CN215338899U - 用于压气机试验的转子动平衡装置以及压气机试验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于压气机试验的转子动平衡装置以及压气机试验平台，涉及压气机技术领域，其中的转子动平衡装置包括：第一配重装置、第一配重件、第二配重装置和第二配重件；第一配重装置用于与试验件转子的前部可拆卸连接，设置有用于安装第一配重件的第一配重孔；第二配重装置用于与试验件转子的后部可拆卸连接，设置有用于安装第二配重件的第二配重孔。本实用新型的转子动平衡装置以及压气机试验平台，转子动平衡装置拆装方便，提高了动平衡试验的效率；可以使用小角度间隔的配重孔，提高了动平衡的灵敏度高以及精度；无需将试验件下台分解，在试验台上即可完成高速动平衡调整，可以减少试验件整机振动，确保试验顺利开展。

Description

用于压气机试验的转子动平衡装置以及压气机试验平台

技术领域

本实用新型涉及压气机技术领域，尤其涉及一种用于压气机试验的转子动平衡装置以及压气机试验平台。

背景技术

压气机作为航空发动机、燃气轮机等的核心部件之一，其参数直接影响航空发动机、燃气轮机等的性能。旋转的机械转子的不平衡量是衡量其装配状态的重要参数，直接影响了旋转机械运转时的振动情况，需要严格控制。目前，通常在压气机的装配过程中进行试验件转子动平衡以控制转子剩余不平衡量，由于平衡设备的工作条件所限，对于试验件转子一般仅能进行低速动平衡。低速动平衡可以从工程运用角度反映试验件转子的动平衡状态，但是与试验件高速动平衡状态有一定差异，一旦这种差异在试验件运转到高状态时体现出来，试验件整体表现为振动增大。因此，试验将无法继续正常开展，进而影响压气机的转子以及压气机整机的质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的一个技术问题是提供一种用于压气机试验的转子动平衡装置以及压气机试验平台。

根据本实用新型的第一方面，提供一种用于压气机试验的转子动平衡装置，包括：第一配重装置、第一配重件、第二配重装置和第二配重件；所述第一配重装置用于与试验件转子的前部可拆卸连接，设置有用于安装所述第一配重件的第一配重孔；所述第二配重装置用于与所述试验件转子的后部可拆卸连接，设置有用于安装第二配重件的第二配重孔。

可选地，所述第一配重装置包括：第一平衡盘；所述第一平衡盘用于与所述试验件转子的前端配平面可拆卸连接，在所述第一平衡盘上并沿圆周方向均匀设置有多个第一配重孔。

可选地，所述第一配重件包括：第一自锁螺母和第一配重螺钉；所述第一自锁螺母安装在所述第一配重孔中。

可选地，所述第一自锁螺母的轴线平行或垂直于所述试验件转子的轴线。

可选地，所述第二配重装置包括：第二平衡盘；所述第二平衡盘用于与所述试验件转子的后端配平面可拆卸连接，在所述第二平衡盘上并沿圆周方向均匀设置有多个第二配重孔。

可选地，所述第二配重件包括：第二自锁螺母和第二配重螺钉；所述第二自锁螺母安装在所述第二配重孔中。

可选地，所述第二自锁螺母的轴线平行或垂直于所述试验件转子的轴线。

可选地，所述试验件转子包括：发动机的压气机性能试验件的转子；所述发动机包括：航空发动机。

根据本实用新型的第二方面，提供一种压气机试验平台，包括：压气机性能试验件、压气机试验器排气蜗壳、动力输入轴以及如上的用于压气机试验的转子动平衡装置；所述压气机性能试验件与所述压气机试验器排气蜗壳连接；所述动力输入轴用于与试验件转子连接并传递扭矩；在所述试验件转子的前、后端面分别设置有用于进行动平衡测试的前端配平面和后端配平面；其中，所述转子动平衡装置的第一配重装置和第二配重装置用于分别与所述前端配平面和后端配平面可拆卸连接。

可选地，所述压气机性能试验件包括：依次连接的进气转接段、第一排气转接段、第二排气转接段；所述第二排气转接段的后端面与所述压气机试验器排气蜗壳连接。

可选地，所述排气转接段包括排气机匣，所述排气机匣设置有多个支板，在一个或多个支板内设置装配通道，以使拧紧工装通过所述装配通道安装所述转子动平衡装置的第二配重件。

本实用新型的用于压气机试验的转子动平衡装置以及压气机试验平台，转子动平衡装置拆装方便，提高了动平衡试验的效率；可以使用小角度间隔的配重孔，提高了动平衡的灵敏度高以及精度；可以在压气机性能试验件进入试验状态后，还需要进行动平衡试验的情况下，无需将试验件下台分解，在试验台上即可完成高速动平衡调整，可以减少试验件整机振动，确保试验顺利开展，规避因试验件下台分解、复装带来的周期、成本损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为根据本实用新型的用于压气机试验的转子动平衡装置的一个实施例的与试验件转子的安装示意图；

图2为根据本实用新型的压气机试验平台的一个实施例的示意图；

图3A和3B为根据本实用新型的用于压气机试验的转子动平衡装置的一个实施例的与试验件转子前端的安装示意图，其中，图3B为图3A 中的D向局部视图；

图4A、4B和4C为根据本实用新型的用于压气机试验的转子动平衡装置的一个实施例的与试验件转子后端的安装示意图，其中，图4B为图 4A中的C-C向视图；图4C为图4A中的C1-C1局部剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。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做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。下面结合各个图和实施例对本实用新型的技术方案进行多方面的描述。

下文中的“第一”、“第二”等仅用于描述上相区别，并没有其它特殊的含义。

如图1所示，本实用新型提供一种用于压气机试验的转子动平衡装置，包括第一配重装置、第一配重件、第二配重装置和第二配重件。压气机为燃气涡轮发动机通过高速旋转的叶片对空气做功的部件，试验件为获取高压压气机性能参数而设计的试验件，试验件转子为试验件中的转子组件。压气机试验件可以为发动机、燃气轮机等压气机的试验件，发动机可以为航空发动机等，试验件转子可以为多种试验件转子。

第一配重装置用于与试验件转子010的前部可拆卸连接，可拆卸连接可以为螺纹连接、卡扣连接等。第一配重装置设置有用于安装第一配重件的第一配重孔。第二配重装置用于与试验件转子010的后部可拆卸连接，设置有用于安装第二配重件的第二配重孔。

第一配重装置可以为多种结构，例如，第一配重装置包括第一平衡盘11，第一平衡盘11用于与试验件转子010的前端配平面可拆卸连接，在第一平衡盘11上并沿圆周方向均匀设置有多个第一配重孔。第一配重件可以为多种配重件，例如，第一配重件包括第一自锁螺母和第一配重螺钉12，第一自锁螺母安装在第一配重孔中，第一自锁螺母的轴线平行或垂直于试验件转子010的轴线。可以使用小角度间隔的第一配重孔，提高动平衡试验的灵敏度。

第二配重装置可以为多种结构。例如，第二配重装置包括第二平衡盘21，第二平衡盘21用于与试验件转子010的后端配平面可拆卸连接，在第二平衡盘21上并沿圆周方向均匀设置有多个第二配重孔。第二配重件可以为多种配重件，例如，第二配重件包括第二自锁螺母和第二配重螺钉22。第二自锁螺母安装在第二配重孔中，第二自锁螺母23的轴线平行或垂直于试验件转子010的轴线。可以使用小角度间隔的第二配重孔，提高动平衡试验的灵敏度。

在对试验件转子010进行试验时，如果压气机性能试验件进入试验状态后，不仅需要完成气动试验等，还需要进行动平衡试验，则无需将试验件下台分解，在试验台上即可完成高速动平衡调整，可以减少试验件的振动，确保试验顺利开展。在试验件转子010的前端配平面、后端配平面上通过螺钉或螺栓安装第一平衡盘11和第二平衡盘21，将重量合适的第一配重螺钉12、第二配重螺钉22安装于与合适的周向配重角度相对应的第一自锁螺母、第二自锁螺母内。动力输入轴060与试验件转子010连接，根据转子动平衡的力学原理，在动力输入轴060带动试验件转子010旋转的过程中，进行动平衡试验。在动平衡试验中，可以通过调节第一配重螺钉12、第二配重螺钉22的数量以及安装位置，进行精确的平衡量调整。

在一个实施例中，如图2所示，本实用新型提供一种压气机试验平台，包括压气机性能试验件、压气机试验器排气蜗壳050、动力输入轴 060以及如上任一实施例中的用于压气机试验的转子动平衡装置。压气机性能试验件与压气机试验器排气蜗壳050连接，动力输入轴060用于与试验件转子010连接并传递扭矩。在试验件转子010的前、后端面分别设置有用于进行动平衡测试的前端配平面A和后端配平面B；其中，转子动平衡装置的第一配重装置和第二配重装置用于分别与前端配平面 A和后端配平面B可拆卸连接。

压气机性能试验件可以为现有的多种结构，例如，压气机性能试验件包括依次连接的进气转接段020、第一排气转接段030、第二排气转接段040。第二排气转接段040的后端面与压气机试验器排气蜗壳050连接。动力输入轴060与试验件转子010连接并传递扭矩，并与稳压箱090 相连。

如图2、3A和3B所示，第一平衡盘11通过螺栓连接在试验件转子 010的前端，即位于前端配平面A。在第一平衡盘11的盘缘处沿周向均布18个第一配置孔，第一配重孔为螺纹孔，在18个螺纹孔内都预先安装第一自锁螺母13，即第一自锁丝套。当试验件转子101的不平衡量主要体现在转子前端时，则按以下步骤进行转子配平：

步骤11，分解稳压箱090与进气转接段020之间的连接，将试验件与稳压箱090脱开。

步骤12，分解进气段内环组件70，对于试验件转子010的前端配平面A留出操作空间。

步骤13，分解前挡板14，根据计算得出的不平衡量以及合适的角向位置，在位于第一平衡盘11上的对应的第一自锁螺母13中拧入第一配重螺钉12，直至试验件转子010的不平衡量满足使用要求。

如图4A至4C所示，在第二平衡盘21的轮缘处周向均布36个第二配重孔，第二配重孔为螺纹孔，每个螺纹孔内预先安装第二自锁螺母23，即第二自锁丝套。排气机匣24设置有8个支板26，其中的一个支板为空心支板，其余的支板为实心支板。可以在一个或多个支板26内设置装配通道25，以使拧紧工装30通过装配通道25安装转子动平衡装置的第二配重件，即第二配重螺钉22。当试验件转子010的不平衡量主要体现在转子后端时，则按以下步骤进行转子配平：

步骤21，分解动力输入轴060，将试验件转子010与动力输入轴060 脱开。

步骤22，通过旋转后轴颈080使得试验件转子010轻轻转动，根据计算得出的不平衡量以及合适的角向位置，将与此角向位置对应的第二自锁螺母23转动至空心支板处。

步骤23，使用拧紧工装30，通过空心支板提供的装配通道25，将第二配重螺钉22通过拧紧工装30拧入第二平衡盘21上的第二自锁螺母 23中，直至试验件转子010的不平衡量满足使用要求。

上述实施例提供的用于压气机试验的转子动平衡装置以及压气机试验平台，转子动平衡装置拆装方便，提高了动平衡试验的效率；可以使用小角度间隔的配重孔，提高了动平衡的灵敏度高以及精度；可以在压气机性能试验件进入试验状态后，还需要进行动平衡试验的情况下，无需将试验件下台分解，在试验台上即可完成高速动平衡调整，可以减少试验件整机振动，确保试验顺利开展，规避因试验件下台分解、复装带来的周期、成本损失。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (11)

1.一种用于压气机试验的转子动平衡装置，其特征在于，包括：

第一配重装置、第一配重件、第二配重装置和第二配重件；所述第一配重装置用于与试验件转子(010)的前部可拆卸连接，设置有用于安装所述第一配重件的第一配重孔；所述第二配重装置用于与所述试验件转子(010)的后部可拆卸连接，设置有用于安装第二配重件的第二配重孔。

2.如权利要求1所述的用于压气机试验的转子动平衡装置，其特征在于，

所述第一配重装置包括：第一平衡盘(11)；所述第一平衡盘(11)用于与所述试验件转子(010)的前端配平面可拆卸连接，在所述第一平衡盘(11)上并沿圆周方向均匀设置有多个第一配重孔。

3.如权利要求2所述的用于压气机试验的转子动平衡装置，其特征在于，

所述第一配重件包括：第一自锁螺母(13)和第一配重螺钉(12)；所述第一自锁螺母(13)安装在所述第一配重孔中。

4.如权利要求3所述的用于压气机试验的转子动平衡装置，其特征在于，

所述第一自锁螺母(13)的轴线平行或垂直于所述试验件转子(010)的轴线。

5.如权利要求1所述的用于压气机试验的转子动平衡装置，其特征在于，

所述第二配重装置包括：第二平衡盘(21)；所述第二平衡盘(21)用于与所述试验件转子(010)的后端配平面可拆卸连接，在所述第二平衡盘(21)上并沿圆周方向均匀设置有多个第二配重孔。

6.如权利要求5所述的用于压气机试验的转子动平衡装置，其特征在于，

所述第二配重件包括：第二自锁螺母(23)和第二配重螺钉(22)；所述第二自锁螺母(23)安装在所述第二配重孔中。

7.如权利要求6所述的用于压气机试验的转子动平衡装置，其特征在于，

所述第二自锁螺母(23)的轴线平行或垂直于所述试验件转子(010)的轴线。

8.如权利要求1所述的用于压气机试验的转子动平衡装置，其特征在于，

所述试验件转子包括：发动机的压气机性能试验件的转子；所述发动机包括：航空发动机。

9.一种压气机试验平台，其特征在于，包括：

压气机性能试验件、压气机试验器排气蜗壳(050)、动力输入轴(060)以及如权利要求1至8任一项所述的用于压气机试验的转子动平衡装置；

所述压气机性能试验件与所述压气机试验器排气蜗壳(050)连接；所述动力输入轴(060)用于与试验件转子(010)连接并传递扭矩；在所述试验件转子(010)的前、后端面分别设置有用于进行动平衡测试的前端配平面和后端配平面；其中，所述转子动平衡装置的第一配重装置和第二配重装置用于分别与所述前端配平面和后端配平面可拆卸连接。

10.如权利要求9所述的压气机试验平台，其特征在于，

所述压气机性能试验件包括：依次连接的进气转接段(020)、第一排气转接段(030)和第二排气转接段(040)；所述第二排气转接段(040)的后端面与所述压气机试验器排气蜗壳(050)连接。

11.如权利要求10所述的压气机试验平台，其特征在于，

所述排气转接段包括排气机匣，所述排气机匣设置有多个支板(26)，在一个或多个支板内设置装配通道(25)，以使拧紧工装(30)通过所述装配通道安装所述转子动平衡装置的第二配重件。

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