[发明专利]一种石墨密封试验轴跳动调节测量装置

说明书

本发明公开一种石墨密封试验轴跳动调节测量装置，涉及航空发动机的石墨密封环密封性试验技术领域，包括调节箱体、石墨密封实验装置、转子跳动调节装置和测量装置；石墨密封实验装置包括主轴、支撑轴承、支座和石墨密封环试验件，主轴通过支撑轴承转动安装于调节箱体上；主轴的第一端用于连接驱动系统，石墨密封环试验件安装于支座的上部，主轴的第二端穿过石墨密封环试验件；转子跳动调节装置包括轴承箱，轴承箱内装配有调节轴承，调节轴承的内圈装配主轴，轴承箱连接有径向调节装置；测量装置靠近主轴跳动测量点设置，用于对主轴跳动测量点的跳动进行测量。本发明满足了在石墨密封环的密封性实验中对主轴跳动进行调节和监测的现实需要。

技术领域

本发明涉及航空发动机的石墨密封环密封性试验技术领域，特别是涉及一种石墨密封试验轴跳动调节测量装置。

背景技术

密封装置对航空发动机的多项重要指标，微观到发动机气体流量、压比、推重比、耗油率，宏观到保养成本、维护难度、整机寿命都具有关键性的影响。尤其是作为航空发动机主轴密封的密封装置，需要具有能够在狭小空间方便组装和稳定工作的能力，需要具有体积小、密度小、安全性高等特点。而石墨材料正好具有低密度、高强度、高导热性及低膨胀性、自润滑性优秀、能与多种材料形成良好磨合等性能，正好满足航空发动机在高温、高压、高速、高载荷等严酷工况下对接触式动密封提出的绝大多数要求。因此石墨密封材料被广泛用于航空发动机的动密封装置中，尤其是圆周密封装置。

在主轴、轴承、石墨密封环都是理想状态下时，主轴在旋转的过程中，通过密封跑道施加在石墨密封环表面的压力应该是均匀的，这时的主轴也是一个平衡的旋转体。但是正因为实际上，主轴的材料不均匀，制造工艺导致主轴、轴承、石墨密封环不是对称的理想结构，主轴与轴承之间存在装配误差，主轴的密封跑道与石墨密封环之间存在装配误差等各种原因，造成了主轴在旋转过程中不是在一个平衡、稳定的绕轴线转动状态。主轴的这种不平衡的偏心转动会在离心力的作用下与作为静子的石墨密封环发生不规则接触，从而产生振动(及轴跳动)。而轴跳动给石墨密封环带来的力学上的影响就是附加冲击载荷，介于航空发动机中主轴与石墨密封环在质量上的数量级的差异，附加冲击载荷的影响不容忽视。而且石墨密封装置中石墨环与密封跑道间存在滑动摩擦，受到结构、冲击及热载荷的共同作用。由于周期性的轴跳动，导致滑动摩擦不再均匀而呈现周期性特征，进而引发石墨密封环结构破坏，主要的失效形式表现为磨损和脆性断裂摩擦磨损，这种接触特性对密封装置的性能及寿命具有极大的影响。

正因为轴跳动对石墨密封环的正常工作具有危害性，所以需要在实验中定量评估这种危害。具体表现为通过一些调节措施，制造出不同的轴端跳动工况，再在这些工况下试验检测石墨环的性能变化。

因此，亟待提供一种新的石墨密封试验轴跳动调节测量装置，以解决现有技术中所存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨密封试验轴跳动调节测量装置，以满足在石墨密封环的密封性实验中对主轴跳动进行调节和监测的现实需要。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种石墨密封试验轴跳动调节测量装置，包括调节箱体、石墨密封实验装置、转子跳动调节装置和测量装置；所述石墨密封实验装置包括主轴、支撑轴承、支座和石墨密封环试验件，所述调节箱体的正面和背面均开设有一个同轴通孔，所述主轴贯穿所述调节箱体，并通过所述支撑轴承转动安装于所述同轴通孔内；所述主轴的第一端用于连接驱动系统，所述石墨密封环试验件安装于所述支座的上部，所述主轴的第二端穿过所述石墨密封环试验件；所述转子跳动调节装置包括轴承箱，所述轴承箱安装于所述调节箱体内，所述轴承箱内装配有调节轴承，所述调节轴承的内圈装配所述主轴，所述轴承箱连接有径向调节装置，所述径向调节装置用于带动所述轴承箱上下移动；所述主轴上设置有主轴跳动测量点，所述主轴跳动测量点靠近所述石墨密封环试验件设置，所述测量装置靠近所述主轴跳动测量点设置，用于对所述主轴跳动测量点的跳动进行测量。

优选的，所述调节箱体包括箱体和箱盖，所述箱盖位于所述箱体的上方，所述箱体与所述箱盖之间通过连接件进行连接。