CN113758717A - 一种组合式刚性试验支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式刚性试验支座，所述试验支座包括底座和组合座体，对称分布在所述底座的顶部，用于安装试验轴承，并通过所述试验轴承转动连接航空发动机转子；本发明的整体结构设计为底座上增加设置两个组合座体，从而实现对支点跨距较短的转子的有效支撑，进而保证距离相近的支点都有有效的支撑点，进一步增加了结构的支撑刚性。所述试验支座通过所述定位镶条配合所述第二定位槽进行定位安装，同时配合T型滑槽以及T型螺栓进行连接紧固，拆装便捷。

Description

一种组合式刚性试验支座

技术领域

本发明属于航空发动机转子技术领域，特别涉及一种组合式刚性试验支座。

背景技术

现代中小型航空发动机的研制希望得到更高的发动机性能，同时采用重量更轻的转静子零件。实现这一目标的一个重要措施就是提高航空发动机的转速，使得中小型航空发动机的转子正朝着长径比越来越大、越来越“柔”的方向发展，结构日益复杂，普遍采用高转速、高应变能的柔性转子，很多转子都工作在一阶、二阶甚至三阶临界转速以上，成为非常细长的高速柔性转子。某涡扇发动机的低压转子具有体积小、转速高、长径比大等特点，使得低压转子的结构设计紧凑，支点多且涡轮端两个支点的轴向距离很近(不足100mm)，由此也为低压转子的动力学试验带来较大困难，主要体现在涡轮端的支点支撑的可靠性和安全性问题。

对于相距很近的两个支点，现有方案参考图1所示，两个轴承座A和B之间采用拉杆C连接、螺母紧固，然后通过轴承座B与试验支座连接紧固，进行试验。轴承座A悬空，无法保证两个支点同时具备有效的支撑，可能因为拉杆C刚性不足，具有一定的风险性，影响试验安全。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种组合式刚性试验支座，所述试验支座包括：

底座；

多个组合座体，对称分布在所述底座的顶部，用于安装试验轴承，并通过所述试验轴承转动连接航空发动机转子。

优选的，所述试验支座还包括底板；

所述底板通过螺栓连接的方式固定在所述底座的底部，所述底板通过贯穿设置在底板和底座的螺栓组件固定连接在试验平台上。

优选的，所述底座两侧设有肋板。

优选的，所述组合座体包括上半座和下半座；

所述上半座和下半座通过两侧对称分布的多组螺栓组件连接，且上半座和下半座以连接处为中心设有圆形通孔，用于安装所述试验轴承。

优选的，对称分布的多个所述组合座体间隔设置，且多个组合座体的所述圆形通孔同轴设置。

优选的，所述上半座和下半座的连接处对应设有第一定位槽，所述上半座通过所述第一定位槽配合定位销对应安装下半座。

优选的，所述下半座的两侧设有安装耳座，并通过所述安装耳座以螺纹连接的方式与底座相连。

优选的，所述底座的顶部垂直于组合座体的安装方向设有T型槽，所述底座通过T型槽滑动安装T型螺栓，并通过所述T型螺栓连接所述安装耳座。

优选的，所述底板的底部设有定位镶条，所述试验平台对应所述定位镶条设有第二定位槽，所述试验平台通过所述定位镶条配合第二定位槽对底板进行定位安装。

优选的，所述底座的顶部两侧对称分布有吊环，用于吊装所述试验支座。

优选的，所述组合座体的顶部设有安装凸台，所述安装凸台的顶部和组合座体的侧端面均设有螺纹孔，所述螺纹孔用于安装监测试验支座振动的振动加速度传感器。

本发明的整体结构设计为底座上增加设置两个组合座体，从而实现对支点跨距较短的转子的有效支撑，进而保证距离相近的支点都有有效的支撑点，进一步增加了结构的支撑刚性。所述试验支座通过所述定位镶条配合所述第二定位槽进行定位安装，同时配合T型滑槽以及T型螺栓进行连接紧固，拆装便捷；另外，间隔设置的组合座体可以通过T型螺栓进行位置调整，从而可以根据转子的支点跨距调整所述组合座体的轴向距离，因此本发明可以匹配拥有不同支撑跨距的转子，满足转子试验要求。另一方面也方便对组合座体进行拆装维护。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据现有技术的转子试验方案示意图；

图2示出了根据本发明实施例的试验支座主视图；

图3示出了根据本发明实施例的试验支座左视图。

图中：100、组合座体；11、上半座；12、下半座；13、第一连接座；14、第二连接座；15、安装凸台；16、安装耳座；17、定位销；200、底座；21、T型槽；300、底板；31、定位镶条；400、T型螺栓；500、吊环；600、肋板；h1、圆形通孔；h2、第一定位槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种组合式刚性试验支座，如图2所示，其中，所述试验支座包括：底座200和多个组合座体100，所述多个组合座体100对称分布在所述底座200的顶部，用于安装试验轴承，并通过所述试验轴承转动连接航空发动机转子。

在本发明的一个实施例中，所述刚性试验支座的整体结构设计为底座200上增加设置两个组合座体100，从而实现对支点跨距较短的转子的有效支撑，进而保证距离相近的支点都有有效的支撑点，进一步增加了结构的支撑刚性。

参考图2所示，所述试验支座还包括底板300，所述底板300通过螺栓连接的方式固定在所述底座200的底部，所述底板300通过贯穿设置在底板300和底座200的螺栓组件固定连接在试验平台上。

在本实施例中，所述试验平台的顶部平行设置有两组T型滑槽，在对所述试验支座进行安装之前，首先在所述T型滑槽预设多组T型螺栓400，调整所述T型螺栓400的位置，使得所述T型螺栓400正对底板300上的安装孔，通过T型螺栓400配合螺母对底板300和试验支座进行固定连接。

有必要说明的是，可以提前移动T型螺栓400在T型滑槽中的位置来对所述试验支座的位置进行调整，从而方便预设试验支座的安装位置，方便进行后续试验过程。

参考图2所示，在本实施例中，底座200可以为T型结构，T型结构的顶部用于安装组合座体100，两侧设有外耳座，所述底座200两侧设有肋板600，用于提高所述底座200的刚性，满足转子试验要求。所述肋板600设置在外耳座上，肋板600两侧的所述外耳座上预设有多组安装孔，所述安装孔对应底板300上的安装孔设置，安装时，上述T型螺栓400依次穿过底板300和底座200上的安装孔，通过配套使用的螺母进行锁紧，对试验支座和试验平台进行固定连接。当然，本实施例的底座200也可以为圆柱型构造，并不仅限于上述T型结构，所述底座200的构型满足能够对应底板300进行安装以及固定连接试验平台的功能即可，本实施例在此对底座200的构造不进行具体限定。

进一步的，参考图2所示，所述底板300上预设有多组安装螺纹孔，所述底座200的安装凸台15上对应上述安装螺纹孔设有通孔。在对底板300和底座200进行安装连接时，固定螺栓穿过底座200上的通孔与底板300上安装螺纹孔形成螺纹连接，对底座200和所述底板300进行锁紧固定。

参考图2所示，所述组合座体100包括上半座11和下半座12；所述上半座11为截面呈半圆形的柱状结构，下半座12为对应上半座11设置的四棱柱结构，且上半座11和下半座12的两侧分别对应设有第一连接座13和第二连接座14，所述上半座11和下半座12通过两侧对称分布的多组螺栓组件依次贯穿所述第一连接座13和第二连接座14进行连接，且上半座11和下半座12以连接处为中心设有圆形通孔h1，用于安装所述试验轴承。实际使用时，上述圆形通孔h1的边缘做倒角处理，从而方便对试验轴承的拆装。当然，在对试验轴承进行安装后，还需要对圆形通孔h1两侧的圆周位置配套安装止挡法兰。所述止挡法兰的中部对应试验轴承设有圆形槽口。转子试验时，转子两端的支点穿过所述圆形槽口抵触所述试验轴承。另外，对称分布的所述组合座体100间隔设置，且组合座体100的所述圆形通孔h1同轴设置。

参考图3所示，所述上半座11和下半座12的连接处的第一连接座13和第二连接座14对应设有第一定位槽h2，在对上半座11和下半座12进行锁紧连接之前，所述上半座11通过所述第一定位槽h2配合定位销17对上半座11和下半座12进行定位。其中，所述定位销17可以为圆柱形构造，此时第一定位槽h2的结构对应定位销17的圆柱形结构进行设置，从而通过定位销17配合第一定位槽h2对上半座11和下半座12进行定位。当然，本实施例的定位销17也可以为棱柱结构或者其他异形结构，并不仅限于上述圆柱形构造，此时，第一定位槽h2的结构对应定位销17的结构进行设置，所述定位销17的构型能够配合第一定位槽h2对对上半座11和下半座12进行定位即可，本实施例在此对定位销17的构型不进行具体限定。

在本实施例中，多个所述组合座体100间隔设置，多个组合座体100之间的圆形通孔h1保持同轴设置，在进行转子试验时，通过在圆形通孔h1装配试验轴承，通过试验轴承转动连接转子，从而保持对转子的圆周外侧的所有支点进行有效支撑，进而提高所述试验支座的试验稳定性，确保试验的安全性。

在本发明的一个实施例中，参考图2所示，所述下半座12的两侧底部还设置有安装耳座16，并通过所述安装耳座16以螺纹连接的方式与底座200相连。所述底座200的顶部垂直于组合座体100的安装方向设有T型槽21，所述底座200通过T型槽21滑动安装T型螺栓400，并通过所述T型螺栓400连接所述安装耳座16。

其中，下半座12的两侧对称设置安装耳座16，上述安装耳座16上设有多组过孔，底座200上垂直于组合座体100的方向上贯穿设有T型槽21，T型槽21内滑动设置有T型螺栓400。在对组合座体100和底座200进行拼接时，首先预调整所述T型螺栓400的位置，然后将上述安装耳座16的过孔对应T型螺栓400进行安装，同时利用配套使用的螺母对T型螺栓400进行锁紧，从而完成对组合座体100和底座200的固定连接。

进一步的，间隔设置的组合座体100可以通过T型螺栓400进行位置调整，从而可以根据转子的支点跨距调整所述组合座体100的轴向距离，因此本发明可以匹配拥有不同支撑跨距的转子，满足转子试验要求。另一方面也方便对组合座体100进行拆装维护。

再进一步的，T型螺栓400的螺杆与T型槽21的内壁之间过渡配合，从而确保在安装或者调整组合座体100位置时，组合座体100的安装方向始终垂直于T型槽21的槽体方向，进一步确保间隔设置的组合座体100的中心同轴设置，且中心相互重合，以提高转子试验的稳定性。

参考图2所示，所述底板300的底部设有定位镶条31，所述试验平台对应所述定位镶条31设有第二定位槽，所述试验平台通过所述定位镶条31配合所述第二定位槽对底板300进行定位安装。在本实施例中，所述定位镶条31为长条状结构，配合第二定位槽对底板300的安装过程进行定位。

进一步的，为了对所述试验支座的安装方向进行限定，防止工作人员误操作造成试验支座安装方向出现错误，本发明可以在所述定位镶条31的一端设置限位块，所述限位块截面尺寸大于所述定位镶条31的截面尺寸，对应的第二定位槽的一端设有限位槽。当实际使用中，试验支座的安装方向出现错误时，由于限位块没有对应限位槽进行安装，此时，试验支座无法彻底安装到位，工作人员可以根据现场的表征对试验支座进行重新安装，保证了试验支座安装方向不会出现错误。

再进一步的，试验平台与试验支座的连接通过T型螺栓400进行锁紧，同时连接过程通过定位镶条31进行定位，整体安装连接过程简单快捷，另外也能方便进行拆除，有效提高工作人员的工作效率。

参考图2所示，所述底座200的顶部两侧对称分布有吊环500，用于吊装所述试验支座，并将所述试验支座对应试验平台进行定位安装。所示吊环500分布至少有两个，通过焊接的方式固定所述底座200的顶部，当然，吊环500的底部也可以焊接螺杆，对应的底座200顶部设置螺纹孔，所述吊环500通过螺杆配合底座200上的螺纹孔对吊环500与底座200进行锁紧连接，本实施例对吊环500的固定方式不做具体限定。使用时通过吊装设备依次穿过多个吊环500，起吊后控制试验支座的重心不发生偏移，从而保证试验支座的定位安装过程能够顺利进行，进而保障试验的安全性。

参考图2所示，所述组合座体100的顶部设有安装凸台15，所述安装凸台15的顶部端面平行于所述上半座11和下半座12的连接面，所述安装凸台15的顶部和组合座体100的侧面端面均设有螺纹孔，所述螺纹孔用于安装监测试验支座振动的振动加速度传感器。本实施例在转子的支点周向设置多组振动加速度传感器对转子试验的过程进行振动监测，从而采集多组振动数据进行分析，提高数据分析结果的可靠性。

在本实施例中，振动加速度传感器通过螺纹连接的方式固定安装在上述螺纹孔上，在转子实验过程中，转子转动产生的振动依次通过试验轴承和组合座体100传递给分布在组合座体100上的振动加速度传感器，所述振动加速度传感器可以为压电式加速度传感器，压电式加速度传感器使用压电材料作为敏感元件。传感器中的震荡质量块在加速度作用下产生惯性力，这个力对具有一定刚度的压电材料产生压电效应。在低于震荡质量块的固有频率的一个频率范围内，传感器输出的电量与加速度成正比。通过传感器的输出电量表征加速度大小，从而量化体现出所述转子转动产生的振动大小。

当然，振动加速度传感器也可以为压阻式加速度传感器、电容式加速度传感器等其他类型的振动加速度传感器，通过设置不同的敏感元件，利用不同的参数表征加速度大小，以此达到测量振动大小的目的。本实施例对振动加速度传感器具体类型不做限定。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种组合式刚性试验支座，其特征在于，所述试验支座包括：

底座(200)；

多个组合座体(100)，对称分布在所述底座(200)的顶部，用于安装试验轴承，并通过所述试验轴承转动连接航空发动机转子。

2.根据权利要求1所述的组合式刚性试验支座，其特征在于，所述试验支座还包括底板(300)；

所述底板(300)通过螺栓连接的方式固定在所述底座(200)的底部，所述底板(300)通过贯穿设置在底板(300)和底座(200)的螺栓组件固定连接在试验平台上。

3.根据权利要求1或2所述的组合式刚性试验支座，其特征在于，所述底座(200)两侧设有肋板(600)。

4.根据权利要求1所述的组合式刚性试验支座，其特征在于，所述组合座体(100)包括上半座(11)和下半座(12)；

所述上半座(11)和下半座(12)通过两侧对称分布的多组螺栓组件连接，且上半座(11)和下半座(12)以连接处为中心设有圆形通孔(h1)，用于安装所述试验轴承。

5.根据权利要求4所述的组合式刚性试验支座，其特征在于，对称分布的多个所述组合座体(100)间隔设置，且多个组合座体(100)的所述圆形通孔(h1)同轴设置。

6.根据权利要求4所述的组合式刚性试验支座，其特征在于，所述上半座(11)和下半座(12)的连接处对应设有第一定位槽(h2)，所述上半座(11)通过所述第一定位槽(h2)配合定位销(17)对应安装下半座(12)。

7.根据权利要求6所述的组合式刚性试验支座，其特征在于，所述下半座(12)的两侧设有安装耳座(16)，并通过所述安装耳座(16)以螺纹连接的方式与底座(200)相连。

8.根据权利要求7所述的组合式刚性试验支座，其特征在于，所述底座(200)的顶部垂直于组合座体100的安装方向设有T型槽(21)，所述底座(200)通过T型槽(21)滑动安装T型螺栓(400)，并通过所述T型螺栓(400)连接所述安装耳座(16)。

9.根据权利要求2所述的组合式刚性试验支座，其特征在于，所述底板(300)的底部设有定位镶条(31)，所述试验平台对应所述定位镶条(31)设有第二定位槽，所述试验平台通过所述定位镶条(31)配合第二定位槽对底板(300)进行定位安装。

10.根据权利要求9所述的组合式刚性试验支座，其特征在于，所述底座(200)的顶部两侧对称分布有吊环(500)，用于吊装所述试验支座。

11.根据权利要求4或5所述的组合式刚性试验支座，其特征在于，所述组合座体(100)的顶部设有安装凸台(15)，所述安装凸台(15)的顶部和组合座体(100)的侧端面均设有螺纹孔，所述螺纹孔用于安装监测试验支座振动的振动加速度传感器。

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