一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备及方法技术

本发明专利技术涉及航空发动机波形弹簧应力松弛试验领域，公开了一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备及方法，试验设备包括压力加载单元、加热控温单元、压力测量单元、显示记录单元；压力加载单元用于给待测零件加载试验时需要承受的压力；加热控温单元用于模拟待测零件工作时所处的交变温度环境；压力测量单元用于实时测量待测零件应力松弛参数；显示记录单元用于试验数据的实时展示，显示记录单元与压力测量单元、加热控温单元通信连接。本发明专利技术解决了现有试验设备和方法不能准确模拟航空发动机波形弹簧的工作环境，导致其应力松弛试验结果不能真实反映发动机工作时波形弹簧零件的应力松弛性能的问题。件的应力松弛性能的问题。件的应力松弛性能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备及方法


[0001]本专利技术涉及航空发动机波形弹簧应力松弛试验领域，具体是指一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备及方法。

技术介绍

[0002]波形弹簧是一种型面呈波浪状，一般在圆周方向上均匀分布若干个正弦波形且轴向受力的弹性元件，相较于传统弹簧在单位体积情况下材料的变形能更大，在同等的负荷条件下与圆柱弹簧相比较可节省约50％的安装空间，并且其缓冲、减振、补偿、储能等实际工作效果远远优于一般弹簧。在航空发动机中，为节省空间，通常会选用波形弹簧。波形弹簧装配到发动机上以后要长期承受压应力，发动机工作时又会受到交变温度的影响，十分容易发生应力松弛，进而影响发动机整体性能和可靠性。
[0003]应力松弛是在恒应变条件下，弹性元件的弹性性能随时间延续而减小的现象，是很多弹性元件失效的直接原因。国家标准GB/T10120《金属应力松弛试验方法》规定了金属材料的应力松弛试验方法，但标准规定采用试样进行试验，试样与实际零件差异较大，并且其是在恒定温度的情况下进行，不能准确模拟航空发动机波形弹簧的工作环境。
[0004]在实际试验过程中，现有试验设备中大多在测量时还依靠手工计时和记录数据，部分试验还需要拆卸试样进行测量，自动化程度低，误差较大，测量复杂且不稳定，并且只能在恒定温度的情况下进行。实际状况中，弹性元件的结构形式会直接影响应力松弛性能，并且交变的环境温度也会对应力松弛性能的产生非常大的影响。按标准进行测量，不能真实反映发动机工作时波形弹簧零件的应力松弛性能。

技术实现思路

[0005]基于以上技术问题，本专利技术提供了一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备及方法，解决了现有试验设备和方法不能准确模拟航空发动机波形弹簧的工作环境，导致其应力松弛试验结果不能真实反映发动机工作时波形弹簧零件的应力松弛性能的问题。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备，包括压力加载单元、加热控温单元、压力测量单元、显示记录单元；压力加载单元用于给待测零件加载试验时需要承受的压力；加热控温单元用于模拟待测零件工作时所处的交变温度环境；压力测量单元用于实时测量待测零件应力松弛参数；显示记录单元用于试验数据的实时展示，显示记录单元与压力测量单元、加热控温单元通信连接。
[0008]作为一种优选的方式，压力加载单元包括底板、压板和螺柱；底板上竖直固定有至少两根螺柱，压板上开设有与螺柱间隙配合的通孔，压板套设在螺柱之上；螺柱外周设有外螺纹，螺柱上套设有用于设定压板压力的螺母。
[0009]作为一种优选的方式，底板上还设有与螺柱平行的导柱，导柱为光轴结构，导柱穿
过压板与压板所设通孔间隙配合。
[0010]作为一种优选的方式，压力测量单元包括压力传感器和压力测量仪表；压力传感器固定在底板之上，压力测量仪表通过传感器引线与压力传感器连接。
[0011]作为一种优选的方式，加热控温单元包括试验箱和智能温控仪表；试验箱内设有加热元件和测温元件，智能温控仪表设置于试验箱外，并通过线缆与试验箱内加热元件、测温元件电连接。
[0012]作为一种优选的方式，智能温控仪表采用PID温控仪表。
[0013]作为一种优选的方式，试验箱内还设有循环鼓风装置。
[0014]此外，本专利技术还公开了一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验方法，应用于上述发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备，具体包括以下步骤：
[0015]S1、准备待测零件，并获得待测零件在工作装配条件下所承受的工作压力值；
[0016]S2、基于工作压力值完成待测零件与试验设备的安装调试；
[0017]S3、在智能控温仪表输入交变温度曲线后，启动加热控温单元试验开始；
[0018]S4、利用压力测量单元对处于工作压力值和交变温度环境下的待测零件的应力松弛试验数据进行采集；
[0019]S5、利用显示记录单元对采集到的试验数据进行处理，获得待测零件应力松弛试验数据实时变化曲线。
[0020]作为一种优选的方式，步骤S1中获得待测零件在工作装配条件下所承受的工作压力值，具体步骤包括：
[0021]S101、获得待测零件在工作装配条件下的工作高度值；
[0022]S102、在弹簧压力测试机上测试获得待测零件在工作高度值下的工作压力值。
[0023]作为一种优选的方式，步骤S2中基于工作压力值完成待测零件与试验设备的安装调试，具体包括以下步骤：
[0024]S201、根据所述工作压力值大小要求选择对应量程的压力传感器；
[0025]S202、将所述压力传感器和压力测量仪表进行连接，并对压力测量仪表进行调零；
[0026]S203、将所述压力测量仪表、智能控温仪表与显示记录单元通信连接，并确保压力测量仪表、智能控温仪表与显示记录单元上显示的值保持一致；
[0027]S204、将所述压力传感器、螺柱固定安装在底板上；
[0028]S205、将待测零件放置在压力传感器上，通过螺母和压板对待测零件轻微施加压力以保证待测零件不会掉落；
[0029]S206、将组装完成的压力加载单元放入试验箱中，拧动螺母调节压板对待测零件的压力，当压力测量仪表达到所述工作压力值后停止；
[0030]S207、关好试验箱箱门。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0032](1)本专利技术提出一种发动机用波形弹簧在交变温度下进行应力松弛试验的设备及方法，可以有效的模拟波形弹簧在发动机中工作时处于的交变温度的环境，同时直接采用波形弹簧零件进行试验，避免了由于试样结构和状态与零件不同，造成的试验结果不能准确反应零件应力松弛性能的问题。
[0033](2)本专利技术采用可调控加热控温单元，可以有效的模拟波形弹簧在发动机中工作
时处于的交变温度的环境，试验环境更加接近使用环境，试验结果可靠性更高。
[0034](3)本专利技术通过待测波形弹簧零件一次安装直至测试结束，中途无需卸载，压力测量单元的压力传感器及压力测量仪表实时监测应力变化，并自动上传至显示记录单元生成应力松弛曲线，整个试验过程高度自动化，减少了人为误差等影响试验数据的因素，具有安装和拆卸方便，操作简单，测试数据的准确性和稳定性高的特点，可以广泛应用于各型发动机弹簧类零件应力松弛性能的测定。
[0035](4)本专利技术通过还可以广泛应用于各型发动机弹簧类零件应力松弛性能的测定。通过本专利技术技术方案的实施，方便测定弹簧类零件在真实使用条件下的应力松弛曲线，为弹簧类零件在发动机中的设计和应用提供了技术依据。
附图说明
[0036]本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述，其中：
[0037]图1为本专利技术结构示意图。
[0038]图2为加热控温单元结构示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备，其特征在于，包括：压力加载单元(4)，所述压力加载单元(4)用于给待测零件(5)加载试验时需要承受的压力；加热控温单元(1)，所述加热控温单元(1)用于模拟待测零件(5)工作时所处的交变温度环境；压力测量单元(2)，所述压力测量单元(2)用于实时测量待测零件(5)应力松弛参数；显示记录单元(3)，所述显示记录单元(3)用于试验数据的实时展示，所述显示记录单元(3)与压力测量单元(2)、加热控温单元(1)通信连接。2.根据权利要求1所述的一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备，其特征在于，所述压力加载单元(4)包括：底板(405)，所述底板(405)上竖直固定有至少两根螺柱(402)；压板(404)，所述压板(404)上开设有与螺柱(402)间隙配合的通孔，所述压板(404)套设在螺柱(402)之上；螺柱(402)，所述螺柱(402)上套设有用于设定压板(404)压力的螺母(403)。3.根据权利要求2所述的一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备，其特征在于：所述底板(405)上还设有与螺柱(402)平行的导柱(401)，所述导柱(401)为光轴结构，所述导柱(401)穿过压板(404)与压板(404)所设通孔间隙配合。4.根据权利要求2所述的一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备，其特征在于，所述压力测量单元(2)包括：压力传感器(201)，所述压力传感器(201)固定在底板(405)之上；压力测量仪表(202)，所述压力测量仪表(202)通过传感器引线与压力传感器(201)连接。5.根据权利要求4所述的一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备，其特征在于，所述加热控温单元(1)包括：试验箱(103)，所述试验箱(102)内设有加热元件和测温元件(102)；智能温控仪表(101)，所述智能温控仪表(101)设置于试验箱(103)外，并通过线缆与试验箱(103)内加热元件、测温元件(102)电连接。6.根据权利要求5所述的一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备，其特征在于：所述智能温控仪表(101)采用PID温控仪表。7.根据权利要求5所述的一种用于发动机波形弹簧应力松弛试验的试验设备，其特征在于：所述试验箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：王熠，魏林，李永文，唐小虎，龚恒琨，席扬，
申请(专利权)人：四川航天中天动力装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：