This application belongs to the field of engine rotor performance testing, in particular relates to a measuring system and method for continuous surface radial clearance of high temperature resistant rotor; the measuring system for radial clearance includes: the blade to be measured; the transverse table, which is set at the top of the blade to be measured; the capacitance sensor, the top surface of the transverse table and the ring inside the test casing at its corresponding position; and the signal processing module, which is used to receive electricity. The capacitance is transformed into the measured voltage value; the calibration system is used to obtain the relationship between the radial clearance and the measured voltage value; and the processing module is used to calculate the radial clearance. The application system and method for measuring radial clearance of continuous surface of high temperature resistant rotor adopts non-contact measurement with high safety factor and almost free from pollution. The dynamic measurement method has high technical index, high temperature resistance, large measurement range, high measurement accuracy and wider frequency response range.
【技术实现步骤摘要】
一种耐高温转子连续表面径向间隙测量系统及方法
本申请属于发动机转子性能测试领域,特别涉及一种耐高温转子连续表面径向间隙测量系统及方法。
技术介绍
发动机转子径向间隙对发动机安全和性能影响很大。为了保障发动机安全,转子结构设计时通常需要保证转子叶片和机匣间预留足够大的安全空间。然而径向间隙并不是越大越好,间隙过大的会使效率减低,涡轮前温度升高。相关研究标明,径向间隙每增加叶片高度的1.0%,效率约降低1.5%,耗油率也会相应增加。总之,间隙过大或过小对发动机都不利,需要合理设计和控制径向间隙,而设计和控制的前提是要准确测量径向间隙。发动机转子工作环境恶劣,具有高温、高压和高转速的特点,同时很多转子叶片叶顶为连续表面结构,径向间隙测量困难。目前已知的转子连续表面径向间隙测量方法有火花放电法、电涡流法和光学法。其中火花放电法要求叶片叶顶平面高度不受轴向串动影响,而大部分转子叶片叶顶并非完全平面结构,因此无法应用该方法进行测量;并且该方法安全系数低,一般只能在部件试验中应用。电涡流法频响高,尤其适用于转子连续表面的径向间隙测量,但电涡流传感器通常尺寸比较大,机匣结构紧张,传感器安装困难,同时电涡流法耐温能力为600℃以下,不适用于整机测量。光学法目前还停留在理论阶段,尚无成型的测量系统,同时该方法容易受污染影响,无冷却情况耐温能力也不高,不适用于整机测量。因此,希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一,本申请提供了一种耐高温转子连续表面径向间隙测量系统及方法。第一方面,本申请公开了一种耐高温转子连续表面 ...
【技术保护点】
1.一种耐高温转子连续表面径向间隙测量系统,所述耐高温转子设置在发动机的待测机匣内,包括至少两个对称分布的待测叶片(3),且所述待测叶片(3)数量为偶数个,其特征在于,所述径向间隙测量系统还包括:呈长方体形的横台(1),一个所述横台(1)设置在一个所述待测叶片(3)的叶顶(31)处;电容传感器(4),所述电容传感器(4)设置在所述测试机匣内环面上,且当所述横台(1)跟随所述测试叶片(3)转动至预定位置处时,所述电容传感器(4)位于所述横台(1)的顶面与其对应位置处的所述测试机匣内环面之间;信号处理模块(5),所述信号处理模块(5)接收所述电容传感器(4)测量的电容值,并将所述电容值转化为测量电压值;校准系统(6),所述校准系统(6)用于通过实验获取径向间隙与测量电压值的关系式;处理模块(8),所述处理模块(8)根据数采系统(7)接收所述信号处理模块(5)发送的测量电压值以及所述校准系统(6)发送的径向间隙与测量电压值的关系式,并根据所述径向间隙与测量电压值的关系式得到径向间隙。
【技术特征摘要】
1.一种耐高温转子连续表面径向间隙测量系统,所述耐高温转子设置在发动机的待测机匣内,包括至少两个对称分布的待测叶片(3),且所述待测叶片(3)数量为偶数个,其特征在于,所述径向间隙测量系统还包括:呈长方体形的横台(1),一个所述横台(1)设置在一个所述待测叶片(3)的叶顶(31)处;电容传感器(4),所述电容传感器(4)设置在所述测试机匣内环面上,且当所述横台(1)跟随所述测试叶片(3)转动至预定位置处时,所述电容传感器(4)位于所述横台(1)的顶面与其对应位置处的所述测试机匣内环面之间;信号处理模块(5),所述信号处理模块(5)接收所述电容传感器(4)测量的电容值,并将所述电容值转化为测量电压值;校准系统(6),所述校准系统(6)用于通过实验获取径向间隙与测量电压值的关系式;处理模块(8),所述处理模块(8)根据数采系统(7)接收所述信号处理模块(5)发送的测量电压值以及所述校准系统(6)发送的径向间隙与测量电压值的关系式,并根据所述径向间隙与测量电压值的关系式得到径向间隙。2.根据权利要求1所述的耐高温转子连续表面径向间隙测量系统,其特征在于,所述横台(1)的高度大于或等于电容法测量量程;所述横台(1)的宽度大于或等于所述电容传感器(4)的电极直径;所述横台(1)的长度大于或等于所述耐高温转子的轴向串动值,且小于或等于所述待测叶片(3)上两侧蓖齿(2)之间的距离。3.根据权利要求2所述的耐高温转子连续表面径向间隙测量系统,其特征在于,所述横台(1)的高度等于电容法测量量程,所述横台(1)的长度等于所述待测叶片(3)上两侧蓖齿(2)之间的距离。4.根据权利要求1所述的耐高温转子连续表面径向间隙测量系统,其特征在于,所述径向间隙与测量电压值的关系式如下:y=ax3+b4x2-cx+d;其中,...
【专利技术属性】
技术研发人员:张龙,周笑阳,赵天驰,薛秀生,刘云龙,郑旭光,
申请(专利权)人:中国航发沈阳发动机研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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