[发明专利]一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置及测温方法

说明书

本发明公开了一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置及测温方法，通过在实验箱体内上端设有用于安装待测试件的转动轴装置，实验箱体内壁设有保温层，实验箱体底部安装有加热器组件，实验箱体内侧壁固定有近点热电偶和伸缩热电偶，伸缩热电偶通过伸缩装置固定于实验箱体内，近点热电偶固定安装于待测试件待测位置正上方；加热器组件位于测试验件待测位置旋转路径正下方，同时利用近点热电偶和伸缩热电偶对待测试件进行测温，能够实时监测近点热电偶处的温度变化，同时能够得到待测试件表面温度，以保证准确测量试验件温度，本装置结构简单，确保试验结果的可靠性实现了发动机转子部件旋转热态试验温度场的测量。

技术领域

本发明属于航空发动机试验领域，具体涉及一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置及测温方法。

背景技术

转子(或轮盘)是燃气涡轮发动机的主要零部件之一，通常被确定为发动机的关键零部件，其往往工作在高温、高转速状态下，环境严酷，应力水平较高，通常对转子进行超转、超温和破裂试验的方法来检验其静强度，考核发动机转子结构完整性，对转子进行低循环疲劳试验，验证其预定安全寿命，保证转子安全可靠地工作对于发动机来说都是至关重要的。随着大量的新材料和新技术应用，转子承受的工作温度越来越高，发动机转子部件热态旋转试验，不仅要模拟试验件的受力状态，还要进行温度场模拟。发动机转子沿各级盘径向和转子轴向的温度均不相同，有温度梯度。在试验器有限的空间内进行温度场的模拟，试验件又是在高温、高速的环境下进行试验的，温度的准确测量是盘类零件热态旋转试验的一大难题，国内各大试验室都在努力寻找、尝试新的、更方便、准确的温度测量方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置及测温方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种发动机转子部件热态旋转试验测温装置，包括实验箱体，实验箱体内上端设有用于安装待测试件的转动轴装置，实验箱体内壁设有保温层，实验箱体底部安装有加热器组件，实验箱体内侧壁固定有近点热电偶和伸缩热电偶，伸缩热电偶通过伸缩装置固定于实验箱体内，近点热电偶固定安装于待测试件待测位置正上方；加热器组件位于测试验件待测位置旋转路径正下方。

进一步的，测试验件待测位置旋转路径正下方设有多个加热器组件，加热器组件通过多路温度调节器连接有加热器动力柜。

进一步的，加热器组件采用电阻加热器，包括磁棒和缠绕在磁棒的电阻丝，磁棒的一端设有电源接头，磁棒另一端设有固定接头，固定接头用于将带有电阻丝的磁棒整体固定安装在实验箱体内。

进一步的，伸缩热电偶通过伸缩装置能够与待测试件待测位置表面接触。

进一步的，伸缩装置采用气缸伸缩结构或采用曲柄连杆伸缩机构，实验箱体侧壁设有通孔，伸缩装置的伸缩臂穿过实验箱体侧壁通孔置于实验箱体内，伸缩热电偶固定于伸缩装置的伸缩臂上。

进一步的，近点热电偶通过导线连接有温度记录显示器，伸缩热电偶连接有温度记录仪。

进一步的，近点热电偶距离待测试件待测位置正上方不大于20mm。

一种发动机转子部件热态旋转试验测温方法，包括以下步骤：

步骤1)、将待测试件固定在测温装置内的转动轴装置上；

步骤2)、将转动轴装置在最大试验转速下的10％～20％转速下对待测试件进行加热，加热最大温度不超过试验要求温度场温度；

步骤3)、采用近点热电偶对待测试件待测部位进行测温记录，当近点热电偶测得待测试件测部位温度达到试验要求温度场温度80％时，同时停止待测试件转动和对加热器组件加热，当待测试件转速降到零后，利用伸缩热电偶对待测试件待测部位表面接触测温并记录伸缩热电偶温度变化曲线；