一种超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构

本发明属于航发附件机匣试验台结构领域，涉及一种超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，尤其涉及一种用于附件机匣磨合、扫频、耐久性能检测的超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构。

背景技术：

1、小型航发附件机匣是中小型航空发动机中的关键组成部件，承担着发动机功率分配和输送的重要功能，为保障发动机正常工作起到至关重要的作用。航发附件机匣服役工况恶劣，工作温度常处于100℃以上，工作转速一般可达10000r/min以上，而小型附件机匣的转速最高可达50000r/min。小型附件机匣传递功率根据不同型号在几十kw到一百多kw不等。由于服役工况的恶劣，仅通过理论进行设计和分析无法保证附件机匣性能要求，因此往往需要开展附件机匣性能验证试验，采集附件机匣运行情况下的数据从而进行附件机匣正向设计；并且根据gjb 241a要求，附件机匣需要完成规定的磨合、扫频、振动试验，达到规定要求方可定型从而开展发动机整机试验。目前我国中小型航空发动机型号日益增多，小型附件机匣类别日益多样。而我国一般一台附件机匣试验用于一类附件机匣性能考核试验，这就导致用于附件机匣试验的试验台资源匮乏，另一方面由于不同附件机匣结构上的差异，同一试验台试验不同附件机匣往往需要对试验台进行大规模改造，重新改造的试验台的精度难以控制，改造和维护成本价格高昂；同时目前附件机匣试验台的转速较低，一般在10000r/min到30000r/min，难以适应当前和未来高速附件机匣尤其是小型高速附件机匣性能评估需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明为了解决现有的试验台仅可试验一类机匣，航发附件机匣试验台不能兼容多类型航发附件机匣试验，试验台的改造成本高且多次改造会造成精度降低的问题，提供一种超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，可以用于平行轴附件机匣试验和相交轴附件机匣试验，扩大同一试验台可试验附件机匣范围，避免频繁反复大规模改造试验台带来的维护成本提高以及试验台精度降低，并且本发明设计的增速箱输出转速最高可达60000r/min，可以满足当前和未来高速附件机匣性能评估需求。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，包括安装在地平铁上的框架状试验台安装机架、固定安装在试验台安装机架上的超高速增速齿轮箱以及分别安装在超高速增速齿轮箱两侧的试验台驱动电机和平行轴附件机匣，试验台驱动电机与超高速增速齿轮箱之间通过高速联轴器ⅰ连接，超高速增速齿轮箱与平行轴附件机匣通过高速联轴器ⅱ连接，平行轴附件机匣真实附件悬臂连接于平行轴附件机匣上，试验台安装机架下侧的地平铁上固定安装有相交轴附件机匣，超高速增速齿轮箱与相交轴附件机匣通过高速联轴器iii连接，相交轴附件机匣真实附件悬臂连接于相交轴附件机匣上。

4、进一步，试验台驱动电机采用变频器控制的交流同步电机，试验台驱动电机采用输出功率达200kw，经变频器控制稳定输出转速在100～3000r/min的交流同步电机。

5、进一步，超高速增速齿轮箱靠近试验台驱动电机一侧与高速联轴器ⅰ相连的为增速箱输入轴、与高速联轴器ⅱ相连的为增速箱平行输出轴、与高速联轴器iii相连的为增速箱垂直输出轴，增速箱输入轴与增速箱平行输出轴相互平行，且增速箱输入轴与增速箱平行输出轴之间设置有相互平行的增速箱中间传动轴，增速箱输入轴与增速箱垂直输出轴相互垂直，增速箱输入轴上固定安装有增速箱一级增速大齿轮，增速箱中间传动轴上固定安装有增速箱二级增速大齿轮和与增速箱一级增速大齿轮啮合的增速箱一级传动小齿轮，增速箱平行输出轴上固定安装有与增速箱二级增速大齿轮啮合的增速箱二级传动小齿轮和增速箱平行换向锥齿轮组，增速箱垂直输出轴上固定安装有与增速箱平行换向锥齿轮组相啮合的增速箱垂直换向锥齿轮组。

6、进一步，超高速增速齿轮箱外壁上设置有多个超高速增速箱喷油进油管。

7、进一步，超高速增速齿轮箱上设置有循环冷却纯水进出水口，循环冷却纯水进出水口开设在超高速增速齿轮箱箱体靠近增速箱输入轴、增速箱平行输出轴以及增速箱垂直输出轴的位置。

8、进一步，超高速增速齿轮箱上循环冷却纯水进出水口以及超高速增速箱喷油进油管处为气动密封进气口。

9、进一步，试验台安装机架四角处一体成型有压块，压块上开设有螺纹孔，螺纹孔内插设合适的t形螺钉后配合螺母，将地平铁与试验台安装机架连接紧固。

10、本发明的有益效果在于：

11、1、本发明所公开的超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，通过利用单输入双输出超高速增速齿轮箱和变频器控制的同步电机，实现一个试验台可用于多种附件机匣试验，解决了一个试验台仅可试验一类机匣的问题，使航发附件机匣试验台具备兼容多类型航发附件机匣试验的特点，极大的降低了试验台的改造成本和多次改造造成的精度降低。同时试验台具备超高速的特点，试验台设计最高转速可达60000r/min，能够满足现在和未来高速附件机匣性能考核评估。

12、2、本发明所公开的超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，根据gjb 241a所要求，附件机匣需要完成规定的磨合、扫频、振动试验，达到规定要求方可定型从而开展发动机整机试验。该试验台驱动电机采用变频器控制，能够实现一定范围变频调速。超高速增速齿轮箱用于试验台增速，最高输出转速可达60000r/min，最高输出功率可达200kw，可以满足大部分小型附件机匣的磨合、扫频、耐久试验工况；超高速增速齿轮箱设计有两个输出可试验多种平行轴附件机匣和相交轴附件机匣；超高速增速齿轮箱设计有多点位喷油润滑、挡风板、纯水循环冷却、静压轴承、刮油、迷宫和气动密封结构，保证齿轮箱具备超高速运行能力。真实附件指的是附件机匣在实际使用中所连接的真实附件，如起动发电机、燃油泵、滑油泵、配油调节器；附件机匣真实附件在实验中承担附件机匣加载功能，提供试验真实负载；试验台安装机架用于安装上诉试验台驱动电机、超高速增速齿轮箱、试验附件机匣。该试验台可以扩大单个试验台试验附件机匣范围和类型，能够兼容多种平行轴附件机匣和相交轴附件机匣试验，同时满足超高速附件机匣性能评估需求。

13、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，其特征在于，包括安装在地平铁上的框架状试验台安装机架(13)、固定安装在试验台安装机架(13)上的超高速增速齿轮箱(4)以及分别安装在超高速增速齿轮箱(4)两侧的试验台驱动电机(1)和平行轴附件机匣(7)，所述试验台驱动电机(1)与超高速增速齿轮箱(4)之间通过高速联轴器ⅰ(2)连接，所述超高速增速齿轮箱(4)与平行轴附件机匣(7)通过高速联轴器ⅱ(5)连接，所述平行轴附件机匣(7)上悬臂连接有平行轴附件机匣真实附件(6)，所述试验台安装机架(13)下侧的地平铁上固定安装有相交轴附件机匣(11)，所述超高速增速齿轮箱(4)与相交轴附件机匣(11)通过高速联轴器iii(12)连接，所述相交轴附件机匣(11)上悬臂连接有相交轴附件机匣真实附件(9)。

2.如权利要求1所述的超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，其特征在于，所述试验台驱动电机(1)采用变频器控制的交流同步电机，试验台驱动电机(1)采用输出功率达200kw，经变频器控制稳定输出转速在100～3000r/min的交流同步电机。

3.如权利要求1所述的超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，其特征在于，所述超高速增速齿轮箱(4)靠近试验台驱动电机(1)一侧与高速联轴器ⅰ(2)相连的为增速箱输入轴(16)、与高速联轴器ⅱ(5)相连的为增速箱平行输出轴(20)、与高速联轴器iii(12)相连的为增速箱垂直输出轴(22)，增速箱输入轴(16)与增速箱平行输出轴(20)相互平行，且增速箱输入轴(16)与增速箱平行输出轴(20)之间设置有相互平行的增速箱中间传动轴(19)，增速箱输入轴(16)与增速箱垂直输出轴(22)相互垂直，增速箱输入轴(16)上固定安装有增速箱一级增速大齿轮(17)，增速箱中间传动轴(19)上固定安装有增速箱二级增速大齿轮(18)和与增速箱一级增速大齿轮(17)啮合的增速箱一级传动小齿轮，增速箱平行输出轴(20)上固定安装有与增速箱二级增速大齿轮(18)啮合的增速箱二级传动小齿轮和增速箱平行换向锥齿轮组(21)，增速箱垂直输出轴(22)上固定安装有与增速箱平行换向锥齿轮组(21)相啮合的增速箱垂直换向锥齿轮组(23)。

4.如权利要求3所述的超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，其特征在于，所述超高速增速齿轮箱(4)外壁上设置有多个超高速增速箱喷油进油管(3)。

5.如权利要求4所述的超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，其特征在于，所述超高速增速齿轮箱(4)上设置有循环冷却纯水进出水口(14)，循环冷却纯水进出水口(14)开设在超高速增速齿轮箱(4)箱体靠近增速箱输入轴(16)、增速箱平行输出轴(20)以及增速箱垂直输出轴(22)的位置。

6.如权利要求5所述的超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，其特征在于，所述超高速增速齿轮箱(4)上循环冷却纯水进出水口(14)以及超高速增速箱喷油进油管(3)处为气动密封进气口(15)。

7.如权利要求1所述的超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，其特征在于，所述试验台安装机架(13)四角处一体成型有压块，压块上开设有螺纹孔，螺纹孔内插设合适的t形螺钉后配合螺母，将地平铁与试验台安装机架(13)连接紧固。

8.如权利要求1所述的超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，其特征在于，所述超高速增速齿轮箱(4)通过螺栓、螺母的配合与试验台安装机架(13)定位、连接和紧固。

技术总结
本发明涉及一种超高速多类型小型航发附件机匣试验台结构，包括安装在地平铁上的框架状试验台安装机架、固定安装在试验台安装机架上的超高速增速齿轮箱以及分别安装在超高速增速齿轮箱两侧的试验台驱动电机和平行轴附件机匣，试验台驱动电机与超高速增速齿轮箱之间通过高速联轴器Ⅰ连接，超高速增速齿轮箱与平行轴附件机匣通过高速联轴器Ⅱ连接，试验台安装机架下侧的地平铁上固定安装有相交轴附件机匣，超高速增速齿轮箱与相交轴附件机匣通过高速联轴器III连接；解决现有的试验台仅可试验一类机匣，航发附件机匣试验台不能兼容多类型航发附件机匣试验，试验台的改造成本高且多次改造会造成精度降低的问题。

技术研发人员：刘怀举,文武翊,陈泰民,吴吉展,卢泽华,魏沛堂
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15