用於渦輪試驗的試驗裝置的製作方法

2023-10-23 17:41:42

本發明涉及航空發動機領域，特別地，涉及一種用於渦輪試驗的試驗裝置。

背景技術：

模型渦輪試驗器適用於航空發動機模型渦輪性能試驗，試驗器由進氣管路、試驗件、排氣蝸殼、測扭盤、測功器、套齒軸等組成，測功器的總重量全部由渦殼底座承擔，測功器用以測量與控制試驗件的轉速，測扭盤通過螺栓連接與測功器固定在一起，用於測量試驗件輸出的扭矩，試驗件輸出功率由測得的扭矩與轉速通過公式換算而得。

試驗器安裝時，試驗件的進氣機匣通過螺栓與進氣管路連接在一起，試驗件的排氣機匣通過螺栓連接固定在排氣蝸殼上，試驗件軸通過套齒軸與測功器軸連接，測扭盤一端通過螺栓連接與測功器固定在一起，測扭盤另一端通過螺栓連接固定在排氣渦殼端面上。

試驗件軸與測功器軸的同心，首先試驗件的排氣機匣與試驗件軸的同心度符合要求，之後通過試驗件排氣機匣與排氣蝸殼的定位來保證試驗件軸與測功器軸的同心度要求，因此，對試驗件排氣機匣的加工質量及試驗件的裝配質量要求很高。如果試驗件排氣機匣的加工質量不好或試驗件的裝配質量不好，試驗件裝配後，就會導致試驗件的排氣機匣與試驗件軸的同心度不符合要求，由於試驗件與測功器的重量都很重，當試驗件與測功器都固定到排氣蝸殼上時，就很難對試驗件或測功器進行微調，來滿足試驗件軸與測功器軸同心度要求，如果試驗件軸與測功器軸的同心度不符合要求，試驗時就會引起振動，嚴重時，試驗都無法進行。

技術實現要素：

本發明提供了一種用於渦輪試驗的試驗裝置，以解決現有的試驗器中由於試驗件軸與測功器軸的同心度不符合要求時，試驗時引起振動，嚴重時，導致試驗無法進行的技術問題。

本發明採用的技術方案如下：

一種用於渦輪試驗的試驗裝置，用於與試驗件相連以測量試驗件的轉速和輸出扭矩，其中，試驗件包括分別位於其兩端的進氣機匣和排氣機匣、沿進氣機匣至排氣機匣的方向延伸的試驗件軸，用於渦輪試驗的試驗裝置包括：排氣蝸殼，排氣蝸殼的一端與排氣機匣相連，其相對設置的另一端連接有中間機匣，中間機匣的第一端與排氣蝸殼可調節連接以保證中間機匣與試驗件軸的同心度；中間機匣的與其第一端相對設置的第二端連接有與其同心的用於測量試驗件的輸出扭矩的測扭盤，測扭盤連接有與其同心的用於測量並控制試驗件的轉速的測功器；測功器包括位於其中心且沿其長度方向延伸的測功器軸，測功器軸通過連接軸與試驗件軸相連。

進一步地，中間機匣的第一端相對排氣蝸殼的端面移動設置且通過連接件與排氣蝸殼固定。

進一步地，排氣蝸殼上與中間機匣相連的第一端面設有多個沿排氣蝸殼的第一端面的周線間隔布置的第一連接孔；中間機匣第一端的第一端面上設有多個分別與多個第一連接孔對應的第二連接孔，第二連接孔的內徑大於第一連接孔的內徑，以在中間機匣的第一端相對排氣蝸殼的第一端面移動時使連接件穿過第二連接孔和第一連接孔以固定中間機匣。

進一步地，第一連接孔和第二連接孔均為內徑不變的圓孔，連接件為連接螺栓；連接螺栓依次穿過第二連接孔、第一連接孔後與排氣機匣上的螺紋孔旋合以將中間機匣及排氣機匣固定在排氣蝸殼上。

進一步地，中間機匣的第一端設有用於在安裝中間機匣時防止中間機匣掉落的第一結構。

進一步地，中間機匣第一端的第一端面上設有用於伸入排氣蝸殼內以防止中間機匣在安裝時掉落的凸緣，凸緣呈環形；第一結構為由中間機匣的第一端面和凸緣構成的截面呈「L」型的第一止口。

進一步地，第一止口與排氣蝸殼配合處具有間隙，以便中間機匣的第一端相對排氣蝸殼移動。

進一步地，中間機匣的第二端設有用於測扭盤與中間機匣的第二端定位的第二結構。

進一步地，中間機匣第二端的第二端面上設有內凹且呈環形的凹槽；第二結構為由中間機匣的第二端面和凹槽構成的截面呈「L」型的第二止口。

進一步地，測扭盤上與中間機匣相連的第一端上設有與第二止口匹配的第三止口，通過第三止口與第二止口的配合以定位測扭盤；測扭盤的與其第一端相對設置的第二端連接測功器。

本發明具有以下有益效果：

本發明的用於渦輪試驗的試驗裝置中，由於中間機匣的第一端與排氣蝸殼可調節連接，故而通過調節中間機匣的第一端與排氣蝸殼的相對位置，即可保證中間機匣與試驗件軸的同心度，又因為測扭盤與中間機匣相連且與中間機匣同心，測功器與測扭盤相連且與測扭盤同心，故而當中間機匣與試驗件軸的同心度滿足要求時，測功器與試驗件軸的同心度也相應的滿足要求，從而測功器的測功器軸與試驗件軸的同心度也將滿足要求，進而解決由於試驗件軸與測功器軸的同心度不符合要求時，試驗時引起振動，嚴重時，導致試驗無法進行的技術問題；

另外，由於只需調節中間機匣即可保證中間機匣與試驗件軸的同心度，相比現有的通過對試驗件或測功器進行調節以保證測功器與試驗件軸的同心度，其調節時操作簡單，省時省力；

採用本發明的用於渦輪試驗的試驗裝置時，通過測扭盤可測出試驗件的輸出扭矩，通過測功器可測出試驗件的轉速，根據測得的輸出扭矩和轉速再結合換算公式即可得到試驗件的輸出功率。

除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本發明還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發明優選實施例的用於渦輪試驗的試驗裝置與試驗件連接時的結構示意圖；

圖2是圖1中的中間機匣的剖視結構示意圖。

圖例說明

10、試驗件；11、進氣機匣；12、排氣機匣；13、試驗件軸；20、排氣蝸殼；201、第一連接孔；30、中間機匣；301、第二連接孔；302、第一結構；303、凸緣；304、第二結構；40、測扭盤；50、測功器；60、連接軸。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

參照圖1，本發明的優選實施例提供了一種用於渦輪試驗的試驗裝置，用於與試驗件10相連以測量試驗件10的轉速和輸出扭矩，其中，試驗件10包括分別位於其兩端的進氣機匣11和排氣機匣12、沿進氣機匣11至排氣機匣12的方向延伸的試驗件軸13，本發明的用於渦輪試驗的試驗裝置包括：排氣蝸殼20，排氣蝸殼20的一端與排氣機匣12相連，其相對設置的另一端連接有中間機匣30，中間機匣30的第一端與排氣蝸殼20可調節連接以保證中間機匣30與試驗件軸13的同心度；中間機匣30的與其第一端相對設置的第二端連接有與其同心的用於測量試驗件10的輸出扭矩的測扭盤40，測扭盤40連接有與其同心的用於測量並控制試驗件10的轉速的測功器50；測功器50包括位於其中心且沿其長度方向延伸的測功器軸，測功器軸通過連接軸60與試驗件軸13相連。本發明的用於渦輪試驗的試驗裝置中，由於中間機匣30的第一端與排氣蝸殼20可調節連接，故而通過調節中間機匣30的第一端與排氣蝸殼20的相對位置，即可保證中間機匣30與試驗件軸13的同心度，又因為測扭盤40與中間機匣30相連且與中間機匣30同心，測功器50與測扭盤40相連且與測扭盤40同心，故而當中間機匣30與試驗件軸13的同心度滿足要求時，測功器50與試驗件軸13的同心度也相應的滿足要求，從而測功器50的測功器軸與試驗件軸13的同心度也將滿足要求，進而解決由於試驗件軸13與測功器軸的同心度不符合要求時，試驗時引起振動，嚴重時，導致試驗無法進行的技術問題。另外，由於只需調節中間機匣30即可保證中間機匣30與試驗件軸13的同心度，相比現有的通過對試驗件10或測功器50進行調節以保證測功器50與試驗件軸13的同心度，其調節時操作簡單，省時省力。採用本發明的用於渦輪試驗的試驗裝置時，通過測扭盤40可測出試驗件10的輸出扭矩，通過測功器50可測出試驗件10的轉速，根據測得的輸出扭矩和轉速再結合換算公式即可得到試驗件10的輸出功率。

可選地，如圖1所示，中間機匣30的第一端相對排氣蝸殼20的端面移動設置且通過連接件(圖未示)與排氣蝸殼20固定。調節中間機匣30與試驗件軸13的同心度時，首先調節中間機匣30的第一端相對排氣蝸殼20的端面的位置，使中間機匣30與試驗件軸13的同心度滿足要求，然後再採用連接件把中間機匣30固定在排氣蝸殼20上。

本實施例中，如圖1所示，排氣蝸殼20上與中間機匣30相連的第一端面設有多個沿排氣蝸殼20的第一端面的周線間隔布置的第一連接孔201。中間機匣30第一端的第一端面上設有多個分別與多個第一連接孔201對應的第二連接孔301，第二連接孔301的內徑大於第一連接孔201的內徑，以在中間機匣30的第一端相對排氣蝸殼20的第一端面移動時使連接件穿過第二連接孔301和第一連接孔201以固定中間機匣30。當中間機匣30的第一端相對排氣蝸殼20的第一端面移動(本具體實施例中，移動的距離很小，小於1mm)時，由於第二連接孔301的內徑大於第一連接孔201的內徑，連接件依然可穿過第二連接孔301和第一連接孔201以固定中間機匣30。優選地，移動中間機匣30的第一端時，採用百分表(圖未示)隨時觀察中間機匣30與試驗件軸13的同心度。

優選地，如圖1所示，第一連接孔201和第二連接孔301均為內徑不變的圓孔，便於簡單。連接件為連接螺栓(圖未示)；連接螺栓依次穿過第二連接孔301、第一連接孔201後與排氣機匣12上的螺紋孔旋合以將中間機匣30及排氣機匣12固定在排氣蝸殼20上。

更優選地，多個第一連接孔201沿排氣蝸殼20的第一端面的周線均勻間隔布置，多個第二連接孔301沿中間機匣30的第一端面的周線均勻間隔布置，且與多個第一連接孔201一一對應設置。

本發明中，調節中間機匣30與試驗件軸13的同心時，首先將連接螺栓穿設於第二連接孔301、第一連接孔201及排氣機匣12的螺紋孔中，且連接螺栓都不能旋緊，以方便中間機匣30的第一端相對排氣蝸殼20的第一端面微移；將百分表固定於試驗件軸13上；旋轉試驗件軸13，觀察試驗件軸13與中間機匣30的同心度；如若試驗件軸13與中間機匣30的同心度不符合要求，則需對中間機匣30的第一端進行微調，直至試驗件軸13與中間機匣30滿足同心度的要求；同心度調好後，對稱旋緊連接螺栓，待所有的連接螺栓旋緊後，旋轉試驗件軸13，並記錄試驗件軸13與中間機匣30的同心度。

可選地，如圖2所示，為防止中間機匣30與排氣蝸殼20連接時掉落，本實施例中，在中間機匣30的第一端設置用於在安裝中間機匣30時防止中間機匣30掉落的第一結構302。

本實施例中，如圖1和圖2所示，中間機匣30第一端的第一端面上設有用於伸入排氣蝸殼20內以防止中間機匣30在安裝時掉落的凸緣303，凸緣303呈環形。第一結構302為由中間機匣30的第一端面和凸緣303構成的截面呈「L」型的第一止口。

優選地，如圖1所示，第一止口與排氣蝸殼20配合處具有間隙，以便中間機匣30的第一端相對排氣蝸殼20移動，避免第一止口與排氣蝸殼20發生幹涉。

可選地，如圖2所示，為對測扭盤40與中間機匣30的第二端進行定位，本實施例中，在中間機匣30的第二端設置用於測扭盤40與中間機匣30的第二端定位的第二結構304。

本實施例中，如圖1和圖2所示，中間機匣30第二端的第二端面上設有內凹且呈環形的凹槽。第二結構304為由中間機匣30的第二端面和凹槽構成的截面呈「L」型的第二止口。調節中間機匣30與試驗件軸13的同心時，百分表的表架固定於試驗件軸13上，百分表的表頭緊挨第二止口，以更精確的測量中間機匣30與試驗件軸13的同心度。

優選地，如圖1所示，測扭盤40上與中間機匣30相連的第一端上設有與第二止口匹配的第三止口，通過第三止口與第二止口的配合以定位測扭盤40。測扭盤40的與其第一端相對設置的第二端連接有測功器50。

本實施例中，連接軸60為套齒軸。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。