带涡轮支承和外机匣的航空发动机主轴承试验器制造技术

带涡轮支承和外机匣的航空发动机主轴承试验器，属于航空发动机关键零组件试验技术领域。融合了航空发动机的真实零部件；结构上保留了发动机完整的振动传输路径；包含外圈轴系和内圈轴系；外圈轴系作为辅助支承，内圈轴系支承采用发动机实体结构形式；内圈轴系的驱动轴支架可以往复移动；采用专用的全流域滑油碎屑传感器和高频振动传感器，以支持试验轴承的健康状态监视和试验轴承至外机匣的振动传递规律研究。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带发动机零组件、具备中介主轴承复杂振动传输路径模拟的主轴承试验设备，属于航空发动机关键零组件试验

技术介绍
航空发动机中介主轴承是现代涡扇发动机上一类非常特殊、非常关键的主轴承，内外圈高速旋转，内圈随低压转子高速旋转，外圈随高压转子高速旋转，由于同时支承高压转子和低压转子，中介主轴承一旦失效会直接导致发动机转子抱轴、断轴，发动机丧失动力，甚至发生等级事故，其危害要远大于一般的主轴承，因此，非常有必要研宄其滚动接触疲劳失效机理及高频振动和滑油碎肩监视技术。国内现有的中介主轴承试验器仅采用单套中介主轴承在双轴试验机上进行转速及加载模拟试验，这种试验器仅采用真实中介主轴承，不具备复杂振动传输路径研宄能力，与中介主轴承服役工况差距较大。因此，保留从中介主轴承一低压轴后支点一挤压油膜减振器一轴承机匣一涡轮支承一混合器一偏心轮和滑块一外机匣的完整振动传输路径，使得中介主轴承的模拟试验工况尽可能与实际服役工况一致具有重要价值，尤其对于研宄从外机匣监视主轴承的高频振动监视技术以及振动传感器选型和布局有重要参考。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带有模拟中介主轴承复杂振动传输路径的航空发动机主轴承试验器，除了可开展发动机中介主轴承的性能模拟试验外，还可开展航空发动机中介主轴承高频振动监视、滑油碎肩监视技术研宄、具备变转速、变载荷加速试验、滑油加温、滑油供回油及润滑方式模拟能力，可用于航空发动机中介主轴承滚动接触疲劳机理研宄、失效过程规律研宄以及作为中介主轴承微弱振动信号分离与增强、早期故障诊断、故障预测方法研宄的支持平台。本专利技术的技术方案是:带涡轮支承和外机匣的航空发动机主轴承试验器，该试验器融合了航空发动机的真实零部件；试验器主体由驱动试验轴承内、外圈转动的内圈轴系(9)、外圈轴系(4)、发动机真实零组件以及往复机构组成。发动机真实零组件模拟试验轴承的完整振动传递路径。试验器主体设有润滑系统与振动监测系统；润滑系统为试验器各转动部件提供润滑并监测滑油中金属碎肩情况。振动监测系统用于开展振动传递规律研宄。航空发动机的真实零部件包括真实的航空发动机涡轮支承和外机匣组件与试验器机座连，以涡轮支承部件作为轴承支承点组建两个独立旋转的轴系，低速轴系的电主轴和支架往复移动，便于试验器的拆装。所述高速联轴器最高转速为16500rpm，低速联轴器最高转速为12000rpm。连接法兰(7)将内圈轴系(9)和外机匣组件⑶连接到由机座⑴和主体机座(5)组成的试验器床身上；高速电主轴(2)、低速电主轴(11)分别通过高速联轴器(3)、低速联轴器(10)驱动外圈轴系⑷的转轴b(34)、内圈轴系(9)的转轴a(20)旋转，加载油缸(6)与内圈轴系(9)连接，并为内圈轴系(9)施加载荷；试验轴承(15)设置在外圈轴系(4)、内圈轴系(9)之间。完整振动传输路径通过试验轴承(15)、试验器的内圈轴系(9)、外机匣组件(8)实现；该传输路径为试验轴承(15)—发动机真实零组件(低压轴后支点轴承(29)—挤压油膜阻尼器(28)—轴承机匣(32)—内圈轴系(9)—混合器一偏心轮和滑块一外机匣组件⑶本专利技术可以获得如下有益效果:本专利技术可用于开展发动机中介主轴承的性能模拟试验；本专利技术可开展航空发动机中介主轴承高频振动监视、滑油碎肩监视技术研宄；本专利技术具备变转速、变载荷加速试验、滑油加温、滑油供回油及润滑方式模拟能力，可用于航空发动机中介主轴承滚动接触疲劳机理研宄、失效过程规律研宄以及作为中介主轴承微弱振动信号分离与增强、早期故障诊断、故障预测方法研宄的支持平台。【附图说明】图1本专利技术的主体布局示意图；图2内圈轴系结构示意图；图3外圈轴系结构示意图；图4往复机构示意图；图5滑油碎肩传感器布局不意图；图6尚频振动传感器布局不意图； 图7试验器总体构成示意图。图中:1一机座，2—尚速电主轴，3—尚速联轴器，4一外圈轴系，5—主体机座，6—加载油缸，7—连接法兰，8—涡轮支承和外机匣组件，9 一内圈轴系，10—低速联轴器，11 一低速电主轴，12一往复机构与支座，13一螺母，14一喷油环，15一试验轴承，16一轴承座，17一螺母a，18一加载套，19一压盖a，20一转轴a，21一喷油环，22一安装板，23一端盖，24一定位座，25—密封环，26—衬套，27—轴承衬套，28—挤压油膜阻尼器，29—低压后支点轴承，30一螺母b，31一喷油块，32一轴承机匣，33一大端盖，34一转轴b，35一端盖，36一锁紧螺母a，37一轴承a，38一弹費，39一壳体，40一定位销，41 一隔圈，42一轴承b，43一压盖b，44一油罩，45—试验轴承外圈，46—锁紧螺母b，47—回油接头，48—锁紧螺母C，49一丝杠，50—支架，51—导轨，52—底座，53—手轮，54—滑油碎肩传感器，55—滑油回油泵，56—滑油滤组件，57—旁通活门，58—滑油箱，59—滑油供油泵，60—溢流阀，61—散热器，62—发动机组件后回油泵帽罩安装边，63—轴承机匣外边框，64—涡轮支承安装边，65—外机匣安装边。【具体实施方式】试验器总体构成如图7所示，试验器主体由驱动试验轴承内、外圈转动的内圈轴系(9)、外圈轴系(4)、发动机真实零组件以及往复机构组成。发动机真实零组件模拟试验轴承的完整振动传递路径。试验器主体设有润滑系统与振动监测系统；润滑系统为试验器各转动部件提供润滑并监测滑油中金属碎肩情况。振动监测系统用于开展振动传递规律研宄。如图1所示，本专利技术将真实的航空发动机涡轮支承和外机匣组件与试验器机座连为一体，以涡轮支承部件作为轴承支承点组建两个独立旋转的轴系，低速轴系的电主轴和支架往复移动，便于试验器的拆装。所述高速联轴器最高转速为16500rpm，低速联轴器最高转速为12000rpm。连接法兰(7)将内圈轴系(9)和外机匣组件⑶连接到由机座⑴和主体机座(5)组成的试验器床身上；高速电主轴(2)、低速电主轴(11)分别通过高速联轴器(3)、低速联轴器(10)驱动外圈轴系⑷的转轴b(34)、内圈轴系(9)的转轴a(20)旋转，加载油缸(6)与内圈轴系(9)连接，并为内圈轴系(9)施加载荷；试验轴承(15)设置在外圈轴系(4)、内圈轴系(9)之间。完整振动传输路径通过试验轴承(15)、试验器的内圈轴系(9)、外机匣组件(8)实现；该传输路径为试验轴承(15)—发动机真实零组件(低压轴后支点轴承(29)—挤压油膜阻尼器(28)—轴承机匣(32)—内圈轴系(9)—混合器一偏心轮和滑块一外机匣组件⑶本专利技术在对试验轴承进行变转速、变载荷试验时，由高速电主轴(2)、低速电主轴(11)分别驱动高速联轴器(3)、低速联轴器(10)，试验轴承内圈随内圈轴系(9)旋转，试验轴承外圈(45)随外圈轴系(4)旋转，加载油缸(6)通过加载套(18)将试验载荷施加到内圈轴系(9)，并通过内圈轴系(9)施加到试验轴承(15)上。内圈轴系见图2所示，内圈轴系(9)的轴承机匣(32)由低压后支点轴承(29)支撑；挤压油膜阻尼器(28)设置在轴承机匣(32)内环和低压后支点轴承(29)之间，内圈轴系(9)通过挤压油膜阻尼器(28)的挤压油膜吸收振动能量；加载套(18)设置在靠近试验轴承(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
带涡轮支承和外机匣的航空发动机主轴承试验器，其特征在于：该试验器融合了航空发动机的真实零部件；试验器主体由驱动试验轴承内、外圈转动的内圈轴系(9)、外圈轴系(4)、发动机真实零组件以及往复机构组成；发动机真实零组件模拟试验轴承的完整振动传递路径；试验器主体设有润滑系统与振动监测系统；润滑系统为试验器各转动部件提供润滑并监测滑油中金属碎屑情况；振动监测系统用于开展振动传递规律研究；航空发动机的真实零部件包括真实的航空发动机涡轮支承和外机匣组件与试验器机座连，以涡轮支承部件作为轴承支承点组建两个独立旋转的轴系，低速轴系的电主轴和支架往复移动，便于试验器的拆装；所述高速联轴器最高转速为16500rpm，低速联轴器最高转速为12000rpm；连接法兰(7)将内圈轴系(9)和外机匣组件(8)连接到由机座(1)和主体机座(5)组成的试验器床身上；高速电主轴(2)、低速电主轴(11)分别通过高速联轴器(3)、低速联轴器(10)驱动外圈轴系(4)的转轴b(34)、内圈轴系(9)的转轴a(20)旋转，加载油缸(6)与内圈轴系(9)连接，并为内圈轴系(9)施加载荷；试验轴承(15)设置在外圈轴系(4)、内圈轴系(9)之间；完整振动传输路径通过试验轴承(15)、试验器的内圈轴系(9)、外机匣组件(8)实现；该传输路径为试验轴承(15)→发动机真实零组件。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尉询楷，杨立，侯建，赵雪红，战立光，田民，张金焕，刘苏亚，孟祥明，刘芳，朱锐锋，李伟，张生良，李喜发，杨洪，何秀然，乔洪信，赵俊宏，王芳，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军装备研究院航空装备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11