一种大功率/高转速传动系统的测扭器标定机构的制作方法

1.本发明属于航空发动机传动系统试验领域，涉及压气机部件的标定矫正技术，具体涉及一种大功率/高转速传动系统的测扭器标定机构。


背景技术：

2.航空发动机是一种高温、高负荷、高转速的热力机械，在其工作性能不断提高的同时其工作包线也在不断扩大延伸。而压气机是航空发动机的三大部件之一，为研制高性能的压气机，通常建有加温加压压气机试验器，对压气机的性能进行测试。
3.目前，加温加压压气机试验器可以真实地模拟高压压气机的进口条件，获取飞行包线范围内压气机性能、失速边界和气动稳定性、压气机静叶调节性能和优化特性，压气机转子、静子叶片的动应力特性，压气机转子、静子叶片径向间隙及其影响特性等。其相比常温进气条件压缩部件试验，加温加压进气条件试验风险极高，可能会出现热负荷引起的设备和被试验件热变形、被试件轴向力较大破坏轴承、排气机匣出现破裂等问题，以及当排气机匣和进气系统不承受轴向力时，给试验带来较大的运行风险的问题。
4.为了解决上述问题，通常在加温加压压气机试验器上增加带轴向力平衡装置测扭器，但是目前没有对安装完后的测扭器进行静态轴向力校准的方法，导致了给后续带载试验带来极大的运行风险，因此亟需开展轴向力平衡装置静态校准技术研究工作。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于设计一种大功率/高转速传动系统的测扭器标定机构，其能够对测扭器进行校准，以满足高温、高负荷、高转速的工况下轴向力平衡的需求，达到降试验风险的目标。
6.实现发明目的的技术方案如下：一种大功率/高转速传动系统的测扭器标定机构，包括固定支座，所述固定支座一端固定在传动系统上，另一端设有拉力测量组件；所述拉力测量组件包括拉力传感器，所述拉力传感器的一端经拉力轴与测扭器输出端连接，另一端经转接轴与所述固定支座连接，且所述拉力轴、所述转接轴、所述拉力传感器三者的中心线重合。
7.进一步的，所述固定支座包括横梁，所述横梁的中部加工有通孔，所述转接轴穿过所述通孔后将所述转接轴固定在所述横梁上；所述横梁的两端分别设有承力臂，所述承力臂的另一端安装在传动系统上，且所述承力臂的下方设有前支撑。
8.更进一步的，所述通孔内安装有球面安装座，所述转接轴穿过所述球面安装座后将所述转接轴固定在所述横梁上。
9.更进一步的，所述承力臂上与所述前支撑安装的位置设有前耳座。
10.更进一步的，所述转接轴的两端均设有转接盘，所述转接轴的中心设有螺杆，锁紧螺母穿过所述螺杆将所述转接轴固定在所述横梁和所述拉力传感器上。
11.进一步的，所述拉力测量组件包括水平测量仪。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出了大功率/高转速传动系统轴向力标定机构，通过对测扭器的校准，可以满足高温、高负荷、高转速的工况下轴向力平衡的需求，降低试验风险，其适用于在地面敞开吸气式压气机试验器与加温加压压气机试验器上，填补国内测扭器轴向力校准领域空白，提升了国内高负荷轴流压气机试验技术能力，在国内全工况压缩部件试验器研制及全工况压气机试验领域内具有较高的推广应用价值，有望提高国内航空发动机压缩部件试验器设计制造能力，并因此产生较好的经济效益和社会效益。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为具体实施方式中测扭器标定机构的结构示意图；图2为具体实施方式中横梁与承力臂的装配示意图；图3为具体实施方式中转接轴端部转接盘、锁紧螺母、螺杆的示意图；图4为具体实施方式中测扭器标定机构与大功率/高转速传动系统组装后示意图；其中，1、固定支座；2、支耳；3、拉力轴；4、拉力传感器；5、转接轴；6、球面安装座；7、横梁；8、前耳座；9、前支撑；10、支撑块；11、承力臂；12、锁紧螺母；13、转接盘；14、螺杆。
具体实施方式
15.下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
16.在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、
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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创造和简化描述，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创造的限制。
17.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
18.本具体实施方式提供了一种大功率/高转速传动系统的测扭器标定机构，如图4所示，测扭器标定机构包括固定支座1，所述固定支座1一端固定在传动系统上，另一端设有拉力测量组件。
19.在一些实施例中，如图1所示，所述拉力测量组件包括拉力传感器4，所述拉力传感
器4的一端经拉力轴3与测扭器（测扭器安装在大功率/高转速传动系统上）连接，另一端经转接轴5与所述固定支座1连接，且所述拉力轴3、所述转接轴5、所述拉力传感器4三者的中心线重合。
20.在一些实施例中，如图1和图2所示，所述固定支座1包括横梁7，所述横梁7的中部加工有通孔，所述转接轴5穿过所述通孔后将所述转接轴5固定在所述横梁7上；所述横梁7的两端分别设有承力臂11，所述承力臂11的下方设有前支撑9，所述承力臂11的另一端安装在传动系统上。具体的，承力臂11的自由端设有安装孔，采用螺栓穿过安装孔及支撑块10上的孔安装固定到传动系统上。
21.在一些实施例中，为了避免转接轴5与拉力轴3出现不同心（即不在同一水平线）上的问题， 如图1和图4所示，所述通孔内安装有球面安装座6，所述转接轴5穿过所述球面安装座6后将所述转接轴5固定在所述横梁7上。球面安装座6内的球形垫块能够平衡拉力传感器4、拉力轴3安装时不同心的问题，可以提高测量精度。
22.在一些实施例中，如图1和图4所示，所述承力臂11上与所述前支撑9安装的位置设有前耳座8，通过螺栓将前耳座8固定在承力臂11上，同时，由于2条承力臂11需要在同一水平线上，以使的横梁7确保水平，进而避免操作时拉力出现竖直方向分量的现象输出端，因此可以在前耳座8与承力臂11之间设置支耳2，对两条承力臂11进行调整。
23.在一些实施例中，如图3所示，所述转接轴5的两端均设有转接盘13，所述转接轴5的中心设有螺杆14，锁紧螺母12穿过所述螺杆14将所述转接轴5固定在所述横梁7和所述拉力传感器4上。
24.在一些未显示附图的实施例中，为了确保标定机构中各个部件的水平度，所述拉力测量组件包括水平测量仪，水平测量仪可以对不同部位，例如承力臂11、横梁7、拉力轴3、转接轴5等部件的水平度的测量。
25.本具体实施方式提供的测扭器标定机构使用过程为：首先，将固定支座1与传动系统连接，并调整固定支座1的水平位置，使得横梁7的通孔与测扭器的连线与测扭器的输出轴同轴；然后将拉力测量组件安装在横梁7与测扭器输出端之间，用水平仪测量对标定机构进行调平，以提高测量精度，完成测扭器标定机构的安装，参见图4所示。
26.其次，对转接轴5施加n次外力（可以为拉力，也可以为推力），拉力传感器4和测扭器受力后将测量的结果输出。
27.最后，计算每次施加外力后拉力传感器4测量值与测扭器测量值的差值，计算n次测量结果的平均值，即作为大功率/高转速传动系统工作位时测扭器测量结果修正的依据。
28.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
29.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。