压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损试验台及方法技术

本发明专利技术属于航空发动机技术领域，公开了压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损试验台及方法。该试验台主要由动力驱动系统、静子叶片调节系统、传感测试系统和底座组成。本发明专利技术考虑了航空发动机压气机静子叶片调节机构的工作情况以及各构件的运动关系，可以反映发动机静子叶片调节机构运动副的摩擦磨损规律；本发明专利技术还可以研究运动副材料、间隙、连杆长度、叶片质量等参数对压气机静子叶片调节机构的运动副摩擦系数以及磨损量的影响；同时被测运动副和与其连接的连杆上分别加工了凸台与凹槽，拆卸方便，便于研究参数改变时反复更换运动副；本发明专利技术可以同时测量压气机静子叶片调节机构运动副的摩擦系数与磨损量，降低了实验成本，缩短了实验周期。缩短了实验周期。缩短了实验周期。

【技术实现步骤摘要】
压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损试验台及方法


[0001]本专利技术属于航空发动机
，涉及一种用于研究压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损的试验台及测试方法。

技术介绍

[0002]压气机静子叶片调节机构是现代航空发动机的重要组成结构，其主要作用是根据不同工作状态的需求，通过改变气流通道的形状、尺寸等改变发动机热力循环特性，使发动机在各种工作状态下都具有良好的性能和工作稳定性。压气机静子叶片调节机构对提高发动机性能、经济性及飞行器机动飞行能力等方面起到重要作用，在现代航空发动机中广泛使用。
[0003]航空发动机压气机静子叶片调节机构是由多级串并联机构组成的复杂机械系统，运动副远多于其他类型运动机构。在工程实际应用中，国内外多个型号的航空发动机研制和使用过程中，静子叶片调节机构的运动副出现过多起阻滞力过大、卡滞、调节精度低等问题，严重影响发动机安全。
[0004]现有的摩擦磨损试验台未考虑航空发动机压气机静子叶片调节机构的工作情况以及各构件的运动关系，因此，无法反映航空发动机压气机静子叶片调节机构运动副的真实情况。为实现以上目标，需要设计一种考虑航空发动机压气机静子叶片调节机构结构特点的摩擦磨损试验台，并研究其尺寸、装配、材料参数对运动副摩擦磨损的影响规律，以避免卡滞、调节精度低等问题的发生。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损试验台及其测试方法。在结构方面，本专利技术是航空发动机压气机静子叶片调节机构的一种简化模型；被测运动副与连杆设计为凸台与凹槽的配合方式，在保证约束相对转动自由度的同时，实现了便于拆卸的特点；该试验台可同时测量运动副的摩擦系数与磨损量；在此基础上，可实现分析运动副材料、间隙、连杆长度、叶片质量等参数对压气机静子叶片调节机构的运动副摩擦系数以及磨损量的影响。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损试验台，所述的试验台包括动力驱动系统、静子叶片调节系统、传感测试系统和底座；所述动力驱动系统包括直线电机、驱动器支座、一号液压杆和二号液压杆；所述静子叶片调节系统包括一号连杆、二号连杆、三号连杆、衬套A、衬套B、销轴A、销轴B、摇臂、静子叶片、叶片轴以及连杆滑轨；所述测试传感系统包括力传感器、编码器、天平；所述底座用于固定驱动器支座、叶片轴以及连杆滑轨；其中叶片轴可以在底座上转动；
[0008]所述直线电机固定在驱动器支座上，用于为静子叶片调节系统提供驱动力；直线电机依次将驱动力传递给二号液压杆、一号液压杆、一号连杆、二号连杆；所述二号连杆为L
型；二号连杆的折点端在连杆滑轨上滑动，并将带动三号连杆与摇臂摆动；摇臂通过叶片轴来实现静子叶片的旋转；
[0009]所述衬套、销轴组成被测运动副，共有两组，一组安装在三号连杆与摇臂之间，其中衬套A固定在摇臂上，并设有凹槽，用于与摇臂上加工的凸台配合，约束二者的相对转动；销轴A固定在三号连杆上，销轴上加工有凸台，用于与三号连杆上加工的凹槽配合；凸台与凹槽配合的设计保证了转动自由度的约束，同时便于拆卸；
[0010]另一组被测运动副安装在一号连杆与二号连杆之间，其中衬套B固定在一号连杆上，并设有凹槽，用于与一号连杆上加工的凸台配合，约束二者的相对转动；销轴B固定在二号连杆上，销轴上加工有凸台，用于与二号连杆上加工的凹槽配合；凸台与凹槽配合的设计保证了转动自由度的约束，同时便于拆卸；
[0011]所述力传感器有两个，一个安装在一号液压杆与二号液压杆之间，另一个安装在二号连杆与三号连杆之间，用于杆间拉、压力的测量；所述编码器有两个，分别用于测量一号连杆的摆角与摇臂的摆角。
[0012]进一步地，上述静子叶片调节系统，模拟航空发动机压气机静子叶片调节机构中的一级，其中被测运动副受力与运动方式均模拟航空发动机压气机静子叶片调节机构的运动副。
[0013]本专利技术的有益效果：
[0014]本专利技术与现有摩擦磨损试验台相比，考虑了航空发动机压气机静子叶片调节机构的工作情况以及各构件的运动关系，可以反映发动机静子叶片调节机构运动副的摩擦磨损规律；本专利技术还可以研究运动副材料、间隙、连杆长度、叶片质量等参数对压气机静子叶片调节机构的运动副摩擦系数以及磨损量的影响；同时被测运动副和与其连接的连杆上分别加工了凸台与凹槽，拆卸方便，便于研究参数改变时反复更换运动副；本专利技术可以同时测量压气机静子叶片调节机构运动副的摩擦系数与磨损量，降低了实验成本，缩短了实验周期。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实验台的系统组成；
[0016]图2为本专利技术的压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损试验台结构示意图；
[0017]图3为本专利技术的被测运动副A结构示意图；
[0018]图4为本专利技术的被测运动副B结构示意图；
[0019]图5为本专利技术的衬套结构示意图；
[0020]图6为本专利技术的一号连杆结构示意图；
[0021]图7为本专利技术的销轴结构示意图；
[0022]图8为本专利技术的二号连杆结构示意图；
[0023]图9为本专利技术的三号连杆结构示意图；
[0024]图10为本专利技术的摇臂的结构示意图；
[0025]图11为本专利技术的摩擦系数测试方法示意图；
[0026]图中：1二号连杆；2一号连杆；3一号液压杆；4二号液压杆；5直线电机；6驱动器支座；7力传感器；8三号连杆；9底座；10摇臂；11静子叶片；12叶片轴；13衬套A；14衬套B；15连杆滑轨；16销轴A；17销轴B。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和技术方案，进一步说明本专利技术的具体实施方式。
[0028]如图1、2所示，一种压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损试验台，主要由动力驱动系统、静子叶片调节系统、传感测试系统和底座10组成；所述动力驱动系统包括直线电机5、驱动器支座6、一号液压杆3和二号液压杆4；所述静子叶片调节系统包括一号连杆2、二号连杆1、三号连杆8、衬套A13、衬套B14、销轴A16、销轴B17、摇臂10、静子叶片11、叶片轴12以及连杆滑轨15；所述测试传感系统包括力传感器7、编码器、天平；所述底座9用于固定驱动器支座6、叶片轴12以及连杆滑轨15；其中叶片轴12可以在底座9上转动；
[0029]所述直线电机6固定在驱动器支座7上，用于为静子叶片调节系统提供驱动力；直线电机依次将驱动力传递给二号液压杆4、一号液压杆3、一号连杆2、二号连杆1；二号连杆1在连杆滑轨15上滑动，并将带动三号连杆8与摇臂10摆动；摇臂10通过叶片轴12来实现静子叶片11的旋转；
[0030]如图3所示，所述衬套A13、衬套B14、销轴A16、销轴B17组成被测运动副，共有两组，一组安装在三号连杆8与摇臂10之间，其中衬套A13固定在摇臂10上，并设有凹槽，用于与摇臂10上加工的凸台配合，约束二者的相对转动，如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压气机静子叶片调节机构运动副摩擦磨损试验台，其特征在于，所述的试验台包括动力驱动系统、静子叶片调节系统、传感测试系统和底座(9)；所述动力驱动系统包括直线电机(5)、驱动器支座(6)、一号液压杆(3)和二号液压杆(4)；所述静子叶片调节系统包括一号连杆(2)、二号连杆(1)、三号连杆(8)、衬套A(13)、衬套B(14)、销轴A(16)、销轴B(17)、摇臂(10)、静子叶片(11)、叶片轴(12)以及连杆滑轨(15)；所述测试传感系统包括力传感器(7)、编码器、天平；所述底座(9)用于固定驱动器支座(6)、叶片轴(12)以及连杆滑轨(15)；其中叶片轴(12)可以在底座(9)上转动；所述直线电机(5)固定在驱动器支座(6)上，用于为静子叶片调节系统提供驱动力；直线电机依次将驱动力传递给二号液压杆(4)、一号液压杆(3)、一号连杆(2)、二号连杆(1)；所述二号连杆(1)为L型；二号连杆(1)的折点端在连杆滑轨(15)上滑动，并将带动三号连杆(8)与摇臂(10)摆动；摇臂(10)通过叶片轴(12)来实现静子叶片(11)的旋转；所述衬套、销轴组成被测运动副，共有两组，一组安装在三号连杆(8)与摇臂(10)之间，其中衬套A(13)固定在摇臂(10)上，并设有凹槽，用于与摇臂(10)上加工的凸台配合，约束二者的相对转动；销轴A(16)固定在三号连杆(8)上，销轴上加工有凸台，用于与三号连杆(8)上加工的凹槽配合；凸台与凹槽配合的设计保证了转动自由度的约束，同时便于拆卸；另一组被测运动副安装在一号连杆(2)与二号连杆(1)之间，其中衬套B(14)固定在一号连杆上，并设有凹槽，用于与一号连杆上加工的凸台配合，约束二者的相对转动；销轴B(17)固定在二号连杆上，销轴B(17)上加工有凸台，用于与二号连杆上加工的凹槽配合；凸台与凹槽配合的设计保证了转动自由度的约束，同时便于拆卸；所述力传感器(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗忠，李雷，杨洪朋，何凤霞，孙永航，阎晓璐，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：