一种基于旋转激励的机匣动柔度试验装置与方法制造方法及图纸

本申请属于航空发动机试验领域，特别涉及一种基于旋转激励的机匣动柔度试验装置与方法，其包括：转子，转子的两端面轴心处具有短轴，所述短轴分别通过轴承固定于分布于转子两端的端盖上；两个端盖的边缘之间、转子的周向安装圆环状的静子，静子的外壁周向安装多个动态力传感器，动态力传感器外侧连接模拟轴承外缸套；转子的一所述短轴通过法兰盘与电主轴连接法兰连接，电主轴连接法兰与电主轴连接；其中，转子具有多个周向均匀分布的螺纹孔，至少一个所述螺纹孔安装螺钉，该试验装置可以实现对旋转激振力的实时测量，通过测量机匣各测点产生的振动响应，可以准确的获得机匣动柔度。可以准确的获得机匣动柔度。可以准确的获得机匣动柔度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于旋转激励的机匣动柔度试验装置与方法


[0001]本申请属于航空发动机试验领域，特别涉及一种基于旋转激励的机匣动柔度试验装置与方法。

技术介绍

[0002]为了获得全静子机匣各支点径向动柔度，需要对机匣各支点施加激振力，测量所加激振力及机匣各测点的振动响应。已有的与本专利技术最相近的实现方案如下：
[0003]方案1设计了一种无联轴器旋转激振器，如图1所示。它由转轴、电机壳体、振动传感器、法兰、偏心轮壳体、配重块、偏心轮、通孔、偏心轮端盖、腔室和电机转子组件组成。在偏心轮上安装配重块，偏心轮随着转轴转动，产生径向激振力。该方案通过法兰与机匣轴承座安装边连接，容易引入附加弯矩。
[0004]方案2(一种发动机全静子支点动刚度试验激振力加载装置CN 109211497 A)设计了一种带联轴器的旋转激振器。试验中，将激振器安装在机匣轴承座处，通过外部的电主轴带动偏心质量旋转对机匣轴承座施加旋转激励。相对于方案1更符合实际工况中转子不平衡激励的传递路径。
[0005]上述两种方案可以模拟发动机实际工作时所受旋转动载荷，但均无法对所施加的旋转激振力进行实时测量，因此也无法获得试验件的动柔度；
[0006]上述两种方案虽然可以对机匣施加旋转激振力，但无法对所施加的激振力进行实时测量，在动柔度计算时会缺少激振力幅值及相位信息，无法获得动柔度值。其中，方案1通过法兰与机匣安装边连接，会对机匣安装边局部产生附加弯矩，该方法的偏心轮在旋转过程中产生的不平衡力以及振动响应会通过转轴作用在电机定转子组件上，进而对电机转速稳定性以及电机寿命产生影响。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本申请提供了一种旋转激振装置，包括：
[0008]转子，转子的两端面轴心处具有短轴，所述短轴分别通过轴承固定于分布于转子两端的端盖上；两个端盖的边缘之间、转子的周向安装圆环状的静子，静子的外壁周向安装多个动态力传感器，动态力传感器外侧连接模拟轴承外缸套；
[0009]其中，电主轴能够提供扭矩；
[0010]转子的一所述短轴通过法兰盘与电主轴连接法兰连接，电主轴连接法兰与电主轴连接；
[0011]其中，转子具有多个周向均匀分布的螺纹孔，至少一个所述螺纹孔安装螺钉，通过非均匀设置所述螺钉使转子具有偏心质量。
[0012]优选的是，法兰盘与电主轴连接法兰之间通过多个传扭销连接，法兰盘与传扭销之间为间隙配合。
[0013]优选的是，所述螺钉包括两个，沿转子中心对称分布。
[0014]优选的是，动态力传感器的数量为4个，分别在角向位置为3点、6点、9点和12点方向布置。
[0015]优选的是，端盖在所述螺纹孔对应位置具有安装孔，用于螺钉与螺纹孔的安装与拆卸。
[0016]优选的是，电主轴安装在位置调节装置上，所述位置调节装置包括：台架，定位圆筒以及螺杆，试验用上圆筒；电主轴通过试验用上圆筒与定位圆筒同轴连接，定位圆筒安装在台架具有的第一支臂与第二支臂上，第一支臂与第二支臂分别具有轴向通孔，螺杆穿过所述通孔，螺杆两端通过螺母固定，位于第一支臂与第二支臂的所述螺杆固定安装有转接段，转接段通过调节销与定位圆筒固定连接，通过调整所述螺杆的轴向位置来调整定位圆筒的轴向位置。
[0017]优选的是，螺杆包括通过螺母与第一支臂连接的第一螺杆，通过螺母与第二支臂连接的第二螺杆，转接段连接第一螺杆与第二螺杆。
[0018]一种旋转激振力的测量方法，采用上述旋转激振装置进行试验，包括：
[0019]步骤S1：将所述旋转激振装置安装在机匣轴承座位置；将机匣轴承座位置安装振动传感器；在机匣预设目标位置安装振动传感器；
[0020]步骤S2：通过旋转激振装置的动态力传感器获取机匣轴承座位置的旋转激振力F，通过机匣轴承座位置的振动传感器获取机匣轴承座位置的振动响应；通过机匣预设目标位置的振动传感器获取机匣预设目标位置的振动响应；
[0021]步骤S3：通过旋转激振力F获取机匣轴承座振动响应与旋转激振力之间的相位差，通过旋转激振力F获取机匣预设目标位置振动响应与旋转激振力之间的相位差；
[0022]步骤S4：确定预设目标位置的动柔度。
[0023]优选的是：所述预设目标位置包括机匣外涵位置、机匣主安装节位置或者机匣辅助安装节位置。
[0024]优选的是：振动响应包括响应幅值与响应角频率。
[0025]本申请的优点包括：
[0026](1)激振力实时反馈式旋转激振装置设计
[0027]本专利技术设计了一种旋转激励试验装置，该试验装置可以实现对旋转激振力的实时测量，通过测量机匣各测点产生的振动响应，可以准确的获得机匣动柔度。同时本专利技术所设计的激振器可以安装在机匣轴承座上，通过锁紧螺母进行固定，更符合发动机实际工作时，转子的安装状态，不会引入附加弯矩。本专利技术中的电机与激振器为分体结构，通过设计中间连接装置，可以保证激振器产生的激振力不会对电机产生影响。
[0028](2)动柔度测试方法
[0029]由于本专利技术能实时测量旋转激振力，通过合理布置振动传感器，能够获取实时的激振力和振动信号，进而完整的获取动柔度测试所需的激振力及其旋转相位、振动响应等全面的测量值。通过理论推导，得到动柔度的测试结果处理方法。
附图说明
[0030]图1是旋转激振装置剖视图；
[0031]图2是旋转激振装置正视图；
[0032]图3是旋转激振装置安装示意图；
[0033]图4是旋转激振装置传给轴承外缸套的激振力分析示意图；
[0034]其中，1
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定位圆筒，2
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第一螺杆，3
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台架，4
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转接段，5
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第二螺杆，6
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固定圆环，7
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试验用上圆筒，8
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调节销，9
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电主轴，10
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激励装置，11
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模拟轴承外缸套，12
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动态力传感器，13
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预紧件，14
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静子，15
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端盖，15
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法兰盘，17
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圆盘，18
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转子，19
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轴承，20
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键，21
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传扭销，22
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电主轴连接法兰，31
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第一支臂，32
‑
第二支臂。
具体实施方式
[0035]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方式中的附图，对本申请实施方式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。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转激振装置，其特征在于，包括：转子(18)，转子(18)的两端面轴心处具有短轴，所述短轴分别通过轴承(19)固定于分布于转子(18)两端的端盖(15)上；两个端盖(15)的边缘之间、转子(18)的周向安装圆环状的静子(14)，静子(14)的外壁周向安装多个动态力传感器(12)，动态力传感器(12)外侧连接模拟轴承外缸套(11)；转子(18)的一所述短轴通过法兰盘(16)与电主轴连接法兰(22)连接，电主轴连接法兰(22)与电主轴(9)连接；其中，转子(18)具有多个周向均匀分布的螺纹孔，至少一个所述螺纹孔安装螺钉。2.如权利要求1所述的旋转激振装置，其特征在于，法兰盘(16)与电主轴连接法兰(22)之间通过多个传扭销(21)连接，法兰盘(16)与传扭销(21)之间为间隙配合。3.如权利要求1所述的旋转激振装置，其特征在于，电主轴(9)安装在位置调节装置上，所述位置调节装置包括：台架(3)，定位圆筒(1)以及螺杆，试验用上圆筒(7)；电主轴(9)通过试验用上圆筒(7)与定位圆筒(1)同轴连接，定位圆筒(1)安装在台架(3)具有的第一支臂(31)与第二支臂(32)上，第一支臂(31)与第二支臂(32)分别具有轴向通孔，螺杆穿过所述通孔，螺杆两端通过螺母固定，位于第一支臂(31)与第二支臂(32)的所述螺杆固定安装有转接段(4)，转接段(4)通过调节销(8)与定位圆筒(1)固定连接，通过调整所述螺杆的轴向位置来调整定位圆筒(1)的轴向位置。4.如权利要求3所述的旋转激振装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培元，苏军，李成刚，高强，安中彦，刘伟强，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：