱的输出轴通过所述第四联轴器和所述加载机构相连，所述待试验件的输出轴经所述减速箱减速后由所述加载机构提供负载。

根据本实用新型的一个实施例，所述试验台加载端还设置有一减速箱安装架，所述减速箱安装架固定在所述试验装置平台上，所述减速箱安装在所述减速箱安装架内。

根据本实用新型的一个实施例，所述减速箱水平地安装在所述减速箱安装架内。

根据本实用新型的一个实施例，所述减速箱绕所述减速箱安装架上的支点旋转，且旋转范围为0-360度。

根据本实用新型的一个实施例，所述减速箱安装架内设置有一圆环形支架，所述减速箱安装在所述圆环形支架内，且沿所述圆环形支架旋转。

根据本实用新型的一个实施例，所述减速箱安装架上的支点与所述减速箱的输出轴同心。

根据本实用新型的一个实施例，所述驱动机构为驱动电机，所述加载机构为加载电机。

根据本实用新型的一个实施例，所述试验装置平台采用电功率封闭结构。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置的通用性高，能在不移动驱动/加载端的情况下通过旋转减速箱/加载齿轮箱试验多种型号及安装姿态的锥齿轮。所述试验装置在不挪动驱动设备或加载设备的条件下，就可以试验多种不同安装姿态要求的试验件。这样可以节省大量的设备分解、安装、调试时间以及设备改造费用，提高试验效率。同时，试验装置采用电功率封闭结构形式，试验运行时电功率消耗仅用于补偿系统机械摩擦所消耗的能量，大大减少试验用电量，节能环保。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，

其中：

图1为本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置的结构示意图。

图2为本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置中减速箱处于水平安装姿态的示意图。

图3为本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置中减速箱处于任意角度位置安装姿态的示意图。

图4为本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置中试验装置平台采用电功率封闭结构形式的示意图。

【附图标记】

试验装置平台 10

试验台驱动端 20

试验台加载端 30

待试验件 40

驱动机构 21

第一联轴器 22

增速箱 23

第二联轴器 24

加载机构 31

第三联轴器 32

减速箱 33

第四联轴器 34

减速箱安装架 35

圆环形支架 351

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

图1为本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置的结构示意图。图2为本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置中减速箱处于水平安装姿态的示意图。图3为本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置中减速箱处于任意角度位置安装姿态的示意图。

如图1至图3所示，本实用新型公开了一种航空发动机锥齿轮的试验装置，其包括试验装置平台10、试验台驱动端20和试验台加载端30，将试验台驱动端20和试验台加载端30安装在试验装置平台10上，且分别与待试验件40的输入轴、输出轴连接。试验台加载端20与待试验件40的输出轴连接的部分能够360度旋转，以保证待试验件40的任意姿态安装。

优选地，试验台驱动端20包括驱动机构21、第一联轴器22、增速箱23和第二联轴器24，将驱动机构21通过第一联轴器22与增速箱23的输入轴相连，增速箱23的输出轴通过第二联轴器24与待试验件40的输入轴连接。驱动机构21经增速后达到实验要求的转速驱动待试验件40。

试验台加载端30包括加载机构31、第三联轴器32、减速箱33和第四联轴器34，待试验件40的输出轴通过第三联轴器32与减速箱33的输入轴连接，减速箱33的输出轴通过第四联轴器34和加载机构31相连，待试验件40的输出轴经减速箱33减速后由加载机构31提供负载。

优选地，试验台加载端30还设置有一减速箱安装架35，减速箱安装架35固定在试验装置平台10上，减速箱33安装在减速箱安装架35内。减速箱33可以水平地安装在减速箱安装架35内。减速箱33绕减速箱安装架35上的支点旋转，且旋转范围为0-360度。此处，减速箱安装架35上的支点与减速箱33的输出轴优选地设置为同心。

进一步地，可以在减速箱安装架35内设置有一圆环形支架351，将减速箱33安装在圆环形支架351内，且沿圆环形支架351旋转。

另外，驱动机构21优选为驱动电机，驱动电机的转速控制为试验台动力源。加载机构31优选为加载电机，加载电机转矩控制，用作发电机，为试验台加载器。

驱动机构21、增速箱23、待试验件40、加载机构31通过各自安装座固定于试验装置平台10，减速箱33通过减速箱安装架35固定于试验装置平台10。

如图2所示，待试验件40水平安装时(IGB中央传动齿轮箱的输出轴成水平方向)，减速箱33在减速箱安装架35上水平安装，保证试验件TGB(转接齿轮箱)的输出轴能够与减速箱的输入轴相连。

如图3所示，待试验件40成一定角度安装(IGB中央传动齿轮箱的输出轴与竖直方向成一定角度)，减速箱33绕减速箱安装架35上的支点(与减速箱33的输出轴同心)旋转到相应角度，并通过安装边固定，保证试验件TGB(转接齿轮箱)的输出轴能够与减速箱的输入轴相连。减速箱33可以绕减速箱安装架35进行360度旋转(图3中所示为90度范围内旋转)，这样可以保证任一姿态安装要求试验件的试验。

图4为本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置中试验装置平台采用电功率封闭结构形式的示意图。

如图4所示，本实施例中，所述航空发动机锥齿轮的试验装置优选地采用电功率封闭结构。试验时，驱动电机作为电动机工作，带动待试验件旋转，加载电机作为发电机工作，为试验件提供负载，加载电机产生的电能通过变频器回馈给驱动电机，不够的电能从电网获取。试验实际消耗的电能主要补偿系统摩擦生热的能量损失，其功率一般只有开放式试验台的15％左右，所以电功率封闭试验台能够大大的减少试验用电。

根据上述结构描述，本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置，根据航空发动机中央传动锥齿轮和转接锥齿轮在不同安装姿态条件下中央传动锥齿轮输入轴位置不变，输出轴空间位置随安装姿态的不同而改变，设计了与之匹配的试验设备方案。

具体地说，试验的驱动端通过电机和增速箱匹配后达到试验的转速、扭矩要求，联接试验中央传动锥齿轮，经不同安装位置的转接锥齿轮转向后其输出轴在顺航向的360°方向范围内(例如3点钟至9点钟方向)，设计两级减速齿轮箱，齿轮箱低速轴与加载电机相连，其齿箱体可绕低速轴旋转，满足高速输出端可以与试验转接齿轮箱输出轴在360°方向范围内(例如3点钟至9点钟方向上)的任意位置匹配的要求。同时，该两级减速箱有两档输出，一档减速用于大扭矩、低转速试验，二档减速用于小扭矩、高转速试验。所述航空发动机锥齿轮的试验装置用电机驱动，电机加载，采用电功率结构形式，试验时消耗的电能仅用于补偿系统摩擦所消耗的功率，大大减少试验用电。

综上所述，本实用新型航空发动机锥齿轮的试验装置的通用性高，能在不移动驱动/加载端的情况下通过旋转减速箱/加载齿轮箱试验多种型号及安装姿态的锥齿轮。所述试验装置在不挪动驱动设备或加载设备的条件下，就可以试验多种不同安装姿态要求的试验件。这样可以节省大量的设备分解、安装、调试时间以及设备改造费用，提高试验效率。同时，试验装置采用电功率封闭结构形式，试验运行时电功率消耗仅用于补偿系统机械摩擦所消耗的能量，大大减少试验用电量，节能环保。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种航空发动机锥齿轮的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括试验装置平台、试验台驱动端和试验台加载端，所述试验台驱动端和所述试验台加载端安装在所述试验装置平台上，且分别与待试验件的输入轴、输出轴连接；

所述试验台加载端与所述待试验件的输出轴连接的部分能够360度旋转，以保证所述待试验件的任意姿态安装。

2.如权利要求1所述的航空发动机锥齿轮的试验装置，其特征在于，所述试验台驱动端包括驱动机构、第一联轴器、增速箱和第二联轴器，所述驱动机构通过所述第一联轴器与所述增速箱的输入轴相连，所述增速箱的输出轴通过所述第二联轴器与所述待试验件的输入轴连接。

3.如权利要求2所述的航空发动机锥齿轮的试验装置，其特征在于，所述试验台加载端包括加载机构、第三联轴器、减速箱和第四联轴器，所述待试验件的输出轴通过所述第三联轴器与所述减速箱的输入轴连接，所述减速箱的输出轴通过所述第四联轴器和所述加载机构相连，所述待试验件的输出轴经所述减速箱减速后由所述加载机构提供负载。

4.如权利要求3所述的航空发动机锥齿轮的试验装置，其特征在于，所述试验台加载端还设置有一减速箱安装架，所述减速箱安装架固定在所述试验装置平台上，所述减速箱安装在所述减速箱安装架内。

5.如权利要求4所述的航空发动机锥齿轮的试验装置，其特征在于，所述减速箱水平地安装在所述减速箱安装架内。

6.如权利要求5所述的航空发动机锥齿轮的试验装置，其特征在于，所述减速箱绕所述减速箱安装架上的支点旋转，且旋转范围为0-360度。

7.如权利要求6所述的航空发动机锥齿轮的试验装置，其特征在于，所述减速箱安装架内设置有一圆环形支架，所述减速箱安装在所述圆环形支架内，且沿所述圆环形支架旋转。

8.如权利要求6所述的航空发动机锥齿轮的试验装置，其特征在于，所述减速箱安装架上的支点与所述减速箱的输出轴同心。

9.如权利要求3所述的航空发动机锥齿轮的试验装置，其特征在于，所述驱动机构为驱动电机，所述加载机构为加载电机。

10.如权利要求1所述的航空发动机锥齿轮的试验装置，其特征在于，所述试验装置平台采用电功率封闭结构。

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