一种涡轮转子喘振模拟装置制造方法及图纸

本公开揭示了一种涡轮转子喘振模拟装置，包括：底座，底座上设置有涡轮转子结构和喘振机匣结构，所述涡轮转子结构和所述喘振机匣结构通过同时转动使得气流流量持续变化，以对涡轮转子喘振进行模拟。轮转子喘振进行模拟。轮转子喘振进行模拟。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮转子喘振模拟装置


[0001]本公开属于涡轮转子振动测试领域，具体涉及一种涡轮转子喘振模拟装置。

技术介绍

[0002]涡轮机械是航空、舰船、能源工业等系统内应用广泛的重要装置。转子叶片是涡轮机械的关键零部件之一，通常工作在高温、高压、高转速的恶劣工况下。喘振作为发动机的典型气动不稳定流态，是存在于整个压缩系统内的轴对称不稳定流动，表现为通过系统的流量和压气机出口压力等参数都随着时间在发动机轴向上作低频脉动。这种脉动使得发动机的效率和性能大大降低，严重情况下，还将引起发动机故障甚至破坏，从而导致灾难性的后果。
[0003]航空工业领域常常通过逼喘试验来分析压气机喘振时的压力变化，通过脉动压力变化判断及预测压气机内的气流的实时情况，对于压气机的稳定性监测具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种涡轮转子喘振模拟装置，该装置通过旋转齿盘旋转以实现机匣上开孔的开闭，从而控制气体流量的大小，进而实现了对转子喘振的模拟。
[0005]为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
[0006]一种涡轮转子喘振模拟装置，包括：
[0007]底座，
[0008]底座上设置有涡轮转子结构和喘振机匣结构，
[0009]所述涡轮转子结构和所述喘振机匣结构通过同时转动使得气流流量持续变化，以对涡轮转子喘振进行模拟。
[0010]优选的，所述装置还包括第一驱动结构。
[0011]优选的，所述第一驱动结构包括：
[0012]主轴，
[0013]主轴的一端通过联轴器连接主轴电机，另一端连接涡轮转子结构。
[0014]优选的，所述涡轮转子结构包括：
[0015]涡轮转子叶盘，涡轮转子叶盘上均匀布置有叶片，且涡轮转子叶盘中心位置设置有穿孔，所述主轴通过穿孔与涡轮转子叶盘连接。
[0016]优选的，所述涡轮转子叶盘上还设置有锁止螺母。
[0017]优选的，所述喘振机匣结构包括：
[0018]机匣底座，
[0019]机匣底座上设置有机匣主体，机匣主体包裹于涡轮转子叶盘外侧。
[0020]优选的，所述装置还包括第二驱动结构，用于对所述喘振机匣结构进行驱动。
[0021]优选的，所述第二驱动结构包括伺服电机和驱动齿轮，伺服电机通过驱动齿轮对喘振机匣结构进行驱动。
[0022]本公开还提供一种涡轮转子喘振模拟方法，包括如下步骤：
[0023]S100：第一驱动结构驱动涡轮转子结构转动；
[0024]S200：第二驱动结构驱动喘振机匣结构转动；
[0025]S300：涡轮转子结构和喘振机匣机构在转动过程中使得气流流量迅速变化，以对涡轮转子喘振进行模拟。
[0026]与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：本公开可以灵活的控制机匣出气端的开闭及气体的流量，通过电机带动旋转齿盘可以迅速实现开闭，响应速度快且更容易实现转子喘振。同时，机匣可以扩展，可用于研究转子喘振与出气端压力变化的规律。
附图说明
[0027]图1是本公开一个实施例提供的一种涡轮转子喘振模拟装置的结构示意图；
[0028]图2是图1所示涡轮转子喘振模拟装置中转子运动模块的示意图；
[0029]图3是图1所示涡轮转子喘振模拟装置中机匣及气门开闭机构的示意图；
[0030]图4是喘振机匣扩展示意图；
[0031]图5是机匣端盖与旋转齿盘结构示意图；
[0032]附图标记说明如下：
[0033]1、底座；2、电机座；3、主轴电机；4、联轴器；5、主轴；6、轴承座；7、涡轮转子叶盘；8、锁止螺母；9、机匣主体；10、机匣底座；11、扩展机匣；12、机匣端盖；13、旋转齿盘；14、轴承；15、卡簧；16、驱动齿轮；17、伺服电机座；18、伺服电机。
具体实施方式
[0034]下面将参照附图1至图5详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以通过各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0035]需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定结构。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个结构。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分结构的方式，而是以结构在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本公开的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0036]为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。
[0037]一个实施例中，如图1所示，本公开提供一种涡轮转子喘振模拟装置，包括：
[0038]底座1；
[0039]底座1上设置有涡轮转子结构和喘振机匣结构；
[0040]所述涡轮转子结构和所述喘振机匣结构通过同时转动使得气流流量持续变化，以对涡轮转子喘振进行模拟。
[0041]另一个实施例中，所述装置还包括第一驱动结构。
[0042]本实施例中，第一驱动结构包括主轴5，主轴5位于轴承座6上，主轴5的一端通过联轴器4连接位于电机座2上的主轴电机3，另一端连接涡轮转子结构。
[0043]另一个实施例中，如图2所示，所述涡轮转子结构包括：
[0044]涡轮转子叶盘7，涡轮转子叶盘7上均匀布置有叶片，且涡轮转子叶盘中心位置设置有穿孔，所述主轴5通过穿孔与涡轮转子叶盘7连接并通过锁止螺母8固定。
[0045]另一个实施例中，如图3、图4和图5所示，所述喘振机匣结构包括：
[0046]机匣底座10；
[0047]机匣底座10上设置有机匣主体9，机匣主体9包裹于涡轮转子叶盘7外侧。
[0048]本实施例中，机匣主体9沿远离涡轮转子叶盘7方向依次连接有扩展机匣11和机匣端盖12，机匣端盖12通过轴承14连接旋转齿盘13，且轴承14通过卡簧15进行限位。此外，机匣端盖和旋转齿盘上均匀布置有多个开孔，以作为整个喘振机匣结构的出气口，并且，开孔呈扇形，以和涡轮转子叶盘上的扇形叶片对应。当涡轮转子叶盘在第一驱动结构的驱动下转动时，其上均匀布置的多个叶片依次经过开孔，由于叶片持续作圆周转动，其经过开孔时与开孔之间形成的出气口的大小也是持续变化的，因此使得流过开孔的气流大小也是持续变化的(当叶片与开孔完全重合，出气口关闭，气流流量最小甚至为0，当叶片与开孔完全不重合，出气口开启，气流流量获得最大)，从而就实现了涡轮转子叶盘的喘振效果。另外，每个开孔的扇形夹角为29
°
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮转子喘振模拟装置，包括：底座；底座上设置有涡轮转子结构和喘振机匣结构；所述涡轮转子结构和所述喘振机匣结构通过同时转动使得气流流量持续变化，以对涡轮转子喘振进行模拟。2.根据权利要求1所述的装置，其中，优选的，所述装置还包括第一驱动结构。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一驱动结构包括：主轴；主轴的一端通过联轴器连接主轴电机，另一端连接涡轮转子结构。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述涡轮转子结构包括：涡轮转子叶盘，涡轮转子叶盘上均匀布置有叶片，且涡轮转子叶盘中心位置设置有穿孔，所述主轴通过穿孔与涡轮转子叶盘连接。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述涡轮转子叶盘上还...

【专利技术属性】
技术研发人员：田绍华，李浩琪，杨志勃，曹佳辉，胡华辉，赵玉柱，李文博，吴淑明，陈雪峰，杨来浩，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：