大风扇叶片包容试验轮盘限位装置的制作方法

本申请属于航空发动机中的包容性试验装置技术领域，特别涉及一种大风扇叶片包容试验轮盘限位装置。

背景技术：

关于军、民航空发动机规范都无一例外的具有包容性的相关要求，内容也都基本相同，概括的说就是单个叶片在榫头以外截面断裂后应被包容。在发动机取证要求的整机包容试验前，需要进行足够的机匣包容能力的验证，试验器条件下的包容试验是验证机匣包容性的有效和必要的手段。大风扇叶片包容试验由于飞出叶片质量大，叶片飞出对机匣产生的冲击载荷以及转子不平衡力巨大，需要可靠的防护设计，以避免试验转子的飞出坠落。另外，为了试验条件下的包容试验更具代表性，要求叶片飞失后的转子径向位移与发动机条件下叶片飞失的转子径向位移一致。附图1为现有技术中试验条件下大风扇叶片包容试验装置示意图。

现有的试验转子限位设置主要是驱动轴、转接段处安装的限位锥筒、限位直筒，限位锥筒或限位直筒分别与转接段或驱动轴之间留有间隙，使得试验转子正常运行时不发生碰撞与摩擦，有起到限位的作用。

现有技术会存在如下缺点：限位装置均在转子质心的上部，叶片飞失后不平衡力会以限位装置为支点形成对转子系统的弯矩，弯矩会导致转子系统薄弱连接环节断裂(如驱动轴、转接段薄壁处)，从而导致试验转子坠落，影响机匣包容叶片试验结果的有效性；包容试验成本高昂，试验后得不到有效试验结果会造成很大的成本损失；试验的失败，影响试验效率。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种大风扇叶片包容试验轮盘限位装置，以解决现有限位装置会对试验转子系统产生较大的弯矩，限位效果差的问题，并避免试验转子系统发生断裂，试验转子坠落的问题。

本申请的技术方案是：

一种大风扇叶片包容试验轮盘限位装置，包括驱动轴以及所述驱动轴一端同轴连接的转接段，所述转接段连接环状的试验转子，所述驱动轴同轴套设有限位直筒，所述转接段套设有限位锥筒，所述限位直筒与所述限位锥筒分别固定连接在机匣固定板上；

本申请提供的大风扇叶片包容试验轮盘限位装置还包括第一柱体、第二柱体及支撑结构，所述第一柱体与所述第二柱体同轴连接，所述第一柱体的直径小于所述第二柱体的直径，所述第一柱体同轴伸入所述试验转子的内环，所述第一柱体的直径略小于所述试验转子的内径，以保证所述第一柱体对所述试验转子径向上的限制，所述第二柱体的直径大于所述试验转子的内径，所述第二柱体与所述试验转子在轴向上的距离大于零，所述第二柱体固定连接所述支撑结构，所述支撑结构密封且固定连接在真空舱底上。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第一柱体的外壁面上固定套设有薄壁铝环，该薄壁铝环的外径小于所述试验转子的内径。

根据本申请的至少一个实施方式，所述支撑结构包括：

大直径钢管，所述大直径钢管一端同轴固定连接所述第二柱体，另一端连接所述真空舱底；

小直径钢管，所述小直径钢管斜支撑固定连接在所述第二柱体与所述真空舱底之间。

根据本申请的至少一个实施方式，所述大直径钢管的另一端设置有一个加强板，所述加强板的轴心延伸有一个凸台状的伸出端，所述真空舱底上开设有与所述伸出端匹配的孔，所述伸出端通过密封胶垫设置在所述孔内，所述加强板与所述真空舱底上采用螺栓连接。

根据本申请的至少一个实施方式，所述螺栓有8个，均匀且周向的分布在所述加强板上，为了保证连接的可靠性，采用的是高强度螺栓。

本申请至少存在以下有益技术效果：

本申请提供的大风扇叶片包容试验轮盘限位装置解决了限位装置的限位效果差的问题，并能够避免试验转子意外断裂，防止其坠落的问题。

附图说明

图1是现有技术试验中试验条件下大风扇叶片包容试验装置示意图；

图2是本申请提供的大风扇叶片包容试验轮盘限位装置整体工作效果示意图；

图3是本申请提供的大风扇叶片包容试验轮盘限位装置的结构示意图。

其中：

1-驱动轴，2-转接段，3-试验转子，4-限位直筒，5-限位锥筒，6-机匣固定板，7-机匣；

11-第一柱体，12-第二柱体，13-大直径钢管，14-小直径钢管，15- 真空舱底，16-加强板，17-密封胶垫，18-伸出端，19-螺栓，20-薄壁铝环。

具体实施方式

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例中的附图，对本申请实施例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。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。

本申请的是一种大风扇叶片包容试验轮盘限位装置，如图1所示，现有技术中包括驱动轴1以及所述驱动轴1一端同轴连接的转接段2，所述转接段2连接环状的试验转子3，所述驱动轴1同轴套设有限位直筒4，所述转接段2外套设有限位锥筒5，所述限位直筒4与所述限位锥筒5分别固定连接在机匣固定板6上，在最外侧的是机匣7。

本申请提供的大风扇叶片包容试验轮盘限位装置，如图2与图3所示，包括第一柱体11、第二柱体12及支撑结构，所述第一柱体11与所述第二柱体12同轴连接，所述第一柱体11的直径小于所述第二柱体12的直径，所述第一柱体11同轴伸入所述试验转子3的内环，所述第一柱体11的直径略小于所述试验转子3的内径(即二者之间并未接触，从而不会影响叶片包容试验，又保证所述第一柱体11起到对所述试验转子3径向上的限制)，所述第二柱体12的直径大于所述试验转子3的内径，所述第二柱体12与所述试验转子3在轴向上的距离大于零(同样说明二者之间并未接触，从而不会影响叶片包容试验)，所述第二柱体12固定连接所述支撑结构，该支撑结构密封、固定连接在真空舱底15上。

在本实施例中，第一柱体11与第二柱体12组成凸台结构，第一柱体 11在试验转子3的内环，第一柱体11起到径向的限位要求，第二柱体12与第一柱体11之间的台阶(第二柱体12)轴向上起到限制作用，能够阻挡试验转子3的坠落。第一柱体11与第二柱体12可以是一个整体结构，还可以是组合结构。第二柱体12与支撑结构采用焊接方式连接，作为本领域的技术人员可知，还可以采用螺栓连接等其他固定连接方式。

在一些可选的实施方式中，如图3所示，所述第一柱体11的外壁面上固定套设有薄壁铝环20，该薄壁铝环20的外径小于所述试验转子3的内径，即薄壁铝环20与试验转子3之间留有间隙，防止产生摩擦甚至限制试验转子3的转动。采用薄壁铝环20能够降低限位过程中对该轮盘限位装置的冲击力。

在一些可选的实施方式中，所述支撑结构包括：

大直径钢管13，所述大直径钢管13一端同轴固定连接所述第二柱体 12，另一端连接所述真空舱底15；

小直径钢管14，所述小直径钢管14斜支撑固定连接在所述第二柱体 12与所述真空舱底15之间。

在本实施例中，采用的是50mm壁厚的大直径钢管11，并采用壁厚 10mm的小直径钢管斜支撑固定第二柱体12，斜支撑的连接使得整体个装置具备足够的抗弯能力，并具有一定的弹性，以模拟发动机条件下的转子径向位移变化。

在一些可选的实施方式中，所述大直径钢管13的另一端设置有一个加强板16，所述加强板16的轴心延伸有一个凸台状的伸出端18，所述真空舱底15上开设有与所述伸出端18匹配的孔，所述伸出端18通过密封胶垫17设置在所述孔内，所述加强板16与所述真空舱底15上采用螺栓19连接。为了保证连接的可靠性，所述螺栓19采用的是高强度螺栓，在真空舱底15上开孔用来安装伸出端18能够保证足够的横向承载能力，并采用密封胶垫17来保证密封性，并采用高强度螺栓来连接加强板16与真空舱底15。

如图3所示，在一些可选的实施方式中，所述高强度螺栓有8个，均匀、周向的分布在所述加强板16上。采用M24的高强度螺栓，保证连接螺栓的强度，周向且均匀的分布保证高强度螺栓能够充分压紧伸出端18至所述真空舱底15上的孔，并设有密封胶垫17，保证了其密封性。

本申请提供的大风扇叶片包容试验轮盘限位装置解决了限位装置的限位效果差的问题，能够保证对试验转子径向与轴向的限位，并避免试验转子因意外断裂、发生坠落的问题。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。