封严涂层碰磨测试装置制造方法及图纸

一种封严涂层碰磨测试装置。其包括加热装置、底座、旋转系统、进给系统、保护系统、数据采集系统、试样固定系统和控制器；加热装置、旋转系统、进给系统、保护系统、数据采集系统、试样固定系统安装在底座上；控制器与本装置中的用电部件电连接。本发明专利技术提供的封严涂层碰磨测试装置具有如下有益效果：本发明专利技术可以真实模拟工况下的封严涂层与叶片高速转动下的碰磨情况，研究不同侵入深度下，涂层试样受到的碰磨力，并且测得实验的参数可用来分析涂层的性能。整体结构布局合理，操作方便，能够满足实验的需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
封严涂层碰磨测试装置


[0001]本专利技术属于航空发动机试验测试系统
，特别涉及一种用于模拟分析涂层对叶片碰磨影响情况的实验机构。

技术介绍

[0002]飞机发动机涡轮的径向间隙增大时，发动机单位耗油量也将随之增加；反之,径向间距减少,发动机的涡轮效率就随之提高。另外，减少压气机的径向间隙还可以提高发动机的抗喘振能力，从而改善飞行安全性。作为发动机的重要技术之一，封严涂层可改善飞机燃气轮机中旋转与固定部件之间的密封性，显著提高发动机的性能。采用在涡轮机与压气机的机匣上制备封严涂层来封闭气体通道，可减小间隙，提高热效率。封严涂层已经在航空领域得到广泛应用。理想的封严涂层要求热稳定性强、摩擦系数小、抗氧化性强，用于叶尖与机匣之间封严时，才能在保持最小间隙的同时有效阻止刮擦损伤，达到良好的封严效果。
[0003]但在实际应用中，叶片与封严涂层经常会出现高速刮擦的碰磨现象，会引起叶片持续、剧烈振动的碰磨，就有可能诱发叶片断裂报废、转轴弯曲和整机剧烈振动等更严重的问题。这严重威胁到了发动机的运行安全，也会影响其效率。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题,本专利技术的目的在于提供一种封严涂层碰磨测试装置。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供的封严涂层碰磨测试装置包括加热装置、底座、旋转系统、进给系统、保护系统、数据采集系统、试样固定系统和控制器；
[0006]其中，所述进给系统包括水平丝杆导轨、连接件、固定支架、竖直丝杆导轨、垂直伺服电机和水平伺服电机；其中竖直丝杆导轨的下端固定在底座的顶面一侧，且由垂直伺服电机进行驱动而能够上下移动；固定支架呈凹字形，水平设置，与开口相对的侧面固定在竖直丝杆导轨上；两个水平丝杆导轨分别安装在固定支架上与开口相邻的两个侧面内表面上，且分别由一个水平伺服电机进行驱动而能够左右移动；连接件的两端分别连接在两个水平丝杆导轨上；
[0007]旋转系统包括转轴、动力头、电机、圆盘和叶片；电机的输出端位于下端且通过动力头上的芯轴与转轴的上端相连接；动力头的外壳则与连接件的中部相连接；转轴的下端安装有圆盘；圆盘的外部边缘处安装有多个叶片；
[0008]数据采集系统包括力学传感器和温度传感器；其中力学传感器安装在底座的顶面中部；
[0009]保护系统包括底板、左侧防护盖、右侧防护盖和环形挡板；底板的底面中部固定在力学传感器上；环形挡板的下端固定在底板的顶面中部，并且一侧圆周面上形成有一个用于设置涂层试样的缺口，且缺口的位置与竖直丝杆导轨的位置距离最远；左侧防护盖与右侧防护盖均呈半圆形，以可拆卸的方式安装在环形挡板的上端口处，并且左侧防护盖与右侧防护盖的圆心处分别形成有一个半圆孔，两个半圆孔组成一个圆孔，用于贯穿转轴；
[0010]加热装置安装在左侧防护盖上，用于加热涂层试样；
[0011]试样固定系统包括垫块、压板和压板螺栓；垫块为楔形块，下端固定在底板顶面上位于环形挡板上缺口外侧的部位；压板的两端分别放置在垫块的斜面及涂层试样的上端，中部形成有一个螺栓贯穿孔；压板螺栓的下端穿过压板上的螺栓贯穿孔后螺纹连接在底板上，由此将涂层试样固定住；温度传感器3设置在底板的顶面且与涂层试样的外侧面相接触；
[0012]控制器分别与力学传感器、温度传感器、加热装置、电机、垂直伺服电机和水平伺服电机电连接。
[0013]所述加热装置采用火焰枪。
[0014]所述力学传感器采用三分量测功机，用于测量碰磨时产生的碰磨力的三个正交分量。
[0015]所述温度传感器采用红外线传感器，用于测量涂层试样5的温度。
[0016]所述左侧防护盖与右侧防护盖与环形挡板间采用螺栓连接。
[0017]所述控制器采用PLC控制器。
[0018]本专利技术提供的封严涂层碰磨测试装置具有如下有益效果：本专利技术可以真实模拟工况下的封严涂层与叶片高速转动下的碰磨情况，研究不同侵入深度下，涂层试样受到的碰磨力，并且测得实验的参数可用来分析涂层的性能。整体结构布局合理，操作方便，能够满足实验的需求。
附图说明
[0019]图1为本专利技术提供的封严涂层碰磨测试装置的总体结构图。
[0020]图2为本专利技术提供的封严涂层碰磨测试装置的保护系统图。
[0021]图3为本专利技术提供的封严涂层碰磨测试装置的电机与进给系统图。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术的实施方式通过附图和具体实例进行进一步阐释。
[0023]如图1
‑
图3所示，本专利技术提供的封严涂层碰磨测试装置包括加热装置8、底座21、旋转系统、进给系统、保护系统、数据采集系统、试样固定系统和控制器；
[0024]其中，所述进给系统包括水平丝杆导轨11、连接件14、固定支架15、竖直丝杆导轨16、垂直伺服电机和水平伺服电机；其中竖直丝杆导轨16的下端固定在底座21的顶面一侧，且由垂直伺服电机进行驱动而能够上下移动；固定支架15呈凹字形，水平设置，与开口相对的侧面固定在竖直丝杆导轨16上；两个水平丝杆导轨11分别安装在固定支架15上与开口相邻的两个侧面内表面上，且分别由一个水平伺服电机进行驱动而能够左右移动；连接件14的两端分别连接在两个水平丝杆导轨11上；
[0025]旋转系统包括转轴10、动力头12、电机13、圆盘17和叶片19；电机13的输出端位于下端且通过动力头12上的芯轴与转轴10的上端相连接；动力头12的外壳则与连接件14的中部相连接；转轴10的下端安装有圆盘17；圆盘17的外部边缘处安装有多个叶片19；
[0026]数据采集系统包括力学传感器1和温度传感器3；其中力学传感器1安装在底座21的顶面中部；
[0027]保护系统包括底板2、左侧防护盖9、右侧防护盖18和环形挡板20；底板2的底面中部固定在力学传感器1上；环形挡板20的下端固定在底板2的顶面中部，并且一侧圆周面上形成有一个用于设置涂层试样5的缺口，且缺口的位置与竖直丝杆导轨16的位置距离最远；左侧防护盖9与右侧防护盖18均呈半圆形，以可拆卸的方式安装在环形挡板20的上端口处，并且左侧防护盖9与右侧防护盖18的圆心处分别形成有一个半圆孔，两个半圆孔组成一个圆孔，用于贯穿转轴10；
[0028]加热装置8安装在左侧防护盖9上，用于加热涂层试样5；
[0029]试样固定系统包括垫块4、压板6和压板螺栓7；垫块4为楔形块，下端固定在底板2顶面上位于环形挡板20上缺口外侧的部位；压板6的两端分别放置在垫块4的斜面及涂层试样5的上端，中部形成有一个螺栓贯穿孔；压板螺栓7的下端穿过压板6上的螺栓贯穿孔后螺纹连接在底板2上，由此将涂层试样5固定住；温度传感器3设置在底板2的顶面且与涂层试样5的外侧面相接触；
[0030]控制器分别与力学传感器1、温度传感器3、加热装置8、电机13、垂直伺服电机和水平伺服电机电连接。
[0031]所述加热装置8采用火焰枪。
[0032]所述力学传感器1采用三分量测功机，用于测量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封严涂层碰磨测试装置，其特征在于：所述封严涂层碰磨测试装置包括加热装置(8)、底座(21)、旋转系统、进给系统、保护系统、数据采集系统、试样固定系统和控制器；其中，所述进给系统包括水平丝杆导轨(11)、连接件(14)、固定支架(15)、竖直丝杆导轨(16)、垂直伺服电机和水平伺服电机；其中竖直丝杆导轨(16)的下端固定在底座(21)的顶面一侧，且由垂直伺服电机进行驱动而能够上下移动；固定支架(15)呈凹字形，水平设置，与开口相对的侧面固定在竖直丝杆导轨(16)上；两个水平丝杆导轨(11)分别安装在固定支架(15)上与开口相邻的两个侧面内表面上，且分别由一个水平伺服电机进行驱动而能够左右移动；连接件(14)的两端分别连接在两个水平丝杆导轨(11)上；旋转系统包括转轴(10)、动力头(12)、电机(13)、圆盘(17)和叶片(19)；电机(13)的输出端位于下端且通过动力头(12)上的芯轴与转轴(10)的上端相连接；动力头(12)的外壳则与连接件(14)的中部相连接；转轴(10)的下端安装有圆盘(17)；圆盘(17)的外部边缘处安装有多个叶片(19)；数据采集系统包括力学传感器(1)和温度传感器(3)；其中力学传感器(1)安装在底座(21)的顶面中部；保护系统包括底板(2)、左侧防护盖(9)、右侧防护盖(18)和环形挡板(20)；底板(2)的底面中部固定在力学传感器(1)上；环形挡板(20)的下端固定在底板(2)的顶面中部，并且一侧圆周面上形成有一个用于设置涂层试样(5)的缺口，且缺口的位置与竖直丝杆导轨(16)的位置距离最远；左侧防护盖(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，张津郡，陈思宇，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：