一种航空双转子试验台转让专利

申请号 : CN202211094140.0

文献号 : CN115184004B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 刘业奎徐敬晓李杰王明哲郭利明

申请人 : 北京宇航推进科技有限公司山东宇航推进航天科技有限公司

摘要 :

本申请公开了一种航空双转子试验台,包括:转子单元,包括低压转子、设置于低压转子外的高压转子;驱动单元,包括与低压转子传动连接、用于驱动低压转子的第一驱动单元、用于驱动高压转子的第二驱动单元;支撑单元,用于支撑转子单元,所述支撑单元包括第一支撑单元、第二支撑单元,所述第一支撑单元用于支撑所述低压转子并与所述低压转子转动连接,所述第二支撑单元用于支撑高压转子并与所述高压转子转动连接。所述转子单元中的两个转子分别仅通过两个不同的支撑单元支撑的支撑方式设置,相比较现有技术中还包括两个转子间中介轴承的关联式支撑设置,本申请的试验台两个转子之间的转速不再相互制约可试验的转速范围更宽泛。

权利要求 :

1.一种航空双转子试验台,其特征在于,包括:

转子单元,包括低压转子、设置于低压转子外的高压转子;

驱动单元,包括与低压转子传动连接、用于驱动低压转子的第一驱动单元、用于驱动高压转子的第二驱动单元;

支撑单元,用于支撑转子单元,所述支撑单元包括第一支撑单元、第二支撑单元,所述第一支撑单元仅用于支撑所述低压转子并与所述低压转子转动连接,所述第二支撑单元仅用于支撑高压转子并与所述高压转子转动连接,所述试验台无中介轴承、仅通过第一支撑单元、第二支撑单元分别单独支撑低压转子、高压转子的设置方式,使得两个转子的速度之间不再相互制约、进而使得双转子试验台的两个转子可实施试验速度范围更为宽泛、所述试验台适用范围更广。

2.根据权利要求1所述的一种航空双转子试验台,其特征在于,还包括底座,所述支撑单元设置于所述底座上。

3.根据权利要求2所述的一种航空双转子试验台,其特征在于,所述支撑单元为活动的设置于所述底座上的支撑单元。

4.根据权利要求3所述的一种航空双转子试验台,其特征在于,还包括限制所述支撑单元活动的限制结构。

5.根据权利要求1‑4任一所述的一种航空双转子试验台,其特征在于,所述第一支撑单元和/或第二支撑单元包括:轴承;

轴承支撑组件;

其中,轴承支撑组件包括:

轴承座,设有中空腔;

多个端盖,每个端盖包括呈圆环形态的安装部、自圆环面上向一侧延伸形成具有腔体且所述腔体与所述圆环空心处连通的插入部,所述插入部插入到所述中空腔中、并通过所述安装部安装到轴承座上,所述插入部用于安装承载支撑轴承,所述多个端盖至少在插入部的结构尺寸、形态结构类型中一方面上不同,多个端盖的切换使用以适应不同的轴承。

6.根据权利要求5所述的一种航空双转子试验台,其特征在于,所述插入部的形态结构类型包括鼠笼式结构、弹性环式结构、具有完整周向包络面的中空的柱状结构。

7.根据权利要求5所述的一种航空双转子试验台,其特征在于,所述轴承座、端盖对应设置有螺接结构。

8.根据权利要求1所述的一种航空双转子试验台,其特征在于,所述第一驱动单元包括高速电机,所述高速电机通过联轴器与所述低压转子传动连接。

9.根据权利要求1所述的一种航空双转子试验台,其特征在于,所述第二驱动单元包括用于提供高压转子旋转动力的吹气装置。

说明书 :

一种航空双转子试验台

技术领域

[0001] 本申请涉及航空发动机技术领域,尤其涉及一种航空双转子试验台。

背景技术

[0002] 航空发动机被称作航空设备的心脏,是决定航空设备的性能、可靠性以及经济性的重要元素之一,其中,双子结构的设置方式是其最为常见的一种,针对该结构进行相关的试验研究已成为了该领域重要的研究内容之一。在所述试验研究中采用实际发动机进行实验的费用较高,而且还具有很大的风险性,因此许多试验研究都是采用转子试验台来进行的。
[0003] 申请号为CN201810221382.9的发明专利,公开了一种气动涡轮驱动式双转子试验台,包括转子系统、动力系统、润滑系统、测试系统、安全系统,内外转子之间有中介轴承,外转子采用气动涡轮驱动,控制系统为反馈控制系统,由压缩空气带动安装于外转子上的气动涡轮驱动,空压机提供的压缩空气进入稳压箱后,流经调压阀后再流出喷嘴冲击气动涡轮,驱动其旋转,由转速变送器检测出外转子转速后,反馈至转速控制器,通过控制调压阀的开度调节压缩气体流量进而控制外转子的转速,该装置可用于内、外转子相耦合的双转子–支撑系统动力特性的试验研究以及用于航空发动机及其转子系统振动故障的模拟和研究。
[0004] 申请号为CN202121810468.9的实用新型专利,公开了一种避免驱动端电机联轴器影响的双转子试验台,外转子、内转子,所述的支撑基座包括第一基座、第二基座、第三基座、第四基座;所述内转子一端与第一基座可转动连接,内转子的中部与第二基座可转动连接,内转子的另一端依次从第三基座和外转子的通孔穿过后与第四基座可转动连接;所述外转子一端与第三基座可转动连接,另一端与内转子之间通过中介轴承连接;所述内转子在位于第一基座与第二基座之间固定安装有齿形带轮Ⅰ,所述外转子上固定安装有齿形带轮Ⅱ,齿形带轮Ⅰ、齿形带轮Ⅱ分别通过同步齿形带与伺服电机连接。
[0005] 可见,上述专利中所涉试验台的内外转子之间均设置有中介轴承,所述中介轴承可起到支撑连接的作用,但是中介轴承的设置也使得内外转子的转速需要满足一定的配比、进而使得内外转子的试验转速可实施范围受限。
[0006] 因此,需要提供一种能够使得双转子试验台两个转子可实施试验速度范围更为宽泛的相关技术方案。

发明内容

[0007] 本申请实施例提供一种能够使得双转子试验台的两个转子可实施试验速度范围更为宽泛的相关技术方案,以解决现有技术中因中介轴承的设置使得双转子试验台的两个转子可试验实施的速度受限的问题。
[0008] 在本申请提供的一种航空双转子试验台,包括:
[0009] 转子单元,包括低压转子、设置于低压转子外的高压转子;
[0010] 驱动单元,包括与低压转子传动连接、用于驱动低压转子的第一驱动单元、用于驱动高压转子的第二驱动单元;
[0011] 支撑单元,用于支撑转子单元,所述支撑单元包括第一支撑单元、第二支撑单元,所述第一支撑单元用于支撑所述低压转子并与所述低压转子转动连接,所述第二支撑单元用于支撑高压转子并与所述高压转子转动连接。
[0012] 进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,还包括底座,所述支撑单元设置于所述底座上。
[0013] 进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,所述支撑单元为活动的设置于所述底座上的支撑单元。
[0014] 进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,还包括限制所述支撑单元活动的限制结构。
[0015] 进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,任一所述的一种航空双转子试验台,所述第一支撑单元和/或第二支撑单元包括:
[0016] 轴承;
[0017] 轴承支撑组件;
[0018] 其中,轴承支撑组件包括:
[0019] 轴承座,设有中空腔;
[0020] 多个端盖,每个端盖包括呈圆环形态的安装部、自圆环面上向一侧延伸形成具有腔体且所述腔体与所述圆环空心处连通的插入部,所述插入部插入到所述中空腔中、并通过所述安装部安装到轴承座上,所述插入部用于安装承载支撑轴承,所述多个端盖至少在插入部的结构尺寸、形态结构类型中一方面上不同,多个端盖的切换使用以适应不同的轴承。
[0021] 进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,所述插入部的形态结构类型包括鼠笼式结构、弹性环式结构、具有完整周向包络面的中空的柱状结构。
[0022] 进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,所述轴承座、端盖对应设置有螺接结构。
[0023] 进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,所述第一驱动单元包括高速电机,所述高速电机通过联轴器与所述低压转子传动连接。
[0024] 进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,所述第二驱动单元包括用于提供高压转子旋转动力的吹气装置。
[0025] 本申请提供的实施例至少具有以下有益效果:
[0026] 所述试验台无中介轴承、仅通过第一支撑单元、第二支撑单元分别单独支撑低压转子、高压转子的设置方式,使得两个转子的速度之间不再相互制约、进而使得双转子试验台的两个转子可实施试验速度范围更为宽泛、所述试验台适用范围更广。

附图说明

[0027] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0028] 图1为本申请实施例提供的一种航空双转子试验台的结构示意图;
[0029] 图2为本申请实施例提供的一种高压转子的涡轮结构示意图;
[0030] 图3为本申请实施例提供的一种轴承支撑组件与轴承装配结构的示意图;
[0031] 图4为图3中装配结构的示意图沿着A‑A剖切后的结构示意图;
[0032] 图5为本申请实施例提供的一种端盖延其中轴线剖切后的部分结构示意图;
[0033] 图6为本申请实施例提供的一种端盖的插入部立体结构示意图;
[0034] 图7为本申请实施例提供的一种端盖在一种视角下的结构示意图;
[0035] 图8为本申请实施例提供的另一种端盖的插入部立体结构示意图;
[0036] 图9为图8中插入部立体结构一种视角下的结构示意图。
[0037] 2 低压转子
[0038] 20 低压转子轴
[0039] 22 低压压气机轮盘
[0040] 24 低压涡轮轮盘
[0041] 4 高压转子
[0042] 40 高压转子轴
[0043] 42 高压压气机轮盘
[0044] 44 高压涡轮轮盘
[0045] 440 叶片
[0046] 6 第一驱动单元
[0047] 8 第二驱动单元
[0048] 10 第一支撑单元
[0049] 12 第二支撑单元
[0050] 14 联轴器
[0051] 0 轴承座
[0052] 00 轴承座螺孔
[0053] 3 端盖
[0054] 30 安装部
[0055] 302 外延结构
[0056] 32 插入部
[0057] 34 端盖螺孔
[0058] 5 轴承
[0059] 50 轴承内圈
[0060] 52 轴承滚动体
[0061] 54 轴承外圈。

具体实施方式

[0062] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
[0063] 在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制,另有说明的除外。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0064] 在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的设定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0065] 在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的设定和限定,术语“第一”、“第二”等相似术语仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是为了限定本本申请,另有说明的除外。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解所述术语本申请中的具体含义。
[0066] 在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的设定和限定,术语“一端”、“另一端”等术语仅是为了便于描述本本申请和简化描述,为了区别同一对象的不同端所做的描述,而不是为了限定本申请。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解所述术语在本申请中的具体含义。
[0067] 现代涡喷或者涡扇发动机大都采用双转子甚至三转子结构,其中以双转子结构更为常见,为了探索航空发动机转子系统的动力学特性,研究机构通常会搭建与航空发动机支撑结构相同的转子试验台,进而开展转子动力学特性试验等相关研究获取相关试验数据以为优化航空发动机转子系统结构提供依据。
[0068] 如图1所示,本申请提供了一种航空双转子试验台,可以是包括转子单元、驱动单元、支撑单元。
[0069] 转子单元,可以是包括低压转子2、设置于低压转子外的高压转子4。
[0070] 具体的,所述低压转子2可以是包括低压转子轴20、低压压气机轮盘22、低压涡轮轮盘24;所述高压转子可以是包括高压转子轴40、高压压气机轮盘42、高压涡轮轮盘44,所述高压涡轮轮盘的叶片可以是如图2所示进行模拟设置。
[0071] 驱动单元,包括与所述低压转子2传动连接、用于驱动低压转子2的第一驱动单元6、用于驱动高压转子4的第二驱动单元8。
[0072] 具体的,所述第一驱动单元可以是包括高速电机,高速电机可以是通过联轴器14与所述低压转子2传动连接,实际实施中,高速电机的选取可以是根据要研究的双转子结构的具体情况进行选取,以使所述高速电机可实现0至目标最大转速的连续可调;所述第二驱动单元可以是包括吹气装置,所述吹气装置于提供高压转子4的旋转动力,同理,吹气装置的选择也是依需择优使用,前述设置,使得本申请的试验台相比较现有技术中,各高校、航空发动机行业相关院所等搭建的双转子试验装置中通过皮带装置驱动转子的转轴的设置,所能达到的转速较高、功能不易受限;仅一个电机的设置还可解决现有技术中,航空发动机行业相关院所等搭建的双转子试验装置大都采用高低压电机分别驱动高低压转子导致的成本过高的问题。
[0073] 支撑单元,用于支撑转子单元,所述支撑单元包括第一支撑单元10、第二支撑单元12,所述第一支撑单元用于支撑所述低压转子2并与所述低压转子转动连接,所述第二支撑单元12用于支撑高压转子4并与所述高压转子转动连接。
[0074] 具体的,如图1所示,所述支撑单元可以是包括多个第一支撑单元10、多个第二支撑单元12,更具体的,可以是包括两个第一支撑单元10、两个第二支撑单元12,其中,两个第一支撑单元10中的一个可以是设置于联轴器14与低压压气机轮盘22之间与所述低压转子轴20一端转动连接、另一个可以是设置于低压转子轴20的另一端,两个第二支撑单元12中的一个可以是设置于高压转子轴40一端并与该转子轴转动连接、另一个可以是设置于高压转子轴40的另一端。
[0075] 支撑单元具体的可以是包括滚动轴承、轴承座,即所述高压转子、低压转子本质上可以是分别通过一对设置有轴承座的滚动轴承加以支撑。
[0076] 其中,所述支撑单元的相对位置可以根据实际工况做相应调整,以使试验装置各部位受力更加合理。
[0077] 双转子试验台还可包括底座,所述支撑单元设置于所述底座上,更具体的可以是通过轴承座设置在底座上。
[0078] 进一步的,所述支撑单元可以为活动的设置于所述底座上的支撑单元,如此设置,可根据试验测试的对象具体情况合理的布置支撑单元在底座上的位置,进而使支撑单元的相对位置与实际工况做相适应,以使试验台各部位受力更加合理。可以是在底座上设置滑轨,支撑单元通过设置在轴承座上的滑块与所述滑轨可滑动连接,也可以是其他可活动的设置方案。
[0079] 更进一步的,航空双转子试验台,还包括限制所述支撑单元活动的限制结构,以使支撑单元的位置调整完后可固定。
[0080] 本申请任一所述的一种航空双转子试验台,所述第一支撑单元和/或第二支撑单元还可以是包括:轴承;轴承支撑组件;其中,轴承支撑组件包括:轴承座,设有中空腔;端盖,包括安装部、插入部,所述插入部插入到所述中空腔中、并通过所述安装部安装到轴承座上,所述插入部用于安装承载支撑轴承。
[0081] 所述插入部的形态结构类型可以是包括鼠笼式结构、弹性环式结构、具有完整周向包络面的中空的柱状结构。
[0082] 所述轴承座、端盖可以是对应设置有螺接结构。
[0083] 如图所示,图3为本申请实施例提供的一种轴承支撑组件与轴承装配结构的示意图,图4为图3中装配结构的示意图沿着A‑A剖切后的结构示意图,图5为本申请实施例提供的一种端盖延其中轴线剖切后的部分结构示意图,图6为本申请实施例提供的一种端盖的插入部立体结构示意图,图7为本申请实施例提供的一种端盖在一种视角下的结构示意图,图8为本申请实施例提供的另一种端盖的插入部立体结构示意图,图9为图8中插入部立体结构一种视角下的结构示意图,具体的,图5可以为图4所涉及的端盖沿其中轴线剖切后部分结构的示意图,图7可以为图6中插入部在一特定视角下的结构示意图,图6、图7可以为鼠笼式结构的结构示意图,图8、图9可以为弹性环式结构的结构示意图,在本申请中,一种轴承支撑组件,可以是包括轴承座0、多个端盖3。
[0084] 轴承座0设有中空腔,可以是在轴承座的一端设置螺接结构,所述螺接结构具体的可以为轴承座螺孔00。
[0085] 多个端盖,每个端盖3包括呈圆环形态的安装部30、自圆环面上向一侧延伸形成具有腔体且所述腔体与所述圆环空心处连通的插入部32,所述插入部32插入到所述中空腔中、并通过所述安装部30安装到轴承座上,所述插入部32用于安装承载支撑轴承5,所述多个端盖3至少在插入部32的结构尺寸、形态结构类型中一方面上不同,多个端盖3的切换使用以适应不同的轴承5。具体的,端盖3可以是通过自身设置的、与轴承座一端设置的螺接结构对应的螺接结构,并利用连接件连接安装到轴承座上;插入部32可以是自安装部30的圆环面上向一侧延伸形成的、具有腔体且所述腔体与安装部空心处连通的结构,具体的,可以是如图4、图5;安装部30的外径尺寸可以是大于插入部32的外径尺寸,如图4、图5示出的是安装部30的外径尺寸大于插入部32的外径尺寸的示例,在图4、图5中安装部30超出插入部32外径部分所在的圆环区域即为外延结构302,该示例中,外延结构302可起到限位、用于设置螺接结构的作用;安装部30的内径尺寸可以是小于插入部32的内径尺寸,如图4、图5示出的是安装部30的内径尺寸小于插入部32的内径尺寸的示例,该示例中,安装部对于安装在插部腔体中的轴承可起到防尘的作用。
[0086] 其中,安装部30与插入部32二者的外径尺寸也可以是相同的,此时,可以是端盖上的螺接结构端盖螺孔34沿安装部径向方向设置,此时,安装部30、插入部32均可插入到轴承座的中空腔,轴承座螺孔00对应设置,用于连接安装部30、轴承座0的连接件除了起到连接安装的作用还可起到限位作用;安装部30的外径尺寸大于插入部32的外径尺寸时,可以是端盖上的螺接结构端盖螺孔34设置在外延结构302上、并沿安装部轴线方向设置,此时,只有插入部32可插入到轴承座的中空腔,轴承座螺孔00、端盖螺孔34的具体设置参阅图4和图5中所示。
[0087] 插入部32的形态结构类型可以是包括鼠笼式结构、弹性环式结构;具体的,鼠笼式结构可以是如图6、图7所示,弹性环式结构可以是如图8、图9所示,这两种形态结构类型的插入部32的刚度可通过轴向布置的筋条宽度、筋条间的距离等加以调整;插入部32也可以为具有完整周向包络面的中空的柱状结构;使用时,可根据试验轴承的特性需要适宜选取,通常情况下刚度大的轴承选择弹性环式结构,刚度小的轴承选择鼠笼式结构或是具有完整周向包络面的中空的柱状结构。
[0088] 所述轴承座0、端盖3除了可以是通过螺接结构实现连接外,也可以是通过其他能够满足工况要求的连接方式,优选螺接,方便成本低。
[0089] 以上,轴承5可以是包括轴承内圈50、轴承滚动体52、轴承外圈54;刚度计算中,刚度=载荷/变形,组件使用时,轴承座0、端盖3、轴承5可以是同心设置,此时,三者构成的支撑结构中,轴承刚度K1与端盖刚度K2之间为并联关系,轴承和端盖构成的支撑系统总刚度为K,则其计算公式为:
[0090] K= K1K2/( K1+K2)
[0091] 可见,根据试验任务需求,依据所述支撑系统总刚度K随着端盖K2的改变的特点可适应性的调节端盖的刚度,从而可达到调节所述支撑系统支撑刚度的效果。
[0092] 参阅图3至9所示,在一个实施例中,一种支撑结构包括轴承以及本申请提及的任一一种轴承支撑组件,即该支撑结构可以是包括轴承座0、端盖3、轴承5,轴承5安装于端盖3内,端盖3安装于轴承座上,具体的可以是,端盖3的插入部32于轴承座0内设置并通过安装部30安装到轴承座0上、轴承5安装在端盖3的插入部32内;使用时,端盖3可以是至少通过调整设计插入部32的结构尺寸、形态结构类型中的一方面特性以适应不同类型、规格的轴承5,具体的,可以是制成多种结构尺寸和/或多种形态结构类型的端盖套组、试验时根据轴承
5的规格类型进行选取使用,如此,相比较现有技术中的直接通过轴承座来支撑轴承的方式、本申请提及的支撑组件的通用性得以提高且更换相对方便,其中,所述结构尺寸的调整具体为至少改变端盖3的插入部32径向的内径尺寸、外径尺寸中的一个,所述形态结构类型的改变指的是鼠笼式结构、弹性环式结构、具有完整周向包络面的中空的柱状结构之间的切换使用,在形态结构类型上的切换使用主要是为了改变支撑结构的支撑系统的支撑刚度,从而拓展性的开展轴承相关性能试验;细节的,端盖3可以是通过螺栓或螺钉与所述轴承座0连接,轴承座0、端盖3及轴承5等主要部件在安装集成时可保持高度同心,即,设计时需要控制轴承座0、端盖3内外形轮廓以及轴承5之间的同轴度、确保使所述轴承座0、所述端盖3及所述轴承5等主要部件在安装集成时保持高度同心,以使使用该支撑结构的试验装置能覆盖较大的转速工况。该支撑结构整体结构科学合理,生产工艺简便易于普及推广,轴承座0可重复使用无需更换极大降低试验成本,可广泛应用于旋转设备轴承试验研究。
[0093] 可以理解的是,本申请提供的轴承支撑组件,端盖3兼具连接、密封、调节轴承支撑系统支撑刚度的功能,通过端盖所述结构尺寸、形态结构类型的调整可实现整体刚度的变化,可起到调节支撑系统整体支撑刚度特性的作用,在完成轴承性能试验同时可以开展更多的支撑性能试验,即可以理解为端盖支撑轴承,所以端盖可以根据试验需求调整选取,从而调节包括轴承、轴承座、端盖的支撑结构的支撑系统的支撑刚度,以调节包括轴承的支撑结构的支撑特性, 进而可拓展性的开展轴承性能试验。相对于航空发动机行业相关院所以及各高等院校搭建的轴承试验装置,该支撑组件首次引入所述特征的端盖3,能够充分实现使用本申请支撑组件的试验装置的多功能、可重复使用特性。该支撑组件相对简单,在建设成本费用上也节省了大量的资金。
[0094] 本申请中,高低压转子之间并未设置起到支撑连接作用的中介轴承,即解耦合式设置,使得高低压转子的测试速度上无需相互限制,进而二者的可实施测试速度的选择更为自由宽泛,整体的,本申请提供的试验台,无需整机台上进行试验测试,试验装置规模不会过大,成本不会被提高。
[0095] 参阅图1至图9,在一个实施例中,一种航空双转子试验台,包括转子单元、驱动单元、支撑单元,具体的可以是包括高速电机、吹气装置、高压转子轴、低压转子轴、两个第一支撑单元、两个第二支撑单元,高压压气机轮盘、高压涡轮轮盘、低压压气机轮盘、低压涡轮轮盘, 所述高速电机通过联轴器带动低压转子旋转,电机可以实现0至目标最大转速的连续调速,高压转子、低压转子可以是分别通过一对包括轴承支持组件、滚动轴承的第一支撑单元、第二支撑单元支撑,高压涡轮轮盘的涡轮叶片设计为模拟叶片、具体的可以是如图2所示,通过吹气装置向模拟叶片吹气进而带动高压转子旋转,吹气装置带动高压转子旋转的设置至少可使得试验台电机的配置减少成本变低的同时还可更加真实的模拟航空发动机双转子结构,所述高压转子、低压转子、滚动轴承、各轮盘等部件装配时高度同心以确保转子系统在运行的过程中不平衡力引起的振动量为最小、满足旋转机械不平衡精度等级标准,该双转子试验台至少在转速、高压转子的气动旋转方面可极大程度的真实模拟航空发动机的双转子结构系统,并且结构科学,工艺简便,少部件轻质量且成本低,高转速,易于推广,可用于开展轴承—转子系统的动力学特性等实验,适用于科研工作者开展航空发动机双转子系统结构优化设计相关工作。
[0096] 参阅图1至图9,在另外一个实施例中,一种航空双转子试验台包括,高速电机、联轴器、低压转子前支撑滚动轴承、低压压气机轮盘、低压转子轴、低压涡轮轮盘、低压转子后支撑滚动轴承、高压压气机轮盘、高压转子前支撑滚动轴承、高压转子轴、高压涡轮轮盘、高压转子后支撑滚动轴承、吹气装置等部件,其中,高压涡轮轮盘的涡轮叶片可设计为模拟叶片,模拟叶片较航空发动机真实叶片结构简单、设计便捷,材料成本及加工工艺也大大的缩减;高压转子通过所述高压转子前、后支撑滚动轴承支撑,低压转子通过所述低压转子前、后支撑滚动轴承支撑;所述高、低压转子、支撑滚动轴承和轮盘等部件装配时高度同心;试验时,试验台启动高速电机通过联轴器带动低压转子旋转,试验台启动吹气装置通过向模拟叶片吹气带动高压转子旋转,即模拟叶片在吹气装置产生的气动力作用下高速旋转,从而带动高压转子高速旋转,其中,吹气装置吹气功率可以调节,也即高压转子转速可以调节;其中,低压转子前支撑滚动轴承、低压转子后支撑滚动轴承、高压转子前支撑滚动轴承、高压转子后支撑滚动轴承即为支撑单元,其各自具体的结构可以是如图3所示。
[0097] 本申请通过吹气装置带动高压转子旋转、高速电机带动低压转子旋转的双转子驱动设置方案,使得试验台仅包括一台电机,结构相对简单的同时还降低了制造成本;高压转子采用气体驱动,试验装置能更加真实的模拟航空发动机双转子结构,并为双转子系统结构优化提供参考依据。
[0098] 本发明提供的新型双转子试验台,有效的解决了行业院所试验装置驱动设备电机多价格昂贵、以及高校试验装置难以真实模拟航空发动机双转子系统的问题。具体的,该试验台可用于开展转子系统的固有振动特性实验、转子系统的振动响应实验、故障转子系统的模型验证和状态监测实验及滚动轴承的动力学实验等,可有效的促进航空发动机双转子系统结构优化设计与关键部件动力学特性的研究。
[0099] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0100] 以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。