[发明专利]一种用于航空发动机试车台的转子振动相位测算方法

说明书

本发明属于航空发动机故障监测技术领域，具体涉及一种用于航空发动机试车台的转子振动相位测算方法。本发明所述方法在不破坏、不改变航空发动机结构的前提下，利用与发动机内部转子具有直接、确定传动关系的中央锥齿轮副和附件机匣齿轮箱，设计逆变齿轮箱并安装在摇转手柄插孔处，通过摇转手柄花键轴使逆变齿轮箱输出齿轮轴与发动机内部转子的转动状态一致，在逆变齿轮箱输出齿轮轴测量振动相位，从而实现对转子振动相位的提取，该方法突破了现有航空发动机转子振动相位测量存在的瓶颈，满足航空发动机转子类故障分析与诊断的应用需求。

技术领域

本发明属于航空发动机故障监测技术领域，具体涉及一种用于航空发动机试车台的转子振动相位测算方法。

背景技术

随着航空发动机研发技术的不断发展，发动机的应用越来越广泛，为保障飞机的飞行安全，航空发动机振动监测与诊断技术的研究成为了更加被关注的热点，且提高航空发动机的检维修效率也成为了当前亟待解决的问题。

特别地，在航空发动机振动监测与诊断技术领域中，转子的工频振动参考相位(下称振动相位)能够为航空发动机转子类故障的分析与诊断提供重要依据。然而，目前绝大多数型号的航空发动机在设计时并没有考虑转子振动相位测量的需求，且其发动机内部转子-机匣结构复杂、紧凑，如图1所示，转子工作在高温高压环境下，且为保证流场均匀，发动机涵道不允许有异物，不具备直接安装电涡流传感器或光电传感器的条件，故无法测量转子振动的相位。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于航空发动机试车台的转子振动相位测算方法，在不破坏、不改变航空发动机结构的前提下，利用与发动机内部转子具有直接、确定传动关系的中央锥齿轮副和附件机匣齿轮箱，设计逆变齿轮箱并安装在摇转手柄插孔处，通过摇转手柄花键轴使逆变齿轮箱输出齿轮轴与发动机内部转子的转动状态一致，在逆变齿轮箱输出齿轮轴测量振动相位，从而实现对转子振动相位的提取，该方法突破了现有航空发动机转子振动相位测量存在的瓶颈，满足航空发动机转子类故障分析与诊断的应用需求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种用于航空发动机试车台的转子振动相位测算方法，所述方法步骤如下：

(1)设计、加工逆变齿轮箱

航空发动机内部的一个转子一般通过一对中央锥齿轮和附件机匣齿轮箱中的齿轮系驱动燃油泵、滑油泵、转速传感器以及摇转手柄花键轴；同理，可以由附件机匣齿轮箱上的摇转手柄花键轴反向驱动齿轮系对该转子进行盘车。在不改变航空发动机内部转子至与其对应的摇转手柄花键轴之间传动齿轮系精确传动比的前提下，将转子与摇转手柄花键轴之间的传动齿轮系进行等效逆向约减，约减后的齿轮副对数即为逆变齿轮箱中齿轮副的对数；

所述逆变齿轮箱包括箱体、输入齿轮轴、输出齿轮轴、一个以上传动齿轮轴、滚动轴承以及花键套，滚动轴承分别与输入齿轮轴、一个以上传动齿轮轴以及输出齿轮轴相配合，输入齿轮轴、一个以上传动齿轮轴、输出齿轮轴之间按顺序相啮合，输入齿轮轴和输出齿轮轴位于箱体外，一个以上传动齿轮轴和滚动轴承位于箱体内，花键套固定安装在输入齿轮轴一端，箱体上还加工有润滑油入口以及润滑油出口；

(2)安装逆变齿轮箱

通过安装组件将逆变齿轮箱安装在试车台上，并且使花键套与附件机匣齿轮箱上的摇转手柄花键轴相啮合；

所述安装组件的要求如下：一方面为逆变齿轮箱提供良好的轴向约束，有效限制逆变齿轮箱的轴向窜动，另一方面可对逆变齿轮箱在与发动机水平半径相平行、垂直的两个方向进行位置调整并固定，为输入齿轮轴与摇转手柄花键轴之间的装配提供良好的对中状态；其中，所述轴向与输入齿轮轴的轴向一致；

(3)搭建逆变齿轮箱的润滑系统