航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺的制作方法
【專利摘要】航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺，屬于管路振動模擬實驗【技術(shù)領(lǐng)域】。本實用新型包括管路載體激振單元、信號采集分析控制單元及液壓管路供油系統(tǒng)單元；本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，液壓管路供油系統(tǒng)單元的測試用液壓管路安裝在管路載體激振單元的機(jī)匣體上，由于機(jī)匣體模擬了航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣的結(jié)構(gòu)，能夠模擬出航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣對測試用液壓管路的振動影響，且通過改變機(jī)匣體上卡箍的裝卡位置，實現(xiàn)了模擬航空發(fā)動機(jī)液壓管路的不同安裝形式，通過對信號采集分析控制單元的位移傳感器采集的振動信號進(jìn)行分析處理，得到振動的特征和機(jī)理，為液壓管路系統(tǒng)振動故障提供合理依據(jù)，并能夠真實反映液壓管路系統(tǒng)的振動情況。
【專利說明】航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于管路振動模擬實驗【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)f禹合振動|吳擬實驗臺。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)的穩(wěn)定性，直接影響航空發(fā)動機(jī)的安全運行，而對液壓管路系統(tǒng)進(jìn)行振動測試是提高航空發(fā)動機(jī)穩(wěn)定性的有效手段，通過振動測試可以分析振動的特征和機(jī)理，并為液壓管路系統(tǒng)振動故障提供合理依據(jù)。
[0003]目前，國內(nèi)外對液壓管路系統(tǒng)進(jìn)行振動測試多以單管為研究測試對象，但是航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)很難根據(jù)單管的測試數(shù)據(jù)，來研究整個管路系統(tǒng)的振動特性，即管路與管路之間的耦合振動特性。因此相關(guān)技術(shù)人員設(shè)計出了管路振動模擬實驗臺，但是現(xiàn)有實驗臺只能夠?qū)σ簤汗苈繁旧磉M(jìn)行振動測試，由于現(xiàn)有實驗臺沒有充分考慮航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣的振動對液壓管路系統(tǒng)耦合振動的影響，不能完全體現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)的真實振動情況。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種能夠真實反映液壓管路系統(tǒng)振動情況的航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺，包括管路載體激振單元、信號采集分析控制單元及液壓管路供油系統(tǒng)單元；
[0006]所述管路載體激振單元包括基座、機(jī)匣體及激振器，所述機(jī)匣體采用筒形結(jié)構(gòu)，機(jī)匣體位于基座上，在機(jī)匣體外筒壁上設(shè)置有若干卡箍；在所述基座上安裝有激振器，激振器的振動輸出端通過導(dǎo)桿與機(jī)匣體相連接；
[0007]所述信號采集分析控制單元包括工控機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集器、功率放大器、信號調(diào)理器及位移傳感器，所述工控機(jī)一路與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號輸出端相連，第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號輸入端與數(shù)據(jù)采集器的信號輸出端相連，數(shù)據(jù)采集器的信號輸入端與第一功率放大器的信號輸出端相連，第一功率放大器的信號輸入端與信號調(diào)理器的信號輸出端相連，信號調(diào)理器的信號輸入端與位移傳感器的信號輸出端相連，位移傳感器設(shè)置在機(jī)匣體上；所述工控機(jī)另一路與第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號輸入端相連，第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號輸出端與第二功率放大器的信號輸入端相連，第二功率放大器的信號輸出端與激振器的信號輸入端相連；
[0008]所述液壓管路供油系統(tǒng)單元包括油箱、油泵、電機(jī)及測試用液壓管路，所述油泵的進(jìn)油口與油箱相連通，油泵的出油口與測試用液壓管路的一端相連通，測試用液壓管路的另一端與油箱相連通；所述油泵的中心轉(zhuǎn)軸與電機(jī)的動力輸出軸相連接，電機(jī)的控制端與工控機(jī)相連。[0009]所述油泵采用葉片泵或齒輪泵。
[0010]所述激振器的振動輸出端與導(dǎo)桿之間設(shè)置有橡膠墊。
[0011]所述激振器數(shù)量為四個，包括第一徑向激振器、第二徑向激振器、第一軸向激振器及第二軸向激振器，所述第一徑向激振器和第一軸向激振器位于機(jī)匣體一筒口外側(cè)，第二徑向激振器和第二軸向激振器位于機(jī)匣體另一筒口外側(cè)，第一徑向激振器和第二徑向激振器的振動方向均與機(jī)匣體徑向方向平行，第一軸向激振器和第二軸向激振器的振動方向均平行于機(jī)匣體軸向中心線。
[0012]所述油箱與油泵之間設(shè)置有吸油過濾器，在所述測試用液壓管路上連接有單向閥、電磁換向閥及溢流閥；所述油泵的出油口與單向閥的進(jìn)油口相連通，單向閥的出油口一路與電磁換向閥的進(jìn)油口相連通，另一路與溢流閥的進(jìn)油口相連通，溢流閥的出油口與油箱相連通；所述電磁換向閥的出油口與測試用液壓管路的一端相連通，測試用液壓管路的另一端與油箱之間設(shè)置有冷卻器。
[0013]在所述的測試用液壓管路上設(shè)置有壓力傳感器和流量傳感器，壓力傳感器和流量傳感器的信號輸出端均與工控機(jī)相連。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，測試用液壓管路安裝在機(jī)匣體上，由于機(jī)匣體模擬了航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣的結(jié)構(gòu)，能夠模擬出航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣對測試用液壓管路的振動影響，且通過改變機(jī)匣體上卡箍的裝卡位置，實現(xiàn)了模擬航空發(fā)動機(jī)液壓管路的不同安裝形式，通過對位移傳感器采集的振動信號進(jìn)行分析處理，得到振動的特征和機(jī)理，為液壓管路系統(tǒng)振動故障提供合理依據(jù)，并能夠真實反映液壓管路系統(tǒng)的振動情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1的側(cè)視圖；
[0018]圖3為本實用新型的信號采集分析控制單元連接關(guān)系原理圖；
[0019]圖4為具體實施例中液壓管路供油系統(tǒng)單元的液壓原理圖；
[0020]圖中，I—基座,2—機(jī)匣體,3—第一徑向激振器,4一第二徑向激振器,5—第一軸向激振器，6—第二軸向激振器，7—導(dǎo)桿，8—測試用液壓管路，9一油箱，10—油泵，11 一電機(jī),12—單向閥，13 —電磁換向閥，14一溢流閥，15—冷卻器，16—壓力傳感器，17—流量傳感器，18—吸油過濾器，19一工控機(jī)，20—第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，21—第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器，22—第一功率放大器，23—第二功率放大器，24—數(shù)據(jù)采集器，25—信號調(diào)理器，26—位移傳感器。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]如圖1、2、3、4所示，航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺，包括管路載體激振單元、信號采集分析控制單元及液壓管路供油系統(tǒng)單元；
[0023]所述管路載體激振單元包括基座1、機(jī)匣體2及激振器，所述機(jī)匣體2采用筒形結(jié)構(gòu)，用以模擬航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣，機(jī)匣體2位于基座I上，在機(jī)匣體2外筒壁上設(shè)置有若干卡箍，測試用液壓管路可以通過卡箍固定在機(jī)匣體2外筒壁上；在所述基座I上安裝有激振器，激振器的振動輸出端通過導(dǎo)桿7與機(jī)匣體2相連接，以便將振動傳遞給機(jī)匣體2 ；
[0024]所述信號采集分析控制單元包括工控機(jī)19、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集器24、功率放大器、信號調(diào)理器25及位移傳感器26,所述工控機(jī)19 一路與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器20的信號輸出端相連，第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器20的信號輸入端與數(shù)據(jù)采集器24的信號輸出端相連，數(shù)據(jù)采集器24的信號輸入端與第一功率放大器22的信號輸出端相連,第一功率放大器22的信號輸入端與信號調(diào)理器25的信號輸出端相連,信號調(diào)理器25的信號輸入端與位移傳感器26的信號輸出端相連，位移傳感器26設(shè)置在機(jī)匣體2上；位移傳感器26的作用是采集測試用液壓管路的振動信號，并通過上述路徑將振動信號傳輸給工控機(jī)19，通過工控機(jī)19對振動信號進(jìn)行分析；所述工控機(jī)19另一路與第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器21的信號輸入端相連，第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器21的信號輸出端與第二功率放大器23的信號輸入端相連,第二功率放大器23的信號輸出端與激振器的信號輸入端相連，進(jìn)而實現(xiàn)工控機(jī)19對激振器的控制；
[0025]所述液壓管路供油系統(tǒng)單元包括油箱9、油泵10、電機(jī)11及測試用液壓管路8，所述油泵10的進(jìn)油口與油箱9相連通，油泵10的出油口與測試用液壓管路8的一端相連通，測試用液壓管路8的另一端與油箱9相連通；所述油泵10的中心轉(zhuǎn)軸與電機(jī)11的動力輸出軸相連接，電機(jī)11的控制端與工控機(jī)相連，進(jìn)而實現(xiàn)工控機(jī)對電機(jī)的控制。
[0026]所述激振器的振動輸出端與導(dǎo)桿7之間設(shè)置有橡膠墊，能夠保證更好的傳遞振動。
[0027]所述激振器數(shù)量為四個，包括第一徑向激振器3、第二徑向激振器4、第一軸向激振器5及第二軸向激振器6,所述第一徑向激振器3和第一軸向激振器5位于機(jī)匣體2 —筒口外側(cè)，第二徑向激振器4和第二軸向激振器6位于機(jī)匣體2另一筒口外側(cè)，第一徑向激振器3和第二徑向激振器4的振動方向均與機(jī)匣體2徑向方向平行,第一軸向激振器5和第二軸向激振器6的振動方向均平行于機(jī)匣體2軸向中心線。
[0028]所述油泵10采用葉片泵或齒輪泵。
[0029]所述油箱9與油泵10之間設(shè)置有吸油過濾器18，在所述測試用液壓管路8上連接有單向閥12、電磁換向閥13及溢流閥14 ;所述油泵10的出油口與單向閥12的進(jìn)油口相連通，單向閥12的出油口一路與電磁換向閥13的進(jìn)油口相連通，另一路與溢流閥14的進(jìn)油口相連通，溢流閥14的出油口與油箱9相連通；所述電磁換向閥13的出油口與測試用液壓管路8的一端相連通，測試用液壓管路8的另一端與油箱9之間設(shè)置有冷卻器15。
[0030]在所述的測試用液壓管路8上設(shè)置有壓力傳感器16和流量傳感器17，壓力傳感器16和流量傳感器17的信號輸出端均與工控機(jī)相連，用于監(jiān)測測試用液壓管路8內(nèi)的油壓和油液的流量情況。
[0031]實驗前，將兩條測試用液壓管路通過卡箍固定到機(jī)匣體外筒壁上，根據(jù)具體實驗?zāi)康?，通過改變卡箍的裝卡位置，實現(xiàn)模擬航空發(fā)動機(jī)液壓管路的不同安裝形式，比如兩端固定式或懸臂梁固定式。通過卡箍的裝卡，還可以完成更多條測試用液壓管路的安裝，實現(xiàn)多管狀態(tài)下的復(fù)雜管路間耦合振動測試。
[0032]工控機(jī)作為最普遍應(yīng)用的工業(yè)用控制終端，可以對位移傳感器采集的振動信號進(jìn)行分析處理，得到振動的特征和機(jī)理，為液壓管路系統(tǒng)振動故障提供合理依據(jù)。
[0033]通過工控機(jī)控制激振器的振動，可以為機(jī)匣體提供不同振動頻率，以起到模擬航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)的振動環(huán)境。通過工控機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動實現(xiàn)油泵泵油，用以模擬航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)的輸油狀態(tài)。
[0034]在本實用新型的實施例中，采用型號為IPC-619的工控機(jī)，型號為AD8802的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，型號為JZK-20的激振器，型號為Cbook2000-16的數(shù)據(jù)采集器，型號為YE5873A的功率放大器，型號為LC0201的信號調(diào)理器，型號為CL-YD-312的位移傳感器，型號為Y132S-4的電機(jī)，型號為PV2R2-6的葉片泵，型號為4WE10D的電磁換向閥，型號為P51GB10的壓力傳感器，型號為0F-15A的流量傳感器及型號為AH0608LT的冷卻器。上述部件也可根據(jù)實際實驗需要，進(jìn)行合理的型號選配，以滿足不同實驗需求。
【權(quán)利要求】
1.航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺，其特征在于:包括管路載體激振單元、信號采集分析控制單元及液壓管路供油系統(tǒng)單元； 所述管路載體激振單元包括基座、機(jī)匣體及激振器，所述機(jī)匣體采用筒形結(jié)構(gòu)，機(jī)匣體位于基座上，在機(jī)匣體外筒壁上設(shè)置有若干卡箍；在所述基座上安裝有激振器，激振器的振動輸出端通過導(dǎo)桿與機(jī)匣體相連接； 所述信號采集分析控制單元包括工控機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集器、功率放大器、信號調(diào)理器及位移傳感器，所述工控機(jī)一路與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號輸出端相連，第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號輸入端與數(shù)據(jù)采集器的信號輸出端相連，數(shù)據(jù)采集器的信號輸入端與第一功率放大器的信號輸出端相連，第一功率放大器的信號輸入端與信號調(diào)理器的信號輸出端相連，信號調(diào)理器的信號輸入端與位移傳感器的信號輸出端相連，位移傳感器設(shè)置在機(jī)匣體上；所述工控機(jī)另一路與第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號輸入端相連，第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號輸出端與第二功率放大器的信號輸入端相連，第二功率放大器的信號輸出端與激振器的信號輸入端相連； 所述液壓管路供油系統(tǒng)單元包括油箱、油泵、電機(jī)及測試用液壓管路，所述油泵的進(jìn)油口與油箱相連通，油泵的出油口與測試用液壓管路的一端相連通，測試用液壓管路的另一端與油箱相連通；所述油泵的中心轉(zhuǎn)軸與電機(jī)的動力輸出軸相連接，電機(jī)的控制端與工控機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺，其特征在于:所述油泵采用葉片泵或齒輪泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺，其特征在于:所述激振器的振動輸出端與導(dǎo)桿之間設(shè)置有橡膠墊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺，其特征在于:所述激振器數(shù)量為四個，包括第一徑向激振器、第二徑向激振器、第一軸向激振器及第二軸向激振器，所述第一徑向激振器和第一軸向激振器位于機(jī)匣體一筒口外側(cè)，第二徑向激振器和第二軸向激振器位于機(jī)匣體另一筒口外側(cè)，第一徑向激振器和第二徑向激振器的振動方向均與機(jī)匣體徑向方向平行，第一軸向激振器和第二軸向激振器的振動方向均平行于機(jī)匣體軸向中心線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺，其特征在于:所述油箱與油泵之間設(shè)置有吸油過濾器，在所述測試用液壓管路上連接有單向閥、電磁換向閥及溢流閥；所述油泵的出油口與單向閥的進(jìn)油口相連通，單向閥的出油口一路與電磁換向閥的進(jìn)油口相連通，另一路與溢流閥的進(jìn)油口相連通，溢流閥的出油口與油箱相連通；所述電磁換向閥的出油口與測試用液壓管路的一端相連通，測試用液壓管路的另一端與油箱之間設(shè)置有冷卻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)液壓管路系統(tǒng)耦合振動模擬實驗臺，其特征在于:在所述的測試用液壓管路上設(shè)置有壓力傳感器和流量傳感器，壓力傳感器和流量傳感器的信號輸出端均與工控機(jī)相連。
【文檔編號】F15B19/00GK203627416SQ201320850757
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】周恩濤, 韓清凱, 林君哲, 范曉宇, 呂振 申請人:東北大學(xué)