【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于航空發動機振動模擬試驗，特別是涉及一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置及方法。
技術介紹
1、航空發動機作為現代航空裝備的核心部件，其可靠性和穩定性直接關系到整機性能與服役安全。盤鼓式轉子系統作為航空發動機中的核心組成部分，受到螺栓連接等復雜裝配因素的影響以及在高速旋轉和復雜載荷的作用下，則容易產生振動異常。隨著現代航空發動機的性能要求與運行可靠性的不斷提高，盤鼓式轉子系統的振動特性以及彈性支承對振動的抑制能力，已經成為航空發動機設計與保障其服役安全的關鍵因素。
2、航空發動機盤鼓式轉子系統的振動異常主要包括振動幅值過大超過容許值、振動有效值波動超過容差值、振動突增或突降等，如果這些振動異常問題出現在航空發動機試車和服役過程中，將會嚴重影響航空發動機的整機安全。
3、導致航空發動機盤鼓式轉子系統出現振動異常的因素有很多，包括螺栓連接的殘余預緊不均勻性、彈性支承的非線性、滾動軸承損傷等，并且上述因素的單一存在或者多個因素的耦合，都會導致盤鼓式轉子系統產生復雜的振動問題。
4、因此，為了掌握航空發動機盤鼓式轉子系統的動力學特性，必須明確振動異常現象的產生機理、關鍵敏感因素及振動演變規律，而開展相關的試驗研究是十分必要的。
5、但是，鑒于試驗成本和時間周期的考量，想要在真實的航空發動機上開展振動異常敏感因素的試驗研究存在較大限制，并且航空發動機的結構復雜性，現有的技術手段還未能實現對轉子系統振動數據的直接獲取，由于試驗數據的直接獲取存在制約因素，導致在現有技術手
6、此外，數值仿真技術作為現有的技術手段之一，雖然可以在結構上較為真實還原的航空發動機盤鼓式轉子系統，但卻無法精確模擬轉子系統的工作狀態，更難以精確分析螺栓連接與彈性支承的耦合振動引起的復雜非線性行為。
7、現階段，已有的相關試驗裝置大多采用盤軸剛性支承的結構形式，未考慮彈性支承結構件的狀態及盤鼓組合結構件連接界面的狀態，與真實的航空發動機盤鼓式轉子系統在結構形式上存在較大差異，不能真實模擬出盤鼓式轉子系統的異常振動特性。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題，本專利技術提供一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置及方法，與真實的航空發動機盤鼓式轉子系統相比，具有較高的結構相似性和動力學相似性，結構設計更加簡潔合理且振動傳遞性好，能夠更加真實的模擬出彈性支承結構件及盤鼓組合結構件連接界面的工作狀態，進而更加真實的模擬出盤鼓式轉子系統的工作狀態，以及更加真實模擬出盤鼓式轉子系統的異常振動特性，使螺栓連接與彈性支承的耦合振動引起的復雜非線性行為的分析更加精確。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，包括前支架組件、前支撐組件、高壓壓氣機盤組件、盤鼓組合結構件、后支撐組件、后支架組件及高壓渦輪軸；所述高壓渦輪軸水平設置；所述前支撐組件、高壓壓氣機盤組件、盤鼓組合結構件及后支撐組件順序布設在高壓渦輪軸上；所述前支撐組件設置在前支架組件上；所述后支撐組件設置在后支架組件上。
3、所述前支架組件數量為兩個，兩個前支架組件左右對稱分布在前支撐組件兩側；所述前支架組件包括前支架底板、前支架立柱、前支架掛點緊固螺栓及加強筋板；所述前支架立柱豎直固設在前支架底板上方；所述前支架掛點緊固螺栓豎直安裝在前支架立柱頂部；所述加強筋板固設在前支架立柱與前支架底板之間，且加強筋板沿前支架立柱圓周方向均布設置。
4、所述前支撐組件包括前支撐幅板、前支撐承力錐殼、前支撐輔板、前支撐掛點轉接凸塊、前支撐鼠籠、螺紋定位銷、前支撐軸承座、前支撐軸承座透蓋及前支撐軸承、第一轉接緊固螺栓、第二轉接緊固螺栓、第三轉接緊固螺栓及第四轉接緊固螺栓、滑油進油口和滑油出油口；所述前支撐軸承同軸套裝在高壓渦輪軸上；所述前支撐軸承座同軸固定套裝在前支撐軸承的外圈上；所述滑油進油口和滑油出油口均設置在前支撐軸承座上；所述前支撐軸承座透蓋通過第一轉接緊固螺栓固定連接在前支撐軸承座上，前支撐軸承座透蓋與前支撐軸承座同軸分布，所述前支撐軸承位于前支撐軸承座透蓋與前支撐軸承座之間；所述前支撐鼠籠通過第二轉接緊固螺栓固定連接在前支撐軸承座上，前支撐鼠籠與前支撐軸承座同軸分布，所述前支撐軸承、前支撐軸承座透蓋及前支撐軸承座均位于前支撐鼠籠內側；所述前支撐承力錐殼通過第三轉接緊固螺栓固定連接在前支撐鼠籠上，前支撐承力錐殼與前支撐鼠籠同軸分布，前支撐鼠籠位于前支撐承力錐殼內側；所述前支撐輔板與前支撐鼠籠和前支撐承力錐殼也通過第三轉接緊固螺栓固定連接，前支撐輔板還通過螺紋定位銷與前支撐承力錐殼進行周向定位，前支撐輔板與前支撐承力錐殼同軸分布，前支撐輔板與前支撐軸承座透蓋同側分布；所述前支撐幅板通過第四轉接緊固螺栓固定連接在前支撐承力錐殼上，前支撐幅板與前支撐承力錐殼同軸分布，前支撐承力錐殼位于前支撐幅板內側；所述前支撐掛點轉接凸塊固設在前支撐幅板的邊部，前支撐掛點轉接凸塊數量為兩個，兩個前支撐掛點轉接凸塊左右鏡像對稱分布在前支撐幅板左右兩側，前支撐掛點轉接凸塊通過前支架掛點緊固螺栓與前支架立柱固定連接。
5、所述高壓壓氣機盤組件包括集中質量盤、高壓壓氣機盤脹緊套及高壓壓氣機盤脹緊拉力螺栓；所述高壓壓氣機盤脹緊套同軸套裝在高壓渦輪軸上；所述集中質量盤同軸套裝在高壓壓氣機盤脹緊套上；所述高壓壓氣機盤脹緊拉力螺栓沿圓周方向均勻分布在高壓壓氣機盤脹緊套上。
6、所述盤鼓組合結構件包括一級封嚴盤、一級封嚴盤脹緊套、一級封嚴盤脹緊拉力螺栓、高壓渦輪前鼓筒、封嚴篦齒盤、高壓渦輪盤、高壓渦輪盤脹緊套、高壓渦輪盤脹緊拉力螺栓、第五轉接緊固螺栓及第六轉接緊固螺栓；所述一級封嚴盤脹緊套同軸套裝在高壓渦輪軸上；所述一級封嚴盤同軸套裝在一級封嚴盤脹緊套上；所述一級封嚴盤脹緊拉力螺栓沿圓周方向均勻分布在一級封嚴盤脹緊套上；所述高壓渦輪盤脹緊套同軸套裝在高壓渦輪軸上；所述高壓渦輪盤同軸套裝在高壓渦輪盤脹緊套上；所述高壓渦輪盤脹緊拉力螺栓沿圓周方向均勻分布在高壓渦輪盤脹緊套上；所述封嚴篦齒盤通過第五轉接緊固螺栓固定連接在高壓渦輪盤上，封嚴篦齒盤與高壓渦輪盤同軸分布；所述高壓渦輪前鼓筒一端與封嚴篦齒盤也通過第五轉接緊固螺栓固定連接，高壓渦輪前鼓筒另一端通過第六轉接緊固螺栓與一級封嚴盤固定連接，高壓渦輪前鼓筒與高壓渦輪軸同軸分布。
7、所述后支撐組件包括后支撐軸承座、后支撐輔板、前密封圈、后支撐軸承、滑油供油口、前定位軸套、鎖緊擋圈、后密封圈、后定位軸套、滑油排油口及第七轉接緊固螺栓；所述后支撐軸承同軸套裝在高壓渦輪軸上；所述后支撐軸承座同軸固定套裝在后支撐軸承的外圈上；所述滑油供油口和滑油排油口均設置在后支撐軸承座上；所述前定位軸套和后定位軸套分別位于后支撐軸承兩側，前定位軸套和后定位軸套與后支撐軸承同軸分布；所述后支撐輔板通過第七轉接緊固螺栓固定連接在后支撐軸承座上，后支撐輔板本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，其特征在于：包括前支架組件、前支撐組件、高壓壓氣機盤組件、盤鼓組合結構件、后支撐組件、后支架組件及高壓渦輪軸；所述高壓渦輪軸水平設置；所述前支撐組件、高壓壓氣機盤組件、盤鼓組合結構件及后支撐組件順序布設在高壓渦輪軸上；所述前支撐組件設置在前支架組件上；所述后支撐組件設置在后支架組件上。
2.根據權利要求1所述的一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，其特征在于：所述前支架組件數量為兩個，兩個前支架組件左右對稱分布在前支撐組件兩側；所述前支架組件包括前支架底板、前支架立柱、前支架掛點緊固螺栓及加強筋板；所述前支架立柱豎直固設在前支架底板上方；所述前支架掛點緊固螺栓豎直安裝在前支架立柱頂部；所述加強筋板固設在前支架立柱與前支架底板之間，且加強筋板沿前支架立柱圓周方向均布設置。
3.根據權利要求2所述的一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，其特征在于：所述前支撐組件包括前支撐幅板、前支撐承力錐殼、前支撐輔板、前支撐掛點轉接凸塊、前支撐鼠籠、螺紋定位銷、前支撐軸承座、前支撐軸承座透蓋及前支
4.根據權利要求1所述的一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，其特征在于：所述高壓壓氣機盤組件包括集中質量盤、高壓壓氣機盤脹緊套及高壓壓氣機盤脹緊拉力螺栓；所述高壓壓氣機盤脹緊套同軸套裝在高壓渦輪軸上；所述集中質量盤同軸套裝在高壓壓氣機盤脹緊套上；所述高壓壓氣機盤脹緊拉力螺栓沿圓周方向均勻分布在高壓壓氣機盤脹緊套上。
5.根據權利要求3所述的一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，其特征在于：所述盤鼓組合結構件包括一級封嚴盤、一級封嚴盤脹緊套、一級封嚴盤脹緊拉力螺栓、高壓渦輪前鼓筒、封嚴篦齒盤、高壓渦輪盤、高壓渦輪盤脹緊套、高壓渦輪盤脹緊拉力螺栓、第五轉接緊固螺栓及第六轉接緊固螺栓；所述一級封嚴盤脹緊套同軸套裝在高壓渦輪軸上；所述一級封嚴盤同軸套裝在一級封嚴盤脹緊套上；所述一級封嚴盤脹緊拉力螺栓沿圓周方向均勻分布在一級封嚴盤脹緊套上；所述高壓渦輪盤脹緊套同軸套裝在高壓渦輪軸上；所述高壓渦輪盤同軸套裝在高壓渦輪盤脹緊套上；所述高壓渦輪盤脹緊拉力螺栓沿圓周方向均勻分布在高壓渦輪盤脹緊套上；所述封嚴篦齒盤通過第五轉接緊固螺栓固定連接在高壓渦輪盤上，封嚴篦齒盤與高壓渦輪盤同軸分布；所述高壓渦輪前鼓筒一端與封嚴篦齒盤也通過第五轉接緊固螺栓固定連接，高壓渦輪前鼓筒另一端通過第六轉接緊固螺栓與一級封嚴盤固定連接，高壓渦輪前鼓筒與高壓渦輪軸同軸分布。
6.根據權利要求5所述的一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，其特征在于：所述后支撐組件包括后支撐軸承座、后支撐輔板、前密封圈、后支撐軸承、滑油供油口、前定位軸套、鎖緊擋圈、后密封圈、后定位軸套、滑油排油口及第七轉接緊固螺栓；所述后支撐軸承同軸套裝在高壓渦輪軸上；所述后支撐軸承座同軸固定套裝在后支撐軸承的外圈上；所述滑油供油口和滑油排油口均設置在后支撐軸承座上；所述前定位軸套和后定位軸套分別位于后支撐軸承兩側，前定位軸套和后定位軸套與后支撐軸承同軸分布；所述后支撐輔板通過第七轉接緊固螺栓固定連接在后支撐軸承座上，后支撐輔板與后支撐軸承座同...
【技術特征摘要】
1.一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，其特征在于：包括前支架組件、前支撐組件、高壓壓氣機盤組件、盤鼓組合結構件、后支撐組件、后支架組件及高壓渦輪軸；所述高壓渦輪軸水平設置；所述前支撐組件、高壓壓氣機盤組件、盤鼓組合結構件及后支撐組件順序布設在高壓渦輪軸上；所述前支撐組件設置在前支架組件上；所述后支撐組件設置在后支架組件上。
2.根據權利要求1所述的一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，其特征在于：所述前支架組件數量為兩個，兩個前支架組件左右對稱分布在前支撐組件兩側；所述前支架組件包括前支架底板、前支架立柱、前支架掛點緊固螺栓及加強筋板；所述前支架立柱豎直固設在前支架底板上方；所述前支架掛點緊固螺栓豎直安裝在前支架立柱頂部；所述加強筋板固設在前支架立柱與前支架底板之間，且加強筋板沿前支架立柱圓周方向均布設置。
3.根據權利要求2所述的一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，其特征在于：所述前支撐組件包括前支撐幅板、前支撐承力錐殼、前支撐輔板、前支撐掛點轉接凸塊、前支撐鼠籠、螺紋定位銷、前支撐軸承座、前支撐軸承座透蓋及前支撐軸承、第一轉接緊固螺栓、第二轉接緊固螺栓、第三轉接緊固螺栓及第四轉接緊固螺栓、滑油進油口和滑油出油口；所述前支撐軸承同軸套裝在高壓渦輪軸上；所述前支撐軸承座同軸固定套裝在前支撐軸承的外圈上；所述滑油進油口和滑油出油口均設置在前支撐軸承座上；所述前支撐軸承座透蓋通過第一轉接緊固螺栓固定連接在前支撐軸承座上，前支撐軸承座透蓋與前支撐軸承座同軸分布，所述前支撐軸承位于前支撐軸承座透蓋與前支撐軸承座之間；所述前支撐鼠籠通過第二轉接緊固螺栓固定連接在前支撐軸承座上，前支撐鼠籠與前支撐軸承座同軸分布，所述前支撐軸承、前支撐軸承座透蓋及前支撐軸承座均位于前支撐鼠籠內側；所述前支撐承力錐殼通過第三轉接緊固螺栓固定連接在前支撐鼠籠上，前支撐承力錐殼與前支撐鼠籠同軸分布，前支撐鼠籠位于前支撐承力錐殼內側；所述前支撐輔板與前支撐鼠籠和前支撐承力錐殼也通過第三轉接緊固螺栓固定連接，前支撐輔板還通過螺紋定位銷與前支撐承力錐殼進行周向定位，前支撐輔板與前支撐承力錐殼同軸分布，前支撐輔板與前支撐軸承座透蓋同側分布；所述前支撐幅板通過第四轉接緊固螺栓固定連接在前支撐承力錐殼上，前支撐幅板與前支撐承力錐殼同軸分布，前支撐承力錐殼位于前支撐幅板內側；所述前支撐掛點轉接凸塊固設在前支撐幅板的邊部，前支撐掛點轉接凸塊數量為兩個，兩個前支撐掛點轉接凸塊左右鏡像對稱分布在前支撐幅板左右兩側，前支撐掛點轉接凸塊通過前支架掛點緊固螺栓與前支架立柱固定連接。
4.根據權利要求1所述的一種航空發動機盤鼓式轉子系統振動異常模擬試驗裝置，其特征在于：所述高壓壓氣機盤組件包括集中質量盤、高壓壓氣機盤脹緊套及高壓壓氣機盤脹緊拉力螺栓；所述高壓壓氣機盤脹緊套同軸套裝在高壓渦輪軸上...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙宇來，陳海洋，林君哲，韓清凱，董瀚澤，顧珂，王植，李明芪，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：發明
國別省市：
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