一种压气机试验装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种压气机试验装置，涉及发动机技术领域。所述压气机试验装置包含压气机、机匣、转子驱动轴套，所述压气机试验装置还包含鼓筒轴、封严盘及驱动轴；所述封严盘包含封严腔分割部及连接部，所述封严腔分割部的外圆周设置有篦齿，所述篦齿与所述机匣的内腔形成密封；所述鼓筒轴的一端与所述封严腔分割部连接，另一端连接压气机出口封严盘；所述封严盘的连接部与所述转子驱动轴套的一端固定连接，所述转子驱动轴套的另一端与所述驱动轴连接；所述封严腔分割部将封严腔分割为平衡盘前腔及平衡盘后腔。本发明的有益效果在于：严封腔分隔部将封严腔分割为平衡盘前腔及平衡盘后腔，通过控制两个腔的压力差可以调节整个转子系统所受的轴向力。
【专利说明】
_种压气)机试验装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种压气机试验装置。【背景技术】
[0002]压气机作为发动机的核心部件之一，要求具有高增压比、高效率以使得发动机能获得较高的热效率和单位功率，此外，还要求较高的喘振裕度以适应飞机频繁机动飞行，对通用核心机来说还要考虑通用性要求。由于气流在压气机中的流动是全三维、带粘性的非定常流动，其流动规律相当复杂，迄今为止，人们对叶轮机内气体的流动机理的认识还在不断的发展和完善之中，80年代以来，计算流体力学収得了重大的进展，在叶轮机方面，已从二维无粘分析发展到全三维的粘流分析，并积累了丰富的设计和试验经验。90年代以来，随着计算机技术和计算流体动力学的发展，全三维非定常流场的数值模拟取得很大进展，但离工程实际应用还有一定距离。因此，要完全了解气流在压气机中的真实流场和流动规律、 以及在非设计点处的气动性能，真正解决压气机设计中潜在的问题还得借助于压气机试验和先进的测试手段。
[0003]压气机级数较少或压比较低时，试验器的平衡能力足以满足试验件平衡轴向力的需求时。随着压气机设计技术的不断发展，压气机压比和转速越来越高，压气机试验件的轴向力和临界转速就是不可避免的问题，除了试验器本身的平衡能力外，试验件自身也要具有一定的平衡轴向力的能力，要保证试验件安全可靠的工作，必须平衡试验件的轴向力和调整压气机转子的临界转速，保证试验件的安全运行。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种压气机试验装置，以解决或至少减轻【背景技术】中所存在的至少一处的问题。
[0005]本发明采用的技术方案是:提供一种压气机试验装置，包含压气机、机匣、转子驱动轴套。所述压气机试验装置还包含鼓筒轴、封严盘及驱动轴；
[0006]所述封严盘包含封严腔分割部及连接部，所述封严腔分割部的外圆周设置有篦齿，所述篦齿与所述机匣的内腔形成密封；[〇〇〇7]所述鼓筒轴的一端与所述封严腔分割部连接，另一端连接压气机的出口封严盘；
[0008]所述封严盘的连接部与所述转子驱动轴套的一端固定连接，所述转子驱动轴套的另一端与所述驱动轴连接；
[0009]所述封严腔分割部将封严腔分割为平衡盘前腔及平衡盘后腔。
[0010]优选地，所述压气机试验装置还包含转接轮盘;所述鼓筒轴包含第一鼓筒轴及第二鼓筒轴，所述转接轮盘的一侧连接所述第一鼓筒轴的一端，另一侧连接所述第二鼓筒轴的一端;所述第一鼓筒轴的另一端连接所述压气机;所述第二鼓筒轴的另一端与所述严封腔分隔部连接。
[0011]优选地，所述转接轮盘圆周均布设置有多个调节块，所述调节块以可拆卸方式与所述转接轮盘连接，所述调节块能够在所述转接轮盘的径向伸缩。
[0012]优选地，所述第一鼓筒轴的轴向设置有多个连接法兰，多个所述连接法兰上均设置有连接孔，所述连接孔用于通过连接螺栓连接所述转接轮盘。
[0013]优选地，所述封严盘还包含平衡部，所述平衡部在所述封严腔分割部上向着远离所述篦齿的方向延伸。
[0014]优选地，所述平衡部圆周均布设置有多个调节块，所述调节块以可拆卸方式与所述平衡部的内圆周连接，所述调节块能够在所述平衡部的径向伸缩。
[0015]优选地，所述封严腔分割部的径向设置有内、外双层篦齿，外层的篦齿设置在所述封严腔分割部的外圆周表面，内层的篦齿设置在所述封严腔分割部的侧面，外层的篦齿与内层的篦齿均与所述机匣的内腔形成密封。
[0016]优选地，所述外层的篦齿为倾斜齿，齿数至少设置有4个;所述内层的篦齿设置为平齿，齿数至少设置有4个。[〇〇17]优选地，所述机匣与所述外层的篦齿及内层的篦齿的密封部位均设置有封严涂层。
[0018]本发明的有益效果在于:
[0019]本发明的压气机试验装置通过严封腔分隔部将封严腔分割为平衡盘前腔及平衡盘后腔，通过控制两个腔的压力差可以调节整个转子系统所受的轴向力。
[0020]本发明还设置有转接轮盘，通过改变转接轮盘的安装位置及转接轮盘的质量，可以调节压气机转子的临界转速。【附图说明】
[0021]图1是本发明一实施例的压气机试验装置的结构示意图。
[0022]图2是图1所示的压气机试验装置中封严盘与转接轮盘的安装示意图。
[0023]其中，1-鼓筒轴，2-转接轮盘，3-驱动轴，4-封严盘，5-机匣，41-封严腔分隔部，42-连接部，411-篦齿，412-平衡盘前腔，413-平衡盘后腔，43-平衡部，8-压气机，10-转子驱动轴套，11-第一鼓筒轴，12-第二鼓筒轴。【具体实施方式】[〇〇24]为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0025]在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。
[0026]如图1、图2所示，一种压气机试验装置，包含压气机8、机匣5、转子驱动轴套10,所述压气机试验装置还包含鼓筒轴1、封严盘4及驱动轴3。
[0027]本实施例中所述的转子驱动轴套10为本技术领域中常称的后支点的后轴颈。[〇〇28] 封严盘4包含封严腔分割部41及连接部42,封严腔分割部41的外圆周设置有篦齿 411，篦齿411与机匣5的内腔形成密封。[〇〇29]在本实施例中，封严腔分割部41的径向设置有内、外双层篦齿，外层的篦齿411设置在封严腔分割部41的外圆周表面，内层的篦齿411设置在封严腔分割部41的侧面，外层的篦齿与内层的篦齿均与机匣5的内腔形成密封。其优点在于，有利于形成良好的密封。
[0030]可以理解的是，封严腔分隔部41上设置的篦齿层数及每一层齿的数量可以根据实际情况设定。例如，在一个备选实施例中，封严腔分隔部41上设置有三层篦齿，在封严腔分隔部41的外圆周表面设置有一层篦齿，在封严腔分隔部41的两侧各设置有一层篦齿。
[0031]在本实施例中，所述外层的篦齿411为倾斜齿，齿数至少设置有4个;所述内层的篦齿设置为平齿，齿数至少设置有4个。可以理解的是，外层篦齿上的齿数与内层篦齿上的齿数并不一定相等，其数量可以根据实际情况设定。例如，在一个备选实施例中，外层的篦齿齿数为6个，内层的篦齿齿数为8个。[〇〇32]在本实施例中，机匣5与所述外层的篦齿及内层的篦齿的密封部位均设置有封严涂层。封严涂层是涂覆在飞机(航空)发动机气流通道的间隙部分的涂层。飞机发动机涡轮的径向间隙每增大〇.13毫米，发动机单位耗油量约增加0.5 % ;反之，减少0.25毫米，涡轮效率提高1 %。另外，减少压气机的径向间隙还可以提高发动机的抗喘振能力，从而改善飞行安全性。
[0033]作为发动机的重要技术之一，封严涂层可改善飞机燃气轮机中旋转与固定部件之间的密封性，显著提高发动机的性能。采用在涡轮机与压气机的机匣上制备封严涂层来封闭气体通道，减小间隙，提高热效率。
[0034]理想的封严涂层要求热稳定性强、摩擦系数小、抗氧化性强，用于封严盘与机匣之间封严时，才能在保持最小间隙的同时有效阻止刮擦损伤，达到良好的封严效果。封严涂层大多选用复合材料，主要成分是金属相、非金属相和孔隙。其中金属相具有可喷涂性、结合强度、抗冲蚀性等性能，常用的有镍、钴、铜、铝等及其合金。非金属相提供减磨、抗黏着和自润滑性能，如石墨、聚苯酯、硅藻土等。[0〇35]鼓筒轴1的一端与封严腔分割部41连接，另一端连接压气机8的出口封严盘；[〇〇36] 封严盘4的连接部42与转子驱动轴套10的一端固定连接，转子驱动轴套10的另一端与驱动轴3连接;在本实施例中，连接部42与封严腔分隔部41 一体成型，连接部42从封严腔分隔部41的侧面向外伸出。[〇〇37] 封严腔分割部41将封严腔分割为平衡盘前腔412及平衡盘后腔413。通过控制两个腔的压力差可以调节整个转子系统所受的轴向力。
[0038]在本实施例中，压气机试验装置还包含转接轮盘2;鼓筒轴1包含第一鼓筒轴11及第二鼓筒轴12,转接轮盘2的一侧连接第一鼓筒轴11的一端，另一侧连接第二鼓筒轴12的一端;第一鼓筒轴11的另一端连接压气机8;第二鼓筒轴12的另一端与严封腔分隔部42连接。 通过改变转接轮盘的安装位置及转接轮盘的质量，可以调节压气机转子的临界转速。
[0039]可以理解的是，转接轮盘2圆周还可以均布设置有多个调节块，所述调节块以可拆卸方式与转接轮盘2连接，所述调节块能够在所述转接轮盘2的径向伸缩。通过调整所述调节块的数量及位置，可以调节压气机转子的临界转速，保证压气机稳定运行。
[0040]可以理解的是，在第一鼓筒轴11的轴向可以设置有多个连接法兰，多个所述连接法兰上均设置有连接孔，所述连接孔用于通过连接螺栓连接所述转接轮盘2。通过在不同位置安装不同质量的转接轮盘，可以调节压气机转子的临界转速，保证压气机稳定运行。[0041 ]在本实施例中，封严盘4还包含平衡部43,平衡部43在所述封严腔分割部41上向着远离所述篦齿的方向延伸。在本实施例中，平衡部43与封严腔分隔部41 一体成型。可以理解的是，平衡部43还可以与封严腔分隔部43以可拆卸方式连接，其优点在于，方便改变平衡部 43的结构形状及质量。[〇〇42]可以理解的是，平衡部43的圆周还可以均布设置有多个调节块，所述调节块以可拆卸方式与平衡部43的内圆周连接，所述调节块能够在平衡部43的径向伸缩。通过调整所述调节块的数量及位置，可以调节压气机转子的临界转速，保证压气机稳定运行。
[0043]最后需要指出的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种压气机试验装置，包含压气机(8)、机匣(5)、转子驱动轴套(10)，其特征在于:所 述压气机试验装置还包含鼓筒轴(1 )、封严盘(4)及驱动轴(3);所述封严盘(4)包含封严腔分割部(41)及连接部(42)，所述封严腔分割部(41)的外圆 周设置有篦齿(411)，所述篦齿(411)与所述机匣(5)的内腔形成密封；所述鼓筒轴(1)的一端与所述封严腔分割部(41)连接，另一端连接压气机(8)的出口封 严盘；所述封严盘(4)的连接部(42)与所述转子驱动轴套(10)的一端固定连接，所述转子驱 动轴套(10)的另一端与所述驱动轴(3)连接；所述封严腔分割部(41)将封严腔分割为平衡盘前腔(412)及平衡盘后腔(413)。2.如权利要求1所述的压气机试验装置，其特征在于:所述压气机试验装置还包含转接 轮盘(2);所述鼓筒轴(1)包含第一鼓筒轴(11)及第二鼓筒轴(12 )，所述转接轮盘(2)的一侧 连接所述第一鼓筒轴(11)的一端，另一侧连接所述第二鼓筒轴(12)的一端;所述第一鼓筒 轴(11)的另一端连接所述压气机(8);所述第二鼓筒轴(12)的另一端与所述严封腔分隔部(42)连接。3.如权利要求2所述的压气机试验装置，其特征在于:所述转接轮盘(2)圆周均布设置 有多个调节块，所述调节块以可拆卸方式与所述转接轮盘(2)连接，所述调节块能够在所述 转接轮盘(2)的径向伸缩。4.如权利要求3所述的压气机试验装置，其特征在于:所述第一鼓筒轴(11)的轴向设置 有多个连接法兰，多个所述连接法兰上均设置有连接孔，所述连接孔用于通过连接螺栓连 接所述转接轮盘(2)。5.如权利要求1所述的压气机试验装置，其特征在于:所述封严盘(4)还包含平衡部(43)，所述平衡部(43)在所述封严腔分割部(41)上向着远离所述篦齿的方向延伸。6.如权利要求5所述的压气机试验装置，其特征在于:所述平衡部(43)圆周均布设置有 多个调节块，所述调节块以可拆卸方式与所述平衡部(43)的内圆周连接，所述调节块能够 在所述平衡部(43)的径向伸缩。7.如权利要求1所述的压气机试验装置，其特征在于:所述封严腔分割部(41)的径向设 置有内、外双层篦齿，外层的篦齿(411)设置在所述封严腔分割部(41)的外圆周表面，内层 的篦齿(411)设置在所述封严腔分割部(41)的侧面，外层的篦齿与内层的篦齿均与所述机 匣(5)的内腔形成密封。8.如权利要求7所述的压气机试验装置，其特征在于:所述外层的篦齿(411)为倾斜齿， 齿数至少设置有4个;所述内层的篦齿设置为平齿，齿数至少设置有4个。9.如权利要求8所述的压气机试验装置，其特征在于:所述机匣(5)与所述外层的篦齿 及内层的篦齿的密封部位均设置有封严涂层。
【文档编号】F04D27/00GK105971920SQ201610453633
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】张新强, 王 华, 印雪梅, 刘冬
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所