[发明专利]一种航空发动机实验器碰摩装置及碰摩实验方法

权利要求书

1.一种航空发动机实验器碰摩装置，其特征在于，包括前机匣、拉杆和后机匣；其中：所述拉杆有16根；各所述拉杆水平的固装在所述前机匣与后机匣之间，并使各所述拉杆的一端分别装入位于该前机匣法兰上的螺纹孔并固紧，各所述连杆的另一端分别装入位于该后机匣法兰上的螺纹孔并固紧；通过各所述连杆将所述前机匣和后机匣连接。

2.如权利要求1所述航空发动机实验器碰摩装置，其特征在于，所述拉杆的直径为5～8mm，长度须使装配后的前机匣的碰摩段与发动机风扇盘的外圆周表面在轴向有3～5mm的配合。

3.如权利要求1所述航空发动机实验器碰摩装置，其特征在于，所述前机匣的筒体为与发动机风扇盘配合的碰摩段；在该碰摩段的一端有用于安装所述拉杆的法兰；在该法兰上均布有16个拉杆的安装孔；所述前机匣的内径比所述发动机风扇盘的外径大0.1～0.5mm；所述前机匣的壁厚为2.0mm；所述碰摩段轴向长度为30mm。

4.如权利要求1所述航空发动机实验器碰摩装置，其特征在于，所述后机匣的两端均有径向凸出的法兰，其中一端的法兰固装在航空发动机实验器支座的前端面上，另一端的法兰用于安装所述拉杆。

5.一种使用权利要求1所述碰摩装置进行碰摩实验方法，其特征在于，具体过程是：

步骤一，将所述碰摩装置的后机匣安装在航空发动机实验器的支座上，为整个碰摩装置提供支撑作用；

步骤二，确定碰摩装置在不同拉杆数量时，该碰摩装置的刚度K_i，i＝1,2,3；

K_i＝(3πnEd⁴)/16L³；

其中，n为拉杆数量，E为材料弹性模量，d为拉杆直径，L为拉杆长度，常数3与常数16均为系数；

确定碰摩装置在拉杆数分别为4根、8根和16根时，该碰摩装置的刚度K_i：

当拉杆的数量n＝4时，所述碰摩装置的刚度K₁＝(3π4Ed⁴)/16L³；

当拉杆的数量n＝8时，所述碰摩装置的刚度K₂＝(3π8Ed⁴)/16L³；

当拉杆的数量n＝16时，所述碰摩装置的刚度K₃＝(3π16Ed⁴)/16L³；

步骤三，碰摩实验；

依次采用不同的拉杆数量分别进行碰摩实验；

Ⅰ碰摩装置刚度为K₁时的碰摩实验：

所述碰摩装置刚度为K₁时，拉杆的数量为4；

第一步，将4根拉杆的两端分别与所述前机匣的法兰和后机匣的法兰螺纹连接；

第二步，给航空发动机模拟实验器19中的风扇盘18添加不平衡量，具体是，在该风扇盘外缘的螺纹孔内安装一根重量为2g的螺栓；安装位置为该风扇盘外缘任一螺纹孔；启动电机驱动所述航空发动机模拟实验器转动，并且该电机的转速小于等于该航空发动机模拟实验器的临界转速；在航空发动机模拟实验器开始转动并不断增速的过程中，所述风扇盘的振幅不断增大，使该风扇盘与所述碰摩装置的前机匣发生碰摩；通过所述两个位移传感器采集碰摩时的时域波形，并实时传输给计算机；两个位移传感器采集所述时域波形的时长为30s；电机停止转动，所述航空发动机模拟实验器自由停车；

Ⅱ碰摩装置刚度为K₂时的碰摩实验：

所述碰摩装置刚度为K₂时，碰摩装置中拉杆的数量增加为8根；

重复所述碰摩装置中拉杆的数量为4时碰摩实验中的第二步，进行碰摩装置刚度为K₂时的碰摩实验；

Ⅲ碰摩装置刚度为K₃时的碰摩实验：

所述碰摩装置刚度为K₃时，碰摩装置中拉杆的数量增加为16根；

重复所述碰摩装置中拉杆的数量为4时碰摩实验中的第二步，进行碰摩装置刚度为K₃时的碰摩实验；

至此，完成所述拉杆在不同数量时的碰摩实验。

6.一种使用权利要求3所述碰摩装置进行碰摩实验方法，其特征在于，碰摩实验前，在风扇盘的圆周表面安装位移传感器；所述两个位移传感器的安装位置之间的夹角为90°。