一种用于航空发动机叶片静力矩测量仪的校验工装及方法与流程

本发明属于航空仪器校验，涉及一种用于航空发动机叶片静力矩测量仪的校验工装及方法。

背景技术：

1、航空发动机转子由转轴、轮盘及叶片组成。转子是典型的旋转机构，在机械旋转、气动、热动力载荷及噪声场的共同激励下会引起发动机的综合振动状态，在此状态下，转子的不平衡所引起的振动将被扩大化，严重时会引起发动机的故障。所以在发动机的装配过程中，必须要对转子进行动平衡试验，目的是确定转子不平衡量并进行校正，使其剩余不平衡量达到技术规范的要求，减小转子离心力引起的发动机振动因素。由于叶片材料的均匀性和加工误差等因素的影响，叶片上材料的分布是不均匀的，所以每个叶片的质量中心与其理论值之间是存在着差异，其静力矩不尽相等，叶片之间的静力矩差异是转子不平衡的最主要的因素。为了提高发动机转子动平衡试验工作效率，避免出现配重多且重量大,或者去除材料过多,甚至在规定范围内无法完成动平衡要求等问题，需要按转子上每个叶片静力矩大小，通过理论计算进行优化排布，使其理论不平衡量达到期望的最小值。因此，发动机叶片在转子上安装前，应先采用叶片静力矩测量仪来测量每个叶片的静力矩，然后按叶片静力矩实测值进行优化排布。对于给定的一组叶片,寻找其在转子上的最优排布方式,使其理论的不平衡量较小。

2、综上所述，叶片静力矩测量的准确度是影响发动机转子装配质量的重要因素之一，只有能提供准确可靠量值的叶片静力矩测量仪，才能保证发动机转子的装配质量和工作效率。目前，在本研究领域没有叶片静力矩检测工装检定/校准技术文件，在叶片静力矩检测工装的量值溯源方面仍是一项空白。随着按照测量发动机叶片静力矩进行优化排布技术的推广，叶片静力矩测量仪已经在各航空发动机生产企业得到了广泛的应用，但是叶片静力矩检测工装的量值传递问题成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于航空发动机叶片静力矩测量仪的校验工装及方法，采用变臂杠杆和砝码来复现标准力矩，从而实现叶片静力矩测量仪力矩参数的校验，弥补了行业空白，解决了叶片静力矩检测工装的量值传递问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种用于航空发动机叶片静力矩测量仪的校验工装，包括，

4、校准杠杆，吊挂以及校准砝码；

5、所述校准杠杆的一端与叶片静力矩测量仪的转接盘连接，所述校准杠杆的另一端与通过吊挂与校准砝码连接；所述校准杠杆上分布有多个固定支点刀，以形成不同杠杆臂长满足叶片静力矩测量仪所承受的最大重量和静力矩的要求。

6、优选的，所述校准砝码包括质量砝码和牛顿砝码。

7、优选的，所述校准砝码的最大允许误差±0.01％。

8、优选的，所述校准杠杆中的每一力臂最大允许误差±0.01％。

9、优选的，所述校准杠杆采用轻质材料制成，一般采用铝合金材料。

10、优选的，校准时，选用校验工装中的最大校准砝码质量应不大于叶片静力矩测量仪所承受的最大重量gp；

11、选用的校准杠杆重量所产生的重力矩应不大于检测工装最大允许静力矩map；

12、选用的校准杠杆和校准砝码所复现的最大重力矩应不大于叶片静力矩测量仪可测量的最大叶片静力矩mbp。

13、一种用于航空发动机叶片静力矩测量仪的校验工装的校验方法，包括，

14、叶片静力矩测量仪初始量程校验方法：

15、将扩展量程的砝码置于初始位置a端，将校准杠杆安装在检测工装的转接盘上；调整游码使杠杆处于平衡状态，显示仪表的示值置零；

16、对检测工装进行数次初始量程额定负荷的预加载后，按校验点逐级递增的方法增加载荷，直至各校验点的被校力矩点示值保持稳定后，记录相应进程示值至额定载荷后，递减卸除载荷，校验结束；

17、叶片静力矩测量仪扩展量程校验方法：

18、将校准杠杆安装在检测工装的转接盘上，将扩展量程的砝码置于初始位置a端，调整游码使杠杆处于平衡状态，显示仪表的示值置零；

19、将被校扩展量程的砝码置于预设位置b端，根据被校扩展砝码的标称重力矩值选用校准杠杆的力臂和校准砝码，对检测工装进行数次预加载，预加载后，将扩展量程的砝码置于初始位置a端，调整游码使杠杆处于平衡状态，显示仪表的示值置零；再将被校扩展量程的砝码置于b端，对检测工装进行加载，记录测量仪的被校力矩点示值，至稳定后，校验结束。

20、优选的，所述叶片静力矩测量仪初始量程校验方法中的被校力矩点示值误差δ1的计算公式为：

21、δ1＝m1-gl

22、式中:

23、m1—测量仪静力矩示值；

24、g—选用的校准砝码重量；

25、l—选用的校准杠杆力臂。

26、优选的，所述叶片静力矩测量仪扩展量程校验方法中被校力矩点示值误差δ2的计算公式为：

27、δ2＝m1+m2-gl

28、式中:

29、m1—测量仪静力矩示值；

30、m2—被校扩展量程砝码的标称重力矩值；

31、g—选用的校准砝码重量；

32、l—选用的校准杠杆力臂。

33、优选的，对检测工装进行数次初始量程额定负荷的预加载时，每次额定负荷的保持时间为30s～1min；每次预负荷被完全卸除之后，等待回零至少30s，检查指示装置的回零情况，根据需要可重新调整零点；

34、所述校准杠杆与叶片静力矩测量仪的杠杆在同一轴线上。

35、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

36、本发明是用于航空发动机叶片静力矩测量仪的校验，验证其技术指标是否满足使用技术要求的校验工装和方法。工作原理是利用杠杆原理，采用变臂杠杆和砝码来复现标准力矩，从而实现叶片静力矩测量仪力矩参数的校验，本发明根据叶片静力矩测量仪的结构特点，模拟其工作状态，采用变臂长的校准杠杆和砝码组，设定了一种不同杠杆臂长的校准杠杆和校准砝码重量的组合来复现叶片静力矩测量仪的校验方法，并根据该方法设计一套专用的校准工装来实现其示值准确度的校验；该校验工装包括校准杠杆，吊挂以及校准砝码；校准杠杆的一端与叶片静力矩测量仪的转接盘连接，杠杆的另一端与通过吊挂与校准砝码连接；杠杆上分布有多个固定支点刀，以形成不同杠杆臂长，可以根据叶片静力矩测量仪的被校验力矩值，选用不同臂长和砝码重量的组合来复现静力矩实现叶片静力矩测量仪的校验，该方法既能满足叶片静力矩测量仪所承受的最大重量(gp)和静力矩(map和mbp)的要求，又能实现其整个测量范围的校验，是一种科学合理的力臂和重量的匹配方法。同时，本发明所采用的方法不仅能校验测量仪传感器所测的静力矩，也能满足测量仪拓展量程砝码所复现力矩的校准，从而实现叶片静力矩测量仪力矩参数的校验，弥补了行业空白，解决了叶片静力矩检测工装的量值传递问题。

37、进一步，本发明所使用的校准杠杆采用轻质材料制成，一般采用铝合金材料，分布多个固定支点刀，每一力臂最大允许误差±0.01％，校准砝码的最大允许误差±0.01％，叶片静力矩测量仪的最大允许误差为±0.01％，满足“校准标准的极限误差值应小于被校准测量测量仪极限误差值的1/3”量值传递要求。

38、进一步，本发明所使用的校准砝码包括质量砝码和牛顿砝码两种，校准砝码的最大允许误差±0.01％，以满足kg·m和nm两种测量单位叶片静力矩测量仪的校准。