一種壓氣機試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓氣機試驗裝置，涉及發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域。所述壓氣機試驗裝置包含壓氣機、機匣、轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套，所述壓氣機試驗裝置還包含鼓筒軸、封嚴盤及驅(qū)動軸；所述封嚴盤包含封嚴腔分割部及連接部，所述封嚴腔分割部的外圓周設(shè)置有篦齒，所述篦齒與所述機匣的內(nèi)腔形成密封；所述鼓筒軸的一端與所述封嚴腔分割部連接，另一端連接壓氣機出口封嚴盤；所述封嚴盤的連接部與所述轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套的一端固定連接，所述轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套的另一端與所述驅(qū)動軸連接；所述封嚴腔分割部將封嚴腔分割為平衡盤前腔及平衡盤后腔。本發(fā)明的有益效果在于：嚴封腔分隔部將封嚴腔分割為平衡盤前腔及平衡盤后腔，通過控制兩個腔的壓力差可以調(diào)節(jié)整個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)所受的軸向力。
【專利說明】
_種壓氣)機試驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓氣機試驗裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]壓氣機作為發(fā)動機的核心部件之一，要求具有高增壓比、高效率以使得發(fā)動機能獲得較高的熱效率和單位功率，此外，還要求較高的喘振裕度以適應(yīng)飛機頻繁機動飛行，對通用核心機來說還要考慮通用性要求。由于氣流在壓氣機中的流動是全三維、帶粘性的非定常流動，其流動規(guī)律相當復(fù)雜，迄今為止，人們對葉輪機內(nèi)氣體的流動機理的認識還在不斷的發(fā)展和完善之中，80年代以來，計算流體力學(xué)収得了重大的進展，在葉輪機方面，已從二維無粘分析發(fā)展到全三維的粘流分析，并積累了豐富的設(shè)計和試驗經(jīng)驗。90年代以來，隨著計算機技術(shù)和計算流體動力學(xué)的發(fā)展，全三維非定常流場的數(shù)值模擬取得很大進展，但離工程實際應(yīng)用還有一定距離。因此，要完全了解氣流在壓氣機中的真實流場和流動規(guī)律、 以及在非設(shè)計點處的氣動性能，真正解決壓氣機設(shè)計中潛在的問題還得借助于壓氣機試驗和先進的測試手段。
[0003]壓氣機級數(shù)較少或壓比較低時，試驗器的平衡能力足以滿足試驗件平衡軸向力的需求時。隨著壓氣機設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展，壓氣機壓比和轉(zhuǎn)速越來越高，壓氣機試驗件的軸向力和臨界轉(zhuǎn)速就是不可避免的問題，除了試驗器本身的平衡能力外，試驗件自身也要具有一定的平衡軸向力的能力，要保證試驗件安全可靠的工作，必須平衡試驗件的軸向力和調(diào)整壓氣機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，保證試驗件的安全運行。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種壓氣機試驗裝置，以解決或至少減輕【背景技術(shù)】中所存在的至少一處的問題。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種壓氣機試驗裝置，包含壓氣機、機匣、轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套。所述壓氣機試驗裝置還包含鼓筒軸、封嚴盤及驅(qū)動軸；
[0006]所述封嚴盤包含封嚴腔分割部及連接部，所述封嚴腔分割部的外圓周設(shè)置有篦齒，所述篦齒與所述機匣的內(nèi)腔形成密封；[〇〇〇7]所述鼓筒軸的一端與所述封嚴腔分割部連接，另一端連接壓氣機的出口封嚴盤；
[0008]所述封嚴盤的連接部與所述轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套的一端固定連接，所述轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套的另一端與所述驅(qū)動軸連接；
[0009]所述封嚴腔分割部將封嚴腔分割為平衡盤前腔及平衡盤后腔。
[0010]優(yōu)選地，所述壓氣機試驗裝置還包含轉(zhuǎn)接輪盤;所述鼓筒軸包含第一鼓筒軸及第二鼓筒軸，所述轉(zhuǎn)接輪盤的一側(cè)連接所述第一鼓筒軸的一端，另一側(cè)連接所述第二鼓筒軸的一端;所述第一鼓筒軸的另一端連接所述壓氣機;所述第二鼓筒軸的另一端與所述嚴封腔分隔部連接。
[0011]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)接輪盤圓周均布設(shè)置有多個調(diào)節(jié)塊，所述調(diào)節(jié)塊以可拆卸方式與所述轉(zhuǎn)接輪盤連接，所述調(diào)節(jié)塊能夠在所述轉(zhuǎn)接輪盤的徑向伸縮。
[0012]優(yōu)選地，所述第一鼓筒軸的軸向設(shè)置有多個連接法蘭，多個所述連接法蘭上均設(shè)置有連接孔，所述連接孔用于通過連接螺栓連接所述轉(zhuǎn)接輪盤。
[0013]優(yōu)選地，所述封嚴盤還包含平衡部，所述平衡部在所述封嚴腔分割部上向著遠離所述篦齒的方向延伸。
[0014]優(yōu)選地，所述平衡部圓周均布設(shè)置有多個調(diào)節(jié)塊，所述調(diào)節(jié)塊以可拆卸方式與所述平衡部的內(nèi)圓周連接，所述調(diào)節(jié)塊能夠在所述平衡部的徑向伸縮。
[0015]優(yōu)選地，所述封嚴腔分割部的徑向設(shè)置有內(nèi)、外雙層篦齒，外層的篦齒設(shè)置在所述封嚴腔分割部的外圓周表面，內(nèi)層的篦齒設(shè)置在所述封嚴腔分割部的側(cè)面，外層的篦齒與內(nèi)層的篦齒均與所述機匣的內(nèi)腔形成密封。
[0016]優(yōu)選地，所述外層的篦齒為傾斜齒，齒數(shù)至少設(shè)置有4個;所述內(nèi)層的篦齒設(shè)置為平齒，齒數(shù)至少設(shè)置有4個。[〇〇17]優(yōu)選地，所述機匣與所述外層的篦齒及內(nèi)層的篦齒的密封部位均設(shè)置有封嚴涂層。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:
[0019]本發(fā)明的壓氣機試驗裝置通過嚴封腔分隔部將封嚴腔分割為平衡盤前腔及平衡盤后腔，通過控制兩個腔的壓力差可以調(diào)節(jié)整個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)所受的軸向力。
[0020]本發(fā)明還設(shè)置有轉(zhuǎn)接輪盤，通過改變轉(zhuǎn)接輪盤的安裝位置及轉(zhuǎn)接輪盤的質(zhì)量，可以調(diào)節(jié)壓氣機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速?！靖綀D說明】
[0021]圖1是本發(fā)明一實施例的壓氣機試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是圖1所示的壓氣機試驗裝置中封嚴盤與轉(zhuǎn)接輪盤的安裝示意圖。
[0023]其中，1-鼓筒軸，2-轉(zhuǎn)接輪盤，3-驅(qū)動軸，4-封嚴盤，5-機匣，41-封嚴腔分隔部，42-連接部，411-篦齒，412-平衡盤前腔，413-平衡盤后腔，43-平衡部，8-壓氣機，10-轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套，11-第一鼓筒軸，12-第二鼓筒軸?！揪唧w實施方式】[〇〇24]為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。
[0025]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0026]如圖1、圖2所示，一種壓氣機試驗裝置，包含壓氣機8、機匣5、轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套10,所述壓氣機試驗裝置還包含鼓筒軸1、封嚴盤4及驅(qū)動軸3。
[0027]本實施例中所述的轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套10為本技術(shù)領(lǐng)域中常稱的后支點的后軸頸。[〇〇28] 封嚴盤4包含封嚴腔分割部41及連接部42,封嚴腔分割部41的外圓周設(shè)置有篦齒 411，篦齒411與機匣5的內(nèi)腔形成密封。[〇〇29]在本實施例中，封嚴腔分割部41的徑向設(shè)置有內(nèi)、外雙層篦齒，外層的篦齒411設(shè)置在封嚴腔分割部41的外圓周表面，內(nèi)層的篦齒411設(shè)置在封嚴腔分割部41的側(cè)面，外層的篦齒與內(nèi)層的篦齒均與機匣5的內(nèi)腔形成密封。其優(yōu)點在于，有利于形成良好的密封。
[0030]可以理解的是，封嚴腔分隔部41上設(shè)置的篦齒層數(shù)及每一層齒的數(shù)量可以根據(jù)實際情況設(shè)定。例如，在一個備選實施例中，封嚴腔分隔部41上設(shè)置有三層篦齒，在封嚴腔分隔部41的外圓周表面設(shè)置有一層篦齒，在封嚴腔分隔部41的兩側(cè)各設(shè)置有一層篦齒。
[0031]在本實施例中，所述外層的篦齒411為傾斜齒，齒數(shù)至少設(shè)置有4個;所述內(nèi)層的篦齒設(shè)置為平齒，齒數(shù)至少設(shè)置有4個?？梢岳斫獾氖?，外層篦齒上的齒數(shù)與內(nèi)層篦齒上的齒數(shù)并不一定相等，其數(shù)量可以根據(jù)實際情況設(shè)定。例如，在一個備選實施例中，外層的篦齒齒數(shù)為6個，內(nèi)層的篦齒齒數(shù)為8個。[〇〇32]在本實施例中，機匣5與所述外層的篦齒及內(nèi)層的篦齒的密封部位均設(shè)置有封嚴涂層。封嚴涂層是涂覆在飛機(航空)發(fā)動機氣流通道的間隙部分的涂層。飛機發(fā)動機渦輪的徑向間隙每增大〇.13毫米，發(fā)動機單位耗油量約增加0.5 % ;反之，減少0.25毫米，渦輪效率提高1 %。另外，減少壓氣機的徑向間隙還可以提高發(fā)動機的抗喘振能力，從而改善飛行安全性。
[0033]作為發(fā)動機的重要技術(shù)之一，封嚴涂層可改善飛機燃氣輪機中旋轉(zhuǎn)與固定部件之間的密封性，顯著提高發(fā)動機的性能。采用在渦輪機與壓氣機的機匣上制備封嚴涂層來封閉氣體通道，減小間隙，提高熱效率。
[0034]理想的封嚴涂層要求熱穩(wěn)定性強、摩擦系數(shù)小、抗氧化性強，用于封嚴盤與機匣之間封嚴時，才能在保持最小間隙的同時有效阻止刮擦損傷，達到良好的封嚴效果。封嚴涂層大多選用復(fù)合材料，主要成分是金屬相、非金屬相和孔隙。其中金屬相具有可噴涂性、結(jié)合強度、抗沖蝕性等性能，常用的有鎳、鈷、銅、鋁等及其合金。非金屬相提供減磨、抗黏著和自潤滑性能，如石墨、聚苯酯、硅藻土等。[0〇35]鼓筒軸1的一端與封嚴腔分割部41連接，另一端連接壓氣機8的出口封嚴盤；[〇〇36] 封嚴盤4的連接部42與轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套10的一端固定連接，轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套10的另一端與驅(qū)動軸3連接;在本實施例中，連接部42與封嚴腔分隔部41 一體成型，連接部42從封嚴腔分隔部41的側(cè)面向外伸出。[〇〇37] 封嚴腔分割部41將封嚴腔分割為平衡盤前腔412及平衡盤后腔413。通過控制兩個腔的壓力差可以調(diào)節(jié)整個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)所受的軸向力。
[0038]在本實施例中，壓氣機試驗裝置還包含轉(zhuǎn)接輪盤2;鼓筒軸1包含第一鼓筒軸11及第二鼓筒軸12,轉(zhuǎn)接輪盤2的一側(cè)連接第一鼓筒軸11的一端，另一側(cè)連接第二鼓筒軸12的一端;第一鼓筒軸11的另一端連接壓氣機8;第二鼓筒軸12的另一端與嚴封腔分隔部42連接。 通過改變轉(zhuǎn)接輪盤的安裝位置及轉(zhuǎn)接輪盤的質(zhì)量，可以調(diào)節(jié)壓氣機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。
[0039]可以理解的是，轉(zhuǎn)接輪盤2圓周還可以均布設(shè)置有多個調(diào)節(jié)塊，所述調(diào)節(jié)塊以可拆卸方式與轉(zhuǎn)接輪盤2連接，所述調(diào)節(jié)塊能夠在所述轉(zhuǎn)接輪盤2的徑向伸縮。通過調(diào)整所述調(diào)節(jié)塊的數(shù)量及位置，可以調(diào)節(jié)壓氣機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，保證壓氣機穩(wěn)定運行。
[0040]可以理解的是，在第一鼓筒軸11的軸向可以設(shè)置有多個連接法蘭，多個所述連接法蘭上均設(shè)置有連接孔，所述連接孔用于通過連接螺栓連接所述轉(zhuǎn)接輪盤2。通過在不同位置安裝不同質(zhì)量的轉(zhuǎn)接輪盤，可以調(diào)節(jié)壓氣機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，保證壓氣機穩(wěn)定運行。[0041 ]在本實施例中，封嚴盤4還包含平衡部43,平衡部43在所述封嚴腔分割部41上向著遠離所述篦齒的方向延伸。在本實施例中，平衡部43與封嚴腔分隔部41 一體成型。可以理解的是，平衡部43還可以與封嚴腔分隔部43以可拆卸方式連接，其優(yōu)點在于，方便改變平衡部 43的結(jié)構(gòu)形狀及質(zhì)量。[〇〇42]可以理解的是，平衡部43的圓周還可以均布設(shè)置有多個調(diào)節(jié)塊，所述調(diào)節(jié)塊以可拆卸方式與平衡部43的內(nèi)圓周連接，所述調(diào)節(jié)塊能夠在平衡部43的徑向伸縮。通過調(diào)整所述調(diào)節(jié)塊的數(shù)量及位置，可以調(diào)節(jié)壓氣機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，保證壓氣機穩(wěn)定運行。
[0043]最后需要指出的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種壓氣機試驗裝置，包含壓氣機(8)、機匣(5)、轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套(10)，其特征在于:所 述壓氣機試驗裝置還包含鼓筒軸(1 )、封嚴盤(4)及驅(qū)動軸(3);所述封嚴盤(4)包含封嚴腔分割部(41)及連接部(42)，所述封嚴腔分割部(41)的外圓 周設(shè)置有篦齒(411)，所述篦齒(411)與所述機匣(5)的內(nèi)腔形成密封；所述鼓筒軸(1)的一端與所述封嚴腔分割部(41)連接，另一端連接壓氣機(8)的出口封 嚴盤；所述封嚴盤(4)的連接部(42)與所述轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸套(10)的一端固定連接，所述轉(zhuǎn)子驅(qū) 動軸套(10)的另一端與所述驅(qū)動軸(3)連接；所述封嚴腔分割部(41)將封嚴腔分割為平衡盤前腔(412)及平衡盤后腔(413)。2.如權(quán)利要求1所述的壓氣機試驗裝置，其特征在于:所述壓氣機試驗裝置還包含轉(zhuǎn)接 輪盤(2);所述鼓筒軸(1)包含第一鼓筒軸(11)及第二鼓筒軸(12 )，所述轉(zhuǎn)接輪盤(2)的一側(cè) 連接所述第一鼓筒軸(11)的一端，另一側(cè)連接所述第二鼓筒軸(12)的一端;所述第一鼓筒 軸(11)的另一端連接所述壓氣機(8);所述第二鼓筒軸(12)的另一端與所述嚴封腔分隔部(42)連接。3.如權(quán)利要求2所述的壓氣機試驗裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)接輪盤(2)圓周均布設(shè)置 有多個調(diào)節(jié)塊，所述調(diào)節(jié)塊以可拆卸方式與所述轉(zhuǎn)接輪盤(2)連接，所述調(diào)節(jié)塊能夠在所述 轉(zhuǎn)接輪盤(2)的徑向伸縮。4.如權(quán)利要求3所述的壓氣機試驗裝置，其特征在于:所述第一鼓筒軸(11)的軸向設(shè)置 有多個連接法蘭，多個所述連接法蘭上均設(shè)置有連接孔，所述連接孔用于通過連接螺栓連 接所述轉(zhuǎn)接輪盤(2)。5.如權(quán)利要求1所述的壓氣機試驗裝置，其特征在于:所述封嚴盤(4)還包含平衡部(43)，所述平衡部(43)在所述封嚴腔分割部(41)上向著遠離所述篦齒的方向延伸。6.如權(quán)利要求5所述的壓氣機試驗裝置，其特征在于:所述平衡部(43)圓周均布設(shè)置有 多個調(diào)節(jié)塊，所述調(diào)節(jié)塊以可拆卸方式與所述平衡部(43)的內(nèi)圓周連接，所述調(diào)節(jié)塊能夠 在所述平衡部(43)的徑向伸縮。7.如權(quán)利要求1所述的壓氣機試驗裝置，其特征在于:所述封嚴腔分割部(41)的徑向設(shè) 置有內(nèi)、外雙層篦齒，外層的篦齒(411)設(shè)置在所述封嚴腔分割部(41)的外圓周表面，內(nèi)層 的篦齒(411)設(shè)置在所述封嚴腔分割部(41)的側(cè)面，外層的篦齒與內(nèi)層的篦齒均與所述機 匣(5)的內(nèi)腔形成密封。8.如權(quán)利要求7所述的壓氣機試驗裝置，其特征在于:所述外層的篦齒(411)為傾斜齒， 齒數(shù)至少設(shè)置有4個;所述內(nèi)層的篦齒設(shè)置為平齒，齒數(shù)至少設(shè)置有4個。9.如權(quán)利要求8所述的壓氣機試驗裝置，其特征在于:所述機匣(5)與所述外層的篦齒 及內(nèi)層的篦齒的密封部位均設(shè)置有封嚴涂層。
【文檔編號】F04D27/00GK105971920SQ201610453633
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】張新強, 王 華, 印雪梅, 劉冬
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司沈陽發(fā)動機設(shè)計研究所