本发明专利技术公开了一种模拟飞行工况转子系统的实验装置，其包括底座、旋转台、旋转架、旋转臂、旋转托板、转子机构、柔性膜盘联轴器、耦合误差调节机构；本发明专利技术装置能实现俯冲、爬升、横滚、盘旋等飞行工况模拟实验，且可以进行任意切换以及两种飞行工况复合进行，提高实验的多样性；通过耦合误差调节机构使膜盘联轴器产生耦合误差，即不对中故障，在不对中工况下模拟各种飞行工况进行实验，进而实现飞行工况下存在耦合误差的转子系统柔性膜盘联轴器振动实验；且本发明专利技术装置结构简单、易操作及功能易实现。现。现。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟飞行工况转子系统的实验装置
[0001]本专利技术属于非惯性系下转子系统振动实验
，具体涉及一种模拟飞行工况转子系统柔性膜盘联轴器存在耦合误差的振动实验装置。
技术介绍
[0002]航空发动机
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膜盘联轴器
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飞机附件传动系统对飞机和发动机起着关键作用，在飞机飞行过程中，其不同的飞行工况会产生不同的惯性力及陀螺力矩作用，加之高速旋转机组往往处于高温、高压、高转速、大扭矩等恶劣工况下，以及柔性膜盘联轴器轴向和弯曲刚度较小，且在安装时不可避免会产生耦合误差，则增加了不对中、碰摩等故障发生概率，故障一旦发生，会引起转子系统振动和磨损加剧，影响机组运行；特别的，柔性膜盘联轴器在轴向和径向极易产生较大振幅，一旦发生断裂和破坏，发动机动力无法传递到飞机附件系统，将导致灾难性事故发生。因此通过模拟飞行工况，并在飞行工况下分析转子系统柔性膜盘联轴器存在耦合误差的振动特性规律，以及改进设计柔性膜盘联轴器的结构及连接形式，具有一定的现实意义与经济实用价值。
[0003]目前，实验室常用转子试验台来模拟惯性系下旋转机械的运行状态，但是对于飞行工况下旋转机械运行状态的模拟长期以来并未得到很好的解决；市面上大多数柔性膜盘联轴器是盘和轴一体设计安装的，不便于拆卸更换。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术存在的问题，本专利技术提供了一种模拟飞行工况转子系统的实验装置，其包括底座、旋转台、旋转架、旋转臂、旋转托板、转子机构、柔性膜盘联轴器、耦合误差调节机构；所述旋转台安装在底座上，旋转架固定在旋转台上，旋转臂活动设置在旋转架内，旋转托板固定在旋转臂顶部，配重块固定在旋转臂2个下端处，转子机构设置在旋转托板上，转子机构中部安装有柔性膜盘联轴器，转子机构底部安装有耦合误差调节机构；旋转台内设置有蜗轮、蜗杆，电机Ⅰ的输出轴通过联轴器与蜗杆固连，蜗轮和蜗杆相配合；电机Ⅱ设置在旋转架上，其输出端与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮相配合，蜗轮通过轴与旋转臂固连。
[0005]其中转子机构包括电机Ⅲ、带轴承的轴承座、转轴Ⅰ、法兰Ⅰ、转轴Ⅱ、磁粉负载，电机Ⅲ的输出轴通过联轴器与转轴Ⅰ一端连接，转轴Ⅰ另一端穿过带轴承的轴承座与法兰Ⅰ连接，磁粉负载通过联轴器与转轴Ⅱ一端连接，转轴Ⅱ另一端穿过带轴承的轴承座与法兰Ⅱ连接，柔性膜盘联轴器两端分别与法兰Ⅰ、法兰Ⅱ连接。
[0006]柔性膜盘联轴器包括轴托、法兰Ⅲ、整流罩、膜盘、中间轴、连接件，轴托设置在柔性膜盘联轴器两端的法兰Ⅲ内，法兰Ⅲ一端上的法兰盘、整流罩、膜盘通过若干个螺栓整合在一起，中间轴两端分别通过连接件、螺钉与2个膜盘固连，2个法兰Ⅲ分别与转子系统的法兰Ⅰ、法兰Ⅱ连接；
[0007]在中间轴和膜盘之间用连接件连接，代替传统的直接焊接方式，中间轴和连接件之间采用铆钉连接形式，膜盘和连接件之间采用螺栓连接形式，这使得膜盘可拆卸更换，也
可以根据不同工况需求拆卸更换不同长度和材料的中间轴，特别的，在所述柔性膜盘联轴器的中间轴或膜盘损坏的情况下，无需全部拆除，也无需更换整个膜盘联轴器，只需按要求更换损坏零件即可。这样达到了方便拆卸更换、节约更换时长和成本的技术要求，并且保证机组能快速恢复运转的同时节约了大量的经济成本。
[0008]所述整流罩表面涂有耐磨涂层，用来减小膜盘联轴器在高速旋转时膜盘和螺栓与空气的摩擦，起到保护膜盘的作用，延长其使用寿命；
[0009]耦合误差调节机构包括电机Ⅳ、基座Ⅰ、基座Ⅱ、电机
Ⅴ
、基座Ⅲ、转盘、基座Ⅳ、电机
Ⅵ
，基座Ⅰ固定在旋转托板上，基座Ⅱ通过底部的滑块活动设置在基座Ⅰ上的滑槽内，基座Ⅱ内装有丝杆，电机Ⅳ的输出轴通过联轴器Ⅱ与丝杆一端连接且基座Ⅱ沿丝杆移动，基座Ⅲ活动设置在基座Ⅱ上，基座Ⅲ内设置有丝杆，电机
Ⅴ
的输出轴与丝杆连接且基座Ⅲ沿丝杆移动，转盘通过涡轮活动设置在基座Ⅲ上，基座Ⅳ固定在转盘上，电机
Ⅵ
的输出轴与蜗杆连接，蜗杆与涡轮相配合带动基座Ⅳ旋转。
[0010]本专利技术的优点和技术效果：
[0011]1、能实现单一以及复合飞行工况的模拟；
[0012]2、在上述模拟基础上还可以实现耦合误差的模拟，其中耦合误差是指转子系统膜盘联轴器平行不对中故障、轴向偏移量、角向不对中故障这三者故障耦合的情况。耦合误差调节机构便可以实现这三种故障模拟，可以模拟单一故障，也可以模拟耦合故障，即模拟耦合误差；本装置更能准确模拟用于航空航天中的膜盘联轴器的工况，包括飞行工况，耦合误差工况；
[0013]3、在装置中设计了配重块，配重块安装在旋转臂下端，其可以起到动平衡的作用，防止系统振动加剧，保证实验的准确性。通过加装相应质量的配重块便可以精确实现系统的动平衡；
[0014]4、改进设计了膜盘联轴器结构(在中间轴和膜盘之间用连接件连接，代替传统的直接焊接方式，中间轴和连接件之间采用铆钉连接形式，膜盘和连接件之间采用螺栓连接形式)。使得膜盘可拆卸更换，也可以根据不同工况需求拆卸更换不同长度或材料的中间轴；在所述柔性膜盘联轴器的中间轴或膜盘损坏的情况下，以及需求拆卸更换不同长度或材料的中间轴时，无需全部拆除，也无需更换整个膜盘联轴器，只需按要求更换损坏零件、不同长度或材料的中间轴即可。这样达到了方便拆卸更换、节约更换时长和成本的技术要求，并且保证机组能快速恢复运转的同时节约了大量的经济成本。
附图说明
[0015]图1为本专利技术装置结构示意图；
[0016]图2为本专利技术转子机构的结构示意图；
[0017]图3为柔性膜盘联轴器的结构示意图；
[0018]图4为连接件的结构示意图；
[0019]图5为膜盘的结构示意图；
[0020]图6为法兰Ⅲ的结构示意图；
[0021]图7为耦合误差调节机构的结构示意图；
[0022]图8为旋转臂中驱动部分结构示意图；
[0023]图9为模拟俯冲或爬升飞行工况的示意图；
[0024]图10为模拟横滚飞行工况的示意图；
[0025]图11为模拟盘旋飞行工况的示意图；
[0026]图12为模拟横滚
‑
盘旋复合飞行工况的示意图；
[0027]图13为模拟俯冲(或爬升)
‑
盘旋复合飞行工况的示意图；
[0028]图14为柔性膜盘联轴器在惯性系和各种飞行状态下的轴心轨迹图；
[0029]图15为柔性膜盘联轴器在惯性系和各种飞行状态下x方向位移时域曲线图；
[0030]图16为柔性膜盘联轴器在惯性系和各种飞行状态下y方向位移时域曲线图；
[0031]图14
‑
16中实线表示惯性系、点线表示爬升飞行状态、点划线表示俯冲飞行状态、双点划线表示横滚飞行状态、划线表示盘旋飞行状态；
[0032]图17为x、y方向示意图；
[0033]图中：1
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底座；2
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旋转台本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟飞行工况转子系统的实验装置，其特征在于：包括底座(1)、旋转台(2)、旋转架(3)、旋转臂(4)、旋转托板(6)、转子机构(7)、柔性膜盘联轴器(8)、耦合误差调节机构(9)；所述旋转台(2)安装在底座(1)上，旋转架(3)固定在旋转台(2)上，旋转臂(4)活动设置在旋转架(3)内，旋转托板(6)固定在旋转臂(4)顶部，旋转臂(4)底端设置有配重块(5)，转子机构(7)设置在旋转托板(6)上，转子机构(7)中部安装有柔性膜盘联轴器(8)，转子机构(7)底部安装有耦合误差调节机构(9)；旋转台(2)内设置有蜗轮、蜗杆，电机Ⅰ(10)的输出轴通过联轴器(11)与蜗杆固连，蜗轮和蜗杆相配合；电机Ⅱ(12)设置在旋转架(3)上，其输出端与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮相配合，蜗轮通过轴与旋转臂(4)固连。2.根据权利要求1所述的模拟飞行工况转子系统的实验装置，其特征在于：转子机构(7)包括电机Ⅲ(701)、带轴承的轴承座(702)、转轴Ⅰ(703)、法兰Ⅰ(704)、转轴Ⅱ(705)、磁粉负载(706)，电机Ⅲ(701)的输出轴通过联轴器与转轴Ⅰ(703)一端连接，转轴Ⅰ(703)另一端穿过带轴承的轴承座(702)与法兰Ⅰ(704)连接，磁粉负载(706)通过联轴器与转轴Ⅱ(705)一端连接，转轴Ⅱ(705)另一端穿过带轴承的轴承座与法兰Ⅱ连接，柔性膜盘联轴器(8)两端分别与法兰Ⅰ、法兰Ⅱ连接。3.根据权利要求2所述的模拟飞行工况转子系统的实验装置，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：于印鑫，余明杰，黄威靖，许余航，魏鑫，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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