[发明专利]一种用于高负荷轴流压气机性能试验的排气调节装置

说明书

本发明公开了一种用于高负荷轴流压气机性能试验的排气调节装置，包括静环5、动环6、固定压块13、连接压块16、滚动轴承17，其特征在于，动环6与排气机匣轴颈为非直接接触，动环6下方安装有滚动轴承17并坐落在连接压块16上，连接压块16起排气机匣轴颈轴套和滚动轴承17轴承座作用，固定在该轴颈上，动环6通过连接压块16与机匣轴颈接触；所述滚动轴承17为内外圈不可分离式，滚动体采用氮化硅陶瓷球，固定压块13安装在连接压块16，使滚动轴承轴向固定。提高了高负荷轴流压气机试验排气调节精度，改善了高负荷轴流压气机在高温下的退喘能力，有力降低了压气机试验运行风险，保证了性能试验研究工作的顺利开展。

技术领域：

本发明属于航空发动机轴流压气机部件气动性能试验研究领域,特别是涉及一种用于高负荷轴流压气机性能试验的排气调节装置。

背景技术

高负荷轴流压气机是大涵道比、高推重比涡扇发动机的核心压缩部件，其设计总压比及排气温度远高于现有军用涡扇发动机高压压气机。在高负荷轴流压气机研制过程中，压气机部件气动性能试验是非常重要的研究内容，通过在专用压气机试验设备上对压气机试验件开展详细的性能参数测试分析，能够验证设计结果并为压气机优化改进提供方向和指导。压气机性能试验能否顺利开展，性能参数能否顺利获取，除了压气机试验件自身需要具备良好的工作性能外，试验设备的排气调节装置对于压气机性能试验同样具有重要作用。

现有技术主要包括：

(1).目前，大多数压气机试验器的排气调节装置是采用在排气系统管道末端设计调节阀门或在排气收集器前端安装百叶窗式调节叶片。在试验过程中，采用调节阀门或百叶窗式两种结构方式会造成排气系统的“容腔效应”，并且系统的调节精度极低，安装调试繁琐，影响试验数据的准确录取以及试验工作效率。

(2).为防止“容腔效应”，现目前也有采用在排气机匣轴颈上直接座落动环的形式进行排气调节。该种结构虽然可以解决“容腔效应”，以及满足低压比或排气温度在400℃以下的轴流压气机试验件。但现有该结构中，动环与排气机匣轴颈直接接触，在高负荷轴流压气机试验过程中，一旦排气温度高于400℃将会出现动环卡滞的情况，使得压气机试验件不能正常退喘，从而引发试验故障。卡滞现象主要表现在动环与轴颈磨损。由于动环承受热应力及气动载荷叠加影响，引起端面度超差，致使动环与轴颈偏磨，从而导致卡滞。偏磨后，一般会对动环、轴颈磨损处进行抛光处理，但随着使用年限及抛光处理的增加，动环及轴颈的同心度、配合间隙会变差，更易产生卡滞现象。综合分析该种结构和卡滞现象表明，该种结构方式在高排气温度下必然面临卡滞现象，若不改变此结构方式，无法顺利开展高负荷轴流压气机性能试验，试验时定会给试验器和试验件安全运行带来巨大风险。

发明内容

发明目的：提供一种用于高负荷轴流压气机性能试验的专用排气调节装置，实现对压气机工作状态的实时精准调控，提高压气机性能录取的精度，保证高负荷轴流压气机在试验过程中正常退喘，有效降低压气机试验风险，提高国内高负荷轴流压气机试验技术能力。

技术方案：

一种用于高负荷轴流压气机性能试验的排气调节装置，其特征在于，包括静环5、动环6、固定压块13、连接压块16、滚动轴承17，其特征在于，动环6与排气机匣轴颈为非直接接触，动环6下方安装有滚动轴承17并坐落在连接压块16上，连接压块16起排气机匣轴颈轴套和滚动轴承17轴承座作用，固定在该轴颈上，动环6通过连接压块16与机匣轴颈接触；所述滚动轴承17为内外圈不可分离式，滚动体采用氮化硅陶瓷球，固定压块13安装在连接压块16，使滚动轴承轴向固定。

所述滚动轴承17选择与动环线膨胀系数相同的材料，内外圈与滚珠接触侧的表面硬度应高于陶瓷球硬度；滚动轴承17采用石墨自润滑，轴承自带密封端盖，设有顶丝孔，便于轴承整体拆卸。

所述动环6筋板采用空心结构，圆锥形导流。