一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置及测温方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置及测温方法，通过在实验箱体内上端设有用于安装待测试件的转动轴装置，实验箱体内壁设有保温层，实验箱体底部安装有加热器组件，实验箱体内侧壁固定有近点热电偶和伸缩热电偶，伸缩热电偶通过伸缩装置固定于实验箱体内，近点热电偶固定安装于待测试件待测位置正上方；加热器组件位于测试验件待测位置旋转路径正下方，同时利用近点热电偶和伸缩热电偶对待测试件进行测温，能够实时监测近点热电偶处的温度变化，同时能够得到待测试件表面温度，以保证准确测量试验件温度，本装置结构简单，确保试验结果的可靠性实现了发动机转子部件旋转热态试验温度场的测量。

A Temperature Measuring Device and Method for Thermal Rotation Test of Engine Rotor Components

【技术实现步骤摘要】
一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置及测温方法
本专利技术属于航空发动机试验领域，具体涉及一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置及测温方法。
技术介绍
转子(或轮盘)是燃气涡轮发动机的主要零部件之一，通常被确定为发动机的关键零部件，其往往工作在高温、高转速状态下，环境严酷，应力水平较高，通常对转子进行超转、超温和破裂试验的方法来检验其静强度，考核发动机转子结构完整性，对转子进行低循环疲劳试验，验证其预定安全寿命，保证转子安全可靠地工作对于发动机来说都是至关重要的。随着大量的新材料和新技术应用，转子承受的工作温度越来越高，发动机转子部件热态旋转试验，不仅要模拟试验件的受力状态，还要进行温度场模拟。发动机转子沿各级盘径向和转子轴向的温度均不相同，有温度梯度。在试验器有限的空间内进行温度场的模拟，试验件又是在高温、高速的环境下进行试验的，温度的准确测量是盘类零件热态旋转试验的一大难题，国内各大试验室都在努力寻找、尝试新的、更方便、准确的温度测量方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置及测温方法，以克服现有技术的不足。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，包括实验箱体，实验箱体内上端设有用于安装待测试件的转动轴装置，实验箱体内壁设有保温层，实验箱体底部安装有加热器组件，实验箱体内侧壁固定有近点热电偶和伸缩热电偶，伸缩热电偶通过伸缩装置固定于实验箱体内，近点热电偶固定安装于待测试件待测位置正上方；加热器组件位于测试验件待测位置旋转路径正下方。进一步的，测试验件待测位置旋转路径正下方设有多个加热器组件，加热器组件通过多路温度调节器连接有加热器动力柜。进一步的，加热器组件采用电阻加热器，包括磁棒和缠绕在磁棒的电阻丝，磁棒的一端设有电源接头，磁棒另一端设有固定接头，固定接头用于将带有电阻丝的磁棒整体固定安装在实验箱体内。进一步的，伸缩热电偶通过伸缩装置能够与待测试件待测位置表面接触。进一步的，伸缩装置采用气缸伸缩结构或采用曲柄连杆伸缩机构，实验箱体侧壁设有通孔，伸缩装置的伸缩臂穿过实验箱体侧壁通孔置于实验箱体内，伸缩热电偶固定于伸缩装置的伸缩臂上。进一步的，近点热电偶通过导线连接有温度记录显示器，伸缩热电偶连接有温度记录仪。进一步的，近点热电偶距离待测试件待测位置正上方不大于20mm。一种发动机转子部件热态旋转试验测温方法，包括以下步骤：步骤1)、将待测试件固定在测温装置内的转动轴装置上；步骤2)、将转动轴装置在最大试验转速下的10％～20％转速下对待测试件进行加热，加热最大温度不超过试验要求温度场温度；步骤3)、采用近点热电偶对待测试件待测部位进行测温记录，当近点热电偶测得待测试件测部位温度达到试验要求温度场温度80％时，同时停止待测试件转动和对加热器组件加热，当待测试件转速降到零后，利用伸缩热电偶对待测试件待测部位表面接触测温并记录伸缩热电偶温度变化曲线；待测试件待测部位停止加热时刻的实际温度T实为:T实＝tA+△t式中：tA——伸缩热电偶与待测试件待测部位接触的温度；△t——温度修正值；△t＝a*△s，△s为加热器组件停止加热时刻至伸缩热电偶与待测试件待测部位接触时刻间隔，a为待测试件待测部位降温速率：a＝(tA-tA-t)/t；t为伸缩热电偶与待测试件待测部位接触后的间隔时刻，tA-t为伸缩热电偶与待测试件待测部位接触后间隔时刻t时刻的温度值；步骤4)、停止待测试件转动和对加热器组件加热时近点热电偶6温度为T停,近点热电偶温度补偿△tr＝T实-T停；因此可以求得近点热电偶6温度测量值T停＝T实-△tr，根据温度补偿△tr,求得符合试验温度时待测试件停止转动时的实际温度T实需要满足的预设近点热电偶温度T停,即完成待测试件热态旋转试验测温。进一步的，将待测试件安装于实验箱体内的转动轴装置上，在实验箱体内底部设置加热器组件，加热器组件位于测试验件待测位置旋转路径正下方，将近点热电偶固定在测试验件待测位置正上方不大于20mm处。进一步的，按照步骤3)测量待测试件待测部位表面实际温度，当待测试件测量修正后的实际温度达到试验要求的温度场后，按照加热组件停止加热时近点热电偶6的温度维持温度场，根据试验件的大小和结构进行保温，使待测试件4热透，保证试验件温度场符合试验温度要求，即可完成发动机转子部件热态旋转试验测温，对待测试件开始正式进行热态试验。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，通过在实验箱体内上端设有用于安装待测试件的转动轴装置，实验箱体内壁设有保温层，实验箱体底部安装有加热器组件，实验箱体内侧壁固定有近点热电偶和伸缩热电偶，伸缩热电偶通过伸缩装置固定于实验箱体内，近点热电偶固定安装于待测试件待测位置正上方；加热器组件位于测试验件待测位置旋转路径正下方，同时利用近点热电偶和伸缩热电偶对待测试件进行测温，能够实时监测近点热电偶处的温度变化，同时能够得到待测试件表面温度，以保证准确测量试验件温度，本装置结构简单，确保试验结果的可靠性实现了发动机转子部件旋转热态试验温度场的测量。本专利技术一种发动机转子部件热态旋转试验测温方法，对待测试件进行逐步升温监测，当待测试件待测部位温度达到试验要求温度场温度80％时，停止待测试件转动，关闭加热器组件，待测试件转速确保降到零后，利用伸缩热电偶对待测试件待测部位表面接触测温并记录待测试件待测部位转子实际温度，同时利用近点热电偶记录相应待测部位处的近点热电偶测量温度值记录曲线，按照旋转加热条件下的转子实际温度对记录曲线进行修正，得到转子在旋转加热条件下的实际温度，将修正后的温度值与对应近点热电偶测量的温度值进行比较，得到近点热电偶温度测量值与实际试验件温度之间的关系，解决了由于测量造成温度变化而无法修正的问题；然后按照近点热电偶温度测量值与实际试验件温度之间的关系，使实验箱体内的实际加热温度场为试验要求的温度场值，然后停止对待测试件加热和旋转；当待测试件测量修正后的实际温度达到试验要求的温度场后，能够同时记录停机时近点热电偶的温度维持温度场，根据试验件的大小和结构保温足够时间，使待测试件热透，保证试验件温度场符合试验温度要求，即可完成发动机转子部件热态旋转试验测温，对待测试件开始正式进行热态试验，本方法测量精度高，适应性强，可以安装在温度场的任何位置，满足了复杂温度场测量的难题。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为本专利技术加热器组件结构示意图。其中，1、加热器组件；2、多路温度调节器；3、加热器动力柜；4、测试验件；5、实验箱体；6、近点热电偶；7、温度记录显示器；8、伸缩热电偶；9、伸缩装置；10、温度记录仪；11、磁棒；12、电阻丝；13、电源接头。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：如图1、图2所示，一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，包括实验箱体5，实验箱体5内上端设有用于安装待测试件4的转动轴装置，实验箱体5内壁设有保温层，用于试验过程中试验箱内保温，防止温度变化过快，实验箱体5底部安装有加热器组件1，实验箱体5内侧壁固定有近点热电偶6和伸缩热电偶8，伸缩热电偶8通过伸缩装置9固定于实验箱体5内，近点热电偶6固定安装于待测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，其特征在于，包括实验箱体(5)，实验箱体(5)内上端设有用于安装待测试件(4)的转动轴装置，实验箱体(5)内壁设有保温层，实验箱体(5)底部安装有加热器组件(1)，实验箱体(5)内侧壁固定有近点热电偶(6)和伸缩热电偶(8)，伸缩热电偶(8)通过伸缩装置(9)固定于实验箱体(5)内，近点热电偶(6)固定安装于待测试件(4)待测位置正上方；加热器组件(1)位于测试验件(4)待测位置旋转路径正下方。

【技术特征摘要】
1.一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，其特征在于，包括实验箱体(5)，实验箱体(5)内上端设有用于安装待测试件(4)的转动轴装置，实验箱体(5)内壁设有保温层，实验箱体(5)底部安装有加热器组件(1)，实验箱体(5)内侧壁固定有近点热电偶(6)和伸缩热电偶(8)，伸缩热电偶(8)通过伸缩装置(9)固定于实验箱体(5)内，近点热电偶(6)固定安装于待测试件(4)待测位置正上方；加热器组件(1)位于测试验件(4)待测位置旋转路径正下方。2.根据权利要求1所述的一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，其特征在于，测试验件(4)待测位置旋转路径正下方设有多个加热器组件(1)，加热器组件(1)通过多路温度调节器(2)连接有加热器动力柜(3)。3.根据权利要求1所述的一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，其特征在于，加热器组件(1)采用电阻加热器，包括磁棒(11)和缠绕在磁棒(11)的电阻丝(12)，磁棒(11)的一端设有电源接头(13)，磁棒(11)另一端设有固定接头，固定接头用于将带有电阻丝(12)的磁棒(11)整体固定安装在实验箱体(5)内。4.根据权利要求1所述的一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，其特征在于，伸缩热电偶(8)通过伸缩装置(9)能够与待测试件(4)待测位置表面接触。5.根据权利要求1所述的一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，其特征在于，伸缩装置(9)采用气缸伸缩结构或采用曲柄连杆伸缩机构，实验箱体(5)侧壁设有通孔，伸缩装置(9)的伸缩臂穿过实验箱体(5)侧壁通孔置于实验箱体(5)内，伸缩热电偶(8)固定于伸缩装置(9)的伸缩臂上。6.根据权利要求1所述的一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，其特征在于，近点热电偶(6)通过导线连接有温度记录显示器(7)，伸缩热电偶(8)连接有温度记录仪(10)。7.根据权利要求1所述的一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，其特征在于，近点热电偶(6)距离待测试件(4)待测位置正上方不大于20mm。8.一种基于权利要求1所述装置的一种发动机转子部件热态旋转试验测温方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡婉花，杨鑫，田齐，闫志祥，吴生让，陈军，郭文涛，
申请(专利权)人：中国航发动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61