航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及航空发动机转子系统技术领域，特别涉及一种航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置。包括底座及设置于底座上的弹性环组件、施力装置与测力系统及光学测试系统；施力装置与测力系统设置于弹性环组件上，施力装置与测力系统用于对弹性环组件施加不同的径向载荷，同时能够测出该径向载荷的大小；光学测试系统用于测量弹性环组件受到径向加载力后的变形情况。本发明专利技术能实现对弹性环结构进行力的加载，同时精确测试出该力的大小，实现在该力加载状态下弹性环结构不同位置处的变形情况，从而实现测试弹性环刚度的目的。

【技术实现步骤摘要】
航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置
本专利技术涉及航空发动机转子系统
，特别涉及一种航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置。
技术介绍
为控制航空发动机临界转速，大多数航空发动机的转子系统在轴承支点都会设置弹性支撑。对于小型发动机来说，由于其尺寸小，转速高，工作转速范围大，在发动机总体结构尺寸严格限制的情况下，通常有效可行的方法是采用具有结构简单、重量轻、占用空间小等特点的弹性环式弹支。弹性环典型结构是一个内、外表面相互交错且均匀分布的若干凸台的环形弹性元件。其内表面的凸台支撑于轴承外环，外表面的凸台支撑于外支撑，通过改变结构参数改变刚度，从而达到控制转子系统临界转速的目的。对于弹性环刚度，常用解析法和有限元的方法进行计算，解析方法属于近似的计算，存在一定的偏差；有限元的方法适合复杂的边界条件，但是有限元网格的精度和材料的参数都会影响计算的精度；因此，急需一种弹性环刚度测试的装置，去进一步验证解析算法和有限元计算的结果。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，以实现对弹性环结构进行力的加载，同时精确测试出该力的大小，实现在该力加载状态下弹性环结构不同位置处的变形情况，从而实现测试弹性环刚度的目的。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，包括底座及设置于所述底座上的弹性环组件、施力装置与测力系统及光学测试系统；所述施力装置与测力系统设置于所述弹性环组件上，所述施力装置与测力系统用于对所述弹性环组件施加不同的径向载荷，同时能够测出该径向载荷的大小；所述光学测试系统用于测量所述弹性环组件受到径向加载力后的变形状态。所述弹性环组件包括轴承座、外衬套、弹性环及内衬套，其中轴承座设置于所述底座上，所述内衬套、弹性环及外衬套由内到外依次套装，所述外衬套过盈配合安装到所述轴承座的内孔内；所述弹性环的内、外表面分别设有内表面凸台和外表面凸台，所述外表面凸台支撑于外衬套，所述内表面凸台支撑于内衬套。所述施力装置与测力系统包括施力装置和测力系统；所述施力装置用于对所述弹性环组件施加不同的径向载荷；所述测力系统用于测出所述施力装置施加的不同径向载荷的大小。所述施力装置包括把手、丝杠、滑轨、顶板及固定板，其中顶板和固定板平行设置，所述丝杠和滑轨设置于所述顶板和固定板之间，所述滑轨的一端与所述固定板连接，另一端与所述顶板滑动连接；所述丝杠的一端与所述固定板可转动地连接，另一端与所述顶板通过螺纹副连接；所述把手设置于所述丝杠的端部；所述顶板与所述测力系统连接。所述测力系统包括力学数据采集系统、力传感器及转接工装，其中力传感器的一端与所述顶板连接，另一端与转接工装连接，所述转接工装与所述弹性环组件接触；所述力学数据采集系统与所述力传感器连接，所述力学数据采集系统用于接收所述力传感器的反馈信号，计算所述弹性环组件的径向受力并输出。所述光学测试系统包括光学相机和光学测试软件系统，其中光学相机设置于所述底座上，并且与所述光学测试软件系统连接；所述光学相机用于对所述弹性环组件在径向载荷加载前后进行拍照，并将信号发送给光学测试软件系统；所述光学测试软件系统接收所述光学相机的反馈信号，并且对所述弹性环组件在径向载荷加载前后的各个位置处的变形进行分析计算并输出。所述光学测试系统还包括三坐标测试仪，所述三坐标测试仪设置于所述底座上，用于调整所述光学相机和所述弹性环组件之间的相对位置。所述底座设有多个相互平行的T型槽，所述T型槽用于安装所述弹性环组件、施力装置与测力系统及光学测试系统。本专利技术的优点及有益效果是：本专利技术通过设计施力装置与测力系统可以对弹性环施加从小到大不同径向加载力，并能准确测试该径向力的大小，可以用于研究弹性环的静刚度的非线性情况。本专利技术利用三坐标测试仪对光学相机和弹性环组件进行测试调整，能够精确保证光学相机和弹性环组件在平行的平面内，可使光学测试弹性环变形情况更加准确。本专利技术利用光学测试系统对弹性环加载前后进行拍照，可计算分析出弹性环被加载前后各个部分的变形情况，可以分析弹性环平均的静刚度，同时可以分析弹性环局部的静刚度。附图说明图1为本专利技术航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置的结构示意图；图2为本专利技术中弹性环组件的结构示意图；图3为本专利技术中施力装置与测力系统的结构示意图；图4为本专利技术中施力装置的结构示意图；图5为本专利技术中弹性环变形观测点位置示意图。图中：A为弹性环组件；B为施力装置与测力系统；C为光学测试系统；1为底座；2为轴承座；3为光学相机；4为光学测试软件系统；5为力学数据采集系统；6为三坐标测试仪；7为外衬套；8为弹性环；9为内衬套；10为力传感器；11为转接工装；12为把手；13为丝杠；14为滑轨；15为顶板；16为固定板。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术提供的一种航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，包括底座1及设置于底座1上的弹性环组件A、施力装置与测力系统B及光学测试系统C，其中施力装置与测力系统B设置于弹性环组件A上，施力装置与测力系统B用于对弹性环组件A施加不同的径向载荷，同时能够测出该径向载荷的大小；光学测试系统C用于测量弹性环组件A受到径向加载力后的变形状态。如图1所示，本专利技术的实施例中，底座1设有多个相互平行的T型槽，T型槽用于安装弹性环组件A、施力装置与测力系统B及光学测试系统C。如图2所示，弹性环组件A包括轴承座2、外衬套7、弹性环8及内衬套9，其中轴承座2通过螺栓固定设置于底座1的T型槽上，且可沿T型槽滑动。内衬套9、弹性环8及外衬套7由内到外依次套装，外衬套7过盈配合安装到轴承座2的内孔内；弹性环8的内、外表面分别设有内表面凸台和外表面凸台，内表面凸台和外表面凸台相互交错且均匀分布，外表面凸台支撑于外衬套7，内表面凸台支撑于内衬套9。施力装置与测力系统B包括施力装置和测力系统；施力装置用于对弹性环组件A施加不同的径向载荷；测力系统用于测出施力装置施加的不同径向载荷的大小。如图4所示，施力装置包括把手12、丝杠13、滑轨14、顶板15及固定板16，其中顶板15和固定板16平行设置，丝杠13和滑轨14设置于顶板15和固定板16之间，滑轨14的一端与固定板16连接，另一端与顶板15滑动连接；丝杠13的一端与固定板16可转动地连接，另一端与顶板15通过螺纹副连接；把手12设置于丝杠13的端部；顶板15与测力系统连接。如图1、图3所示，测力系统包括力学数据采集系统5、力传感器10及转接工装11，其中力传感器10的一端与顶板15连接，另一端与转接工装11连接，转接工装11与弹性环组件A接触；力学数据采集系统5与力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，其特征在于，包括底座(1)及设置于所述底座(1)上的弹性环组件(A)、施力装置与测力系统(B)及光学测试系统(C)；/n所述施力装置与测力系统(B)设置于所述弹性环组件(A)上，所述施力装置与测力系统(B)用于对所述弹性环组件(A)施加不同的径向载荷，同时能够测出该径向载荷的大小；/n所述光学测试系统(C)用于测量所述弹性环组件(A)受到径向加载力后的变形状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，其特征在于，包括底座(1)及设置于所述底座(1)上的弹性环组件(A)、施力装置与测力系统(B)及光学测试系统(C)；
所述施力装置与测力系统(B)设置于所述弹性环组件(A)上，所述施力装置与测力系统(B)用于对所述弹性环组件(A)施加不同的径向载荷，同时能够测出该径向载荷的大小；
所述光学测试系统(C)用于测量所述弹性环组件(A)受到径向加载力后的变形状态。


2.根据权利要求1所述的航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，其特征在于，所述弹性环组件(A)包括轴承座(2)、外衬套(7)、弹性环(8)及内衬套(9)，其中轴承座(2)设置于所述底座(1)上，所述内衬套(9)、弹性环(8)及外衬套(7)由内到外依次套装，所述外衬套(7)过盈配合安装到所述轴承座(2)的内孔内；所述弹性环(8)的内、外表面分别设有内表面凸台和外表面凸台，所述外表面凸台支撑于外衬套(7)，所述内表面凸台支撑于内衬套(9)。


3.根据权利要求1所述的航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，其特征在于，所述施力装置与测力系统(B)包括施力装置和测力系统；所述施力装置用于对所述弹性环组件(A)施加不同的径向载荷；所述测力系统用于测出所述施力装置施加的不同径向载荷的大小。


4.根据权利要求3所述的航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，其特征在于，所述施力装置包括把手(12)、丝杠(13)、滑轨(14)、顶板(15)及固定板(16)，其中顶板(15)和固定板(16)平行设置，所述丝杠(13)和滑轨(14)设置于所述顶板(15)和固定板(16)之间，所述滑轨(14)的一端与所述固定板(16)连接，另一端与所述顶板(15)滑动连接；所述丝杠(13)的一端与所述固定板(16)可转动地...

【专利技术属性】
技术研发人员：于长帅，骆海涛，刘广明，崔迅，郭思伟，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21