[发明专利]带涡轮支承和外机匣的航空发动机主轴承试验器

说明书

技术领域

本发明涉及一种带发动机零组件、具备中介主轴承复杂振动传输路径模拟的主轴承试验设备，属于航空发动机关键零组件试验技术领域。

背景技术

航空发动机中介主轴承是现代涡扇发动机上一类非常特殊、非常关键的主轴承，内外圈高速旋转，内圈随低压转子高速旋转，外圈随高压转子高速旋转，由于同时支承高压转子和低压转子，中介主轴承一旦失效会直接导致发动机转子抱轴、断轴，发动机丧失动力，甚至发生等级事故，其危害要远大于一般的主轴承，因此，非常有必要研究其滚动接触疲劳失效机理及高频振动和滑油碎屑监视技术。国内现有的中介主轴承试验器仅采用单套中介主轴承在双轴试验机上进行转速及加载模拟试验，这种试验器仅采用真实中介主轴承，不具备复杂振动传输路径研究能力，与中介主轴承服役工况差距较大。因此，保留从中介主轴承→低压轴后支点→挤压油膜减振器→轴承机匣→涡轮支承→混合器→偏心轮和滑块→外机匣的完整振动传输路径，使得中介主轴承的模拟试验工况尽可能与实际服役工况一致具有重要价值，尤其对于研究从外机匣监视主轴承的高频振动监视技术以及振动传感器选型和布局有重要参考。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有模拟中介主轴承复杂振动传输路径的航空发动机主轴承试验器，除了可开展发动机中介主轴承的性能模拟试验外，还可开展航空发动机中介主轴承高频振动监视、滑油碎屑监视技术研究、具备变转速、变载荷加速试验、滑油加温、滑油供回油及润滑方式模拟能力，可用于航空发动机中介主轴承滚动接触疲劳机理研究、失效过程规律研究以及作为中介主轴承微弱振动信号分离与增强、早期故障诊断、故障预测方法研究的支持平台。

本发明的技术方案是：

带涡轮支承和外机匣的航空发动机主轴承试验器，该试验器融合了航空发动机的真实零部件；

试验器主体由驱动试验轴承内、外圈转动的内圈轴系9、外圈轴系4、发动机真实零组件以及往复机构组成。发动机真实零组件模拟试验轴承的完整振动传递路径。试验器主体设有润滑系统与振动监测系统；润滑系统为试验器各转动部件提供润滑并监测滑油中金属碎屑情况。振动监测系统用于开展振动传递规律研究。

航空发动机的真实零部件包括真实的航空发动机涡轮支承和外机匣组件与试验器机座连，以涡轮支承部件作为轴承支承点组建两个独立旋转的轴系，低速轴系的电主轴和支架往复移动，便于试验器的拆装。

所述高速联轴器最高转速为16500rpm，低速联轴器最高转速为12000rpm。

连接法兰7将内圈轴系9和外机匣组件8连接到由机座1和主体机座5组成的试验器床身上；高速电主轴2、低速电主轴11分别通过高速联轴器3、低速联轴器10驱动外圈轴系4的转轴b34、内圈轴系9的转轴a20旋转，加载油缸6与内圈轴系9连接，并为内圈轴系9施加载荷；试验轴承15设置在外圈轴系4、内圈轴系9之间。

完整振动传输路径通过试验轴承15、试验器的内圈轴系9、外机匣组件8实现；该传输路径为试验轴承15→发动机真实零组件低压轴后支点轴承29→挤压油膜阻尼器28→轴承机匣32→内圈轴系9→混合器→偏心轮和滑块→外机匣组件8。

本发明可以获得如下有益效果：

本发明可用于开展发动机中介主轴承的性能模拟试验；

本发明可开展航空发动机中介主轴承高频振动监视、滑油碎屑监视技术研究；

本发明具备变转速、变载荷加速试验、滑油加温、滑油供回油及润滑方式模拟能力，可用于航空发动机中介主轴承滚动接触疲劳机理研究、失效过程规律研究以及作为中介主轴承微弱振动信号分离与增强、早期故障诊断、故障预测方法研究的支持平台。

附图说明

图1本发明的主体布局示意图；

图2内圈轴系结构示意图；

图3外圈轴系结构示意图；

图4往复机构示意图；

图5滑油碎屑传感器布局示意图；

图6高频振动传感器布局示意图；

图7试验器总体构成示意图。