[发明专利]航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置

说明书

本发明公开了一种航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，该装置主要由弹性环组件部分、施力装置、测力装置、光学测试系统和T型槽平面组成，施力装置与测力系统可以对弹性环施加从小到大不同径向加载力，并能准确测试该径向力的大小，利用光学测试系统对弹性环加载前后进行拍照，可计算分析出弹性环被加载前后各个部分的变形情况，即可得到弹性环的静刚度。本发明通过施力装置与测力系统对弹性环施加不同大小的力，可以用来研究弹性环静刚度的非线性情况；本发明光学测试系统可以测试弹性环不同位置处的变形情况，可以计算得到弹性环平均静刚度和不同位置处局部静刚度。

技术领域

本发明属于航空发动机转子系统领域，具体地，涉及一种航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置。

背景技术

为控制航空发动机临界转速，大多数航空发动机的转子系统在轴承支点都会设置弹性支撑。对于小型发动机来说，由于其尺寸小，转速高，工作转速范围大，在发动机总体结构尺寸严格限制的情况下，通常有效可行的方法是采用具有结构简单、重量轻、占用空间小等特点的弹性环式弹支。

弹性环典型结构是一个内、外表面相互交错且均匀分布的若干凸台的环形弹性元件。其内表面的凸台支撑于轴承外环，外表面的凸台支撑于外支撑，通过改变结构参数改变刚度，从而达到控制转子系统临界转速的目的。

对于弹性环刚度，常用解析法和有限元的方法进行计算，解析方法属于近似的计算，存在一定的偏差；有限元的方法适合复杂的边界条件，但是有限元网格的精度和材料的参数都会影响计算的精度；因此需要一种弹性环刚度测试的方法去进一步验证解析算法和有限元计算的结果。

发明内容

针对上述问题，本发明通过设计航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，实现对弹性环结构进行力的加载，同时精确测试出该力的大小，实现在该力加载状态下弹性环结构不同位置处的变形情况，从而实现测试弹性环刚度的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置，包括弹性环组件、施力装置、测力装置、光学测试系统及T型槽平面1。

所述的T型槽平面1作为所述航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置的底座，T型槽平面1上表面设置有多条相互平行设置的T型槽，用于安装固定其他部件。

所述的弹性环组件包括轴承座2、外衬套7、弹性环8和内衬套9，其中轴承座2设置在T型槽平面1上，外衬套7过盈配合设置在轴承座2的内孔中，弹性环8设置于外衬套7的中，内衬套9设置于弹性环8中，弹性环8的内表面和外表面均设有凸台，且内表面的凸台与外表面的凸台相互交错且均匀分布，外表面凸台支撑于外衬套7，内表面凸台支撑于内衬套9。

所述的测力装置包括力传感器10、力学数据采集系统5和转接工装11，其中，力传感器10一端与转接工装11的一端固定连接，转接工装11的另一端与内衬套9接触，力传感器10另一端固定到施力装置的顶板15上，且力传感器10与力学数据采集系统5连接。

所述的施力装置包括把手12、丝杠13、滑轨14、顶板15和固定板16，把手12与丝杠13的一端固定连接，固定板16包括相互垂直设置的前板1601和底板1602，前板1601和底板1602形成L型；前板1601中部设置有和丝杠13尺寸相匹配的螺纹孔，丝杠13通过该螺纹孔，丝杠13的另一端与顶板15的中部固定连接，顶板15与前板1601相互平行设置，底板1602上设置有滑轨14，顶板15的一端面与滑轨14配合。

所述的光学测试系统包括光学测试相机3、光学测试软件系统4和三坐标测试仪6，光学测试相机3和三坐标测试仪6设置在T型槽平面1上，光学测试相机3与光学测试软件系统4连接；所述的轴承座2和光学测试相机3在两个平行的平面中，三坐标测试仪6用于确定光学测试相机3和轴承座2在两个平行的平面，以保证光学的测试精度。