航空发动机风扇动不平衡模拟转子及拆装装置制造方法及图纸

一种航空发动机风扇动不平衡模拟转子及拆装装置。模拟转子包括外环、轮盘和损伤模拟片；拆装装置包括安装装置和拆解装置，安装装置包括拉杆螺母、液压泵、拉杆、安装连接头、固定环和拉压接头；拆解装置包括液压泵、固定环、拉压接头、拉拔器外壳、拉拔器和顶帽。本发明专利技术优点：保留现有实验台等效圆盘转子的功能。动不平衡模拟转子上分布有微调孔，可采用在微调孔上增加或减少部分质量来模拟动不平衡的情况。动不平衡模拟转子包含有三个损伤风扇模拟扇区，三个扇区内设有不同厚度的损伤模拟片，通过逐步移除损伤模拟片，既可以模拟单个风扇叶片逐步损伤引起的动不平衡，也可模拟相邻或相隔两个风扇叶片逐步损伤引起的动不平衡。

Aeroengine Fan Dynamic Unbalance Simulated Rotor and Disassembly Device

The utility model relates to an aeroengine fan dynamic unbalance simulation rotor and a disassembly device. Simulated rotor includes outer ring, wheel disc and damage simulator; disassembly device includes installation device and disassembly device. Installation device includes pull nut, hydraulic pump, pull rod, installation connector, fixed ring and pull-and-press joint; disassembly device includes hydraulic pump, fixed ring, pull-and-press joint, pull-out shell, pull-out device and top cap. The invention has the advantages of retaining the function of the equivalent disc rotor of the existing test bench. The dynamic unbalance simulation rotor has fine-tuning holes, which can be simulated by adding or reducing part of the mass on the fine-tuning holes. The dynamic unbalance simulation rotor consists of three damage fan simulation sectors with different thicknesses. By gradually removing the damage simulation plates, the dynamic unbalance caused by the progressive damage of a single fan blade can be simulated, and the dynamic unbalance caused by the progressive damage of two adjacent or separated fan blades can also be simulated.

【技术实现步骤摘要】
航空发动机风扇动不平衡模拟转子及拆装装置
本专利技术属于航空发动机测试
，特别是涉及一种航空发动机风扇动不平衡模拟转子及拆装装置。
技术介绍
随着现代航空发动机技术的发展，采用大尺寸的宽弦风扇叶片已经成为现代航空发动机的关键技术之一。随着风扇叶片尺寸的增加，风扇叶片不仅要承受更大的离心力和气动力，而且也更容易受到外物的冲击。由于结构疲劳或外物冲击导致的风扇叶片损伤将使航空发动机转子失去平衡，而转子动不平衡是航空发动机整机振动产生的主要原因，这不但会直接影响航空发动机能否安全可靠地运行，而且还容易诱发其他类型的故障。由于航空发动机整机试验的风险较大，目前对航空发动机动不平衡的试验研究主要是采用模拟手段研究结构的动力学响应规律及特征。对于航空发动机上结构比较复杂的转子结构，通常是在保证其重要的物理特征不变的前提下，利用等效法将其等效为圆盘转子结构；转子不平衡量的施加采用在圆盘转子结构上增加或减少部分质量来模拟动不平衡的情况。但现有的实验装置无法直观模拟风扇叶片逐步损伤引起的动不平衡，也无法模拟多个风扇叶片损伤后的动不平衡，显然这不利于实验的开展及教学的使用。为保证转子对中和定心精度以及传递转矩，圆盘转子和转动轴的连接方式通常采用与原发动机类似的花键连接。航空发动机原有的拆装装置操作过程繁琐、技术要求高，采用该种形式的拆装装置代价较大；此外，由于圆盘转子结构的改变，也无法采用与原有发动机相同的拆装装置。这就需要一套简单易用，在实验室环境下使用的拆装装置。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种航空发动机风扇动不平衡模拟转子及拆装装置。为了达到上述目的，本专利技术提供的航空发动机风扇动不平衡模拟转子在实验时以可拆卸的方式安装在位于航空发动机的机匣内侧的转子轴上，所述的航空发动机风扇动不平衡模拟转子包括外环、轮盘和损伤模拟片；其中，轮盘的中心部位形成有转子轴安装孔，转子轴安装孔的表面设有内花键，与转子轴上的外花键形成花键连接；中部沿周向均布有六个拉压接头安装孔；外环为薄圆环盘状结构，设置在轮盘的圆周外侧，并且外环上切割下部分结构而形成损伤风扇模拟A区、损伤风扇模拟B区和损伤风扇模拟C区共三个损伤风扇模拟扇区，其中损伤风扇模拟A区和损伤风扇模拟B区相邻，损伤风扇模拟C区与损伤风扇模拟B区相隔一个扇区；同时外环的外周边缘部位均布有多个微调孔；每一个损伤风扇模拟扇区内沿轮盘的径向排布有多个具有不同厚度的弧形损伤模拟片，每个损伤模拟片的中部沿轮盘的径向都设有一个相对应的损伤片安装孔，利用螺钉通过损伤片安装孔将损伤模拟片固定在轮盘上。所述的轮盘和外环为一体结构。本专利技术提供的航空发动机风扇动不平衡模拟转子的安装装置包括拉杆螺母、液压泵、拉杆、安装连接头、固定环和拉压接头；其中液压泵的一端带有外螺纹，另一端带有环形卡槽，中间设置液压顶杆，液压顶杆为中空结构，液压泵的外部设有能够通过手动或电动方式注入液压油使液压顶杆移动的液压泵接口；拉杆的上部插入在液压顶杆的内部，上端设有与拉杆螺母连接的外螺纹，下端设有内螺纹且贯穿固定环、拉压接头和航空发动机风扇动不平衡模拟转子后以可拆卸的方式与转子轴最前端伸出的小轴连接；拉压接头的上部为环形拆装凸台，下部为带有中心孔的正六边形固定凸台，固定凸台的外侧边缘上均布有六个安装孔，与航空发动机风扇动不平衡模拟转子上的拉压接头安装孔对应，能够用拉压接头安装螺钉将拉压接头安装在航空发动机风扇动不平衡模拟转子上；安装连接头为中空轴套结构，套在拉杆下部外部，上端设有环形凸台，可置于液压泵环形卡槽内，下端设有环形卡槽，拉压接头上的拆装凸台可置于该环形卡槽内；固定环的中部为矩形框状结构，矩形框的内部宽度略大于拉压接头上正六边形固定凸台的对边宽度，套在固定凸台的外部，用于拉压接头和航空发动机风扇动不平衡模拟转子的定位；固定环的两端均设有可调节长度的固定杆，固定杆的末端形成有通孔，通孔内安装有无螺纹的固定环螺栓，用于与机匣的连接。其特征在于：所述的固定环上的固定杆为可伸缩结构。本专利技术提供的航空发动机风扇动不平衡模拟转子的拆解装置包括液压泵、固定环、拉压接头、拉拔器外壳、拉拔器和顶帽；其中液压泵的一端带有外螺纹，另一端带有环形卡槽，中间设置液压顶杆，液压顶杆为中空结构，液压泵的外部设有能够通过手动或电动方式注入液压油使液压顶杆移动的液压泵接口；拉压接头的上部为环形拆装凸台，下部为带有中心孔的正六边形固定凸台，固定凸台的外侧边缘上均布有六个安装孔，与航空发动机风扇动不平衡模拟转子上的拉压接头安装孔对应，能够用拉压接头安装螺钉将拉压接头安装在航空发动机风扇动不平衡模拟转子上；拉拔器的上部为圆环状，上端设有可与液压泵上外螺纹连接的内螺纹，下部间隔形成有多个弯钩向内的弹性拉抓，弹性拉抓可在径向变形，在不变形情况下，弹性拉抓外端所在圆环的内径小于拆装凸台的外径，拆解时，弹性拉抓勾住拆装凸台；拉拔器外壳的内径略大于拉拔器外径，套在拉拔器外部，以防止弹性拉抓径向变形；拉拔器外壳的上端内部设有环形凸台，用于拉拔器的轴向限位；固定环的中部为矩形框状结构，矩形框的内部宽度略大于拉压接头上正六边形固定凸台的对边宽度，套在固定凸台的外部，用于拉压接头和航空发动机风扇动不平衡模拟转子的定位；固定环的两端均设有可调节长度的固定杆，固定杆的末端形成有通孔，通孔内安装有无螺纹的固定环螺栓，用于与机匣的连接；顶帽的上下两端都设有环形卡槽，下端的环形卡槽套在穿过航空发动机风扇动不平衡模拟转子和拉压接头后向外伸出的转子轴最前端的小轴上，拆解时，液压顶杆的外端顶在顶帽上端的环形卡槽内，既能保证液压顶杆和转子轴的轴向受力，也能防止转子轴出现损坏。所述的拉拔器上弹性拉抓的数量为10个，且间隔距离相等。所述的固定环上的固定杆为可伸缩结构。所述的拉拔器外壳长度与拉拔器长度相同。与现有的动不平衡模拟转子及拆装装置相比，本专利技术具有以下优点：(1)保留现有实验台等效圆盘转子的功能。动不平衡模拟转子上分布有微调孔，微调孔与现有动不平衡模拟盘的功能类似，也可采用在微调孔上增加或减少部分质量来模拟动不平衡的情况。(2)扩展现有实验台等效圆盘转子的功能。动不平衡模拟转子包含有三个损伤风扇模拟扇区，三个损伤风扇模拟扇区内设有不同厚度的损伤模拟片，通过逐步移除损伤模拟片，既可以模拟单个风扇叶片逐步损伤引起的动不平衡，也可模拟相邻或相隔两个风扇叶片逐步损伤引起的动不平衡。(3)通过调整损伤模拟片厚度以及移除不同数量的损伤模拟片，风扇叶片的损伤范围从单个风扇叶片的局部损伤到单个风扇叶片的全部损伤再到多个叶片的全部损伤，模拟风扇叶片损伤程度的可调范围大。(4)采用逐步移除损伤模拟片来模拟风扇叶片逐步损伤的方式比较直观，易于实验及教学的使用。(5)安装装置和拆解装置中的大部分部件可以通用，这样既减少了部件的数量，又降低了使用难度，单人即可操作完成。(6)拆装装置通过拉压接头与动不平衡模拟转子连接，不要求在动不平衡模拟转子上增加特殊的安装结构，一方面降低了动不平衡模拟转子的设计难度，另一方面，通过调整拉压接头的结构也可用于航空发动机风扇叶盘的外场更换。(7)模拟叶片损伤程度的可调范围大，风扇动不平衡模拟转子也可以用于模拟多个风扇叶片损伤情况下的碰摩实验。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空发动机风扇动不平衡模拟转子，在实验时以可拆卸的方式安装在位于航空发动机的机匣(17)内侧的转子轴(23)上，其特征在于：所述的航空发动机风扇动不平衡模拟转子(22)包括外环(8)、轮盘(9)和损伤模拟片(10)；其中，轮盘(9)的中心部位形成有转子轴安装孔(6)，转子轴安装孔(6)的表面设有内花键，与转子轴(23)上的外花键形成花键连接；中部沿周向均布有六个拉压接头安装孔(7)；外环(8)为薄圆环盘状结构，设置在轮盘(9)的圆周外侧，并且外环(8)上切割下部分结构而形成损伤风扇模拟A区(1)、损伤风扇模拟B区(2)和损伤风扇模拟C区(5)共三个损伤风扇模拟扇区，其中损伤风扇模拟A区(1)和损伤风扇模拟B区(2)相邻，损伤风扇模拟C区(5)与损伤风扇模拟B区(2)相隔一个扇区；同时外环(8)的外周边缘部位均布有多个微调孔(3)；每一个损伤风扇模拟扇区内沿轮盘(9)的径向排布有多个具有不同厚度的弧形损伤模拟片(10)，每个损伤模拟片(10)的中部沿轮盘(9)的径向都设有一个相对应的损伤片安装孔(4)，利用螺钉通过损伤片安装孔(4)将损伤模拟片(10)固定在轮盘(9)上。

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机风扇动不平衡模拟转子，在实验时以可拆卸的方式安装在位于航空发动机的机匣(17)内侧的转子轴(23)上，其特征在于：所述的航空发动机风扇动不平衡模拟转子(22)包括外环(8)、轮盘(9)和损伤模拟片(10)；其中，轮盘(9)的中心部位形成有转子轴安装孔(6)，转子轴安装孔(6)的表面设有内花键，与转子轴(23)上的外花键形成花键连接；中部沿周向均布有六个拉压接头安装孔(7)；外环(8)为薄圆环盘状结构，设置在轮盘(9)的圆周外侧，并且外环(8)上切割下部分结构而形成损伤风扇模拟A区(1)、损伤风扇模拟B区(2)和损伤风扇模拟C区(5)共三个损伤风扇模拟扇区，其中损伤风扇模拟A区(1)和损伤风扇模拟B区(2)相邻，损伤风扇模拟C区(5)与损伤风扇模拟B区(2)相隔一个扇区；同时外环(8)的外周边缘部位均布有多个微调孔(3)；每一个损伤风扇模拟扇区内沿轮盘(9)的径向排布有多个具有不同厚度的弧形损伤模拟片(10)，每个损伤模拟片(10)的中部沿轮盘(9)的径向都设有一个相对应的损伤片安装孔(4)，利用螺钉通过损伤片安装孔(4)将损伤模拟片(10)固定在轮盘(9)上。2.根据权利要求1所述的航空发动机风扇动不平衡模拟转子，其特征在于：所述的轮盘(9)和外环(8)为一体结构。3.一种航空发动机风扇动不平衡模拟转子的安装装置，其特征在于：所述的安装装置包括拉杆螺母(11)、液压泵(13)、拉杆(14)、安装连接头(15)、固定环(16)和拉压接头(21)；其中液压泵(13)的一端带有外螺纹，另一端带有环形卡槽，中间设置液压顶杆(12)，液压顶杆(12)为中空结构，液压泵(13)的外部设有能够通过手动或电动方式注入液压油使液压顶杆(12)移动的液压泵接口(19)；拉杆(14)的上部插入在液压顶杆(12)的内部，上端设有与拉杆螺母(11)连接的外螺纹，下端设有内螺纹且贯穿固定环(16)、拉压接头(21)和航空发动机风扇动不平衡模拟转子(22)后以可拆卸的方式与转子轴(23)最前端伸出的小轴连接；拉压接头(21)的上部为环形拆装凸台(27)，下部为带有中心孔的正六边形固定凸台(29)，固定凸台(29)的外侧边缘上均布有六个安装孔，与航空发动机风扇动不平衡模拟转子(22)上的拉压接头安装孔(7)对应，能够用拉压接头安装螺钉(28)将拉压接头(21)安装在航空发动机风扇动不平衡模拟转子(22)上；安装连接头(15)为中空轴套结构，套在拉杆(14)下部外部，上端设有环形凸台，可置于液压泵(13)环形卡槽内，下端设有环形卡槽，拉压接头(21)上的拆装凸台(27)可置于该环形卡槽内；固定环(16)的中部为矩形框状结构，矩形框的内部宽度略大于拉压接头(21)上正六边形固定凸台(29)的对边宽度，套在固定凸台(29)的外部，用于拉压接头(21)和航空发动机风扇动不平衡模拟转子(22)的定位；固定环(16)的两端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸿，孔庆国，崔东泽，王俊昌，刑海龙，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津,12