一种滑油箱-安装结构的振动性能模拟试验装置的制作方法

1.本发明属于航空发动机技术领域，涉及一种滑油箱-安装结构的振动性能模拟试验装置。


背景技术：

2.滑油箱是航空发动机外部系统的重要组成部件，主要起装载滑油的作用，滑油箱通过安装结构固定在发动机机匣上。发动机在运行过程中，机匣产生的振动会传递给安装结构的各个零件与滑油箱部件。滑油箱承载滑油后质量大，且在飞机飞行过程中滑油晃动，使得滑油箱振动难以控制，对于安装结构各零件、滑油箱部件的强度刚度等要求较高。
3.实际航空发动机的体积大、试车环境复杂，不便于开展试验，通过设计模拟试验装置，对滑油箱安装结构性能展开振动测试，可降低试验成本，是一种研究滑油箱及其安装结构振动控制方法的经济有效手段。
4.目前，对于航空发动机外部系统的已有研究成果较少，尤其在空间多点弹性支撑系统振动特性研究与振动传递方面，还没有较为完全的研究方法，因此对于外部系统零部件的振动测试，仍没有较为关于模拟试验装置的较为成熟的结构设计方案可供参照或应用。
5.因此，针对航空发动机滑油箱安装结构性能测试的工程研究需求，需要对实际模型进行特征提取，设计模拟试验装置，所设计的试验装置，在结构上与实际模型相似，同时其运动学、动力学特性，应当最大程度上接近实际模型。


技术实现要素：

6.为研究滑油箱-安装结构的系统振动性能与安装结构的振动传递性能，本发明设计了一种滑油箱-安装结构的振动性能模拟试验装置。本发明通过对实际发动机模型进行特征提取，实现了对实际模型的简化，与实际发动机模型相似，并旨在高度还原实际模型的运动学、动力学特征。
7.本发明的技术方案如下：
8.一种滑油箱-安装结构的振动性能模拟试验装置，包括机匣底座1、简化滑油箱2和安装结构组件。
9.所述机匣底座1和简化滑油箱2是对实际发动机机匣的简化模型。简化滑油箱2主要通过锚接方式与机匣底座1连接，锚接主要依靠每个安装点处的安装结构组件来实现的，试验装置采用多点锚接式的安装结构。简化滑油箱2上的每个锚接点处，外形为圆柱凸台结构，该结构内部为中空，将此中空的圆柱凸台结构称为锁紧腔，锁紧腔在水平方向上上表面为楔形槽，用于与安装结构组件的配合紧固。
10.所述的机匣支座1，对实际发动机机匣进行了简化设计。机匣支座1整体为角钢支撑框架，机匣底座1两侧各焊接一条弧形安装边，代替实际模型中的机匣安装边，为安装支座提供安装位置；两条弧形安装边的半径不同，在圆弧半径较小的一侧，保留一部分机匣的
弧形表面，用于连接固定试验装置其他零部件，角钢支撑框架对机匣安装边起支撑作用。机匣支座1的底部中心位置处设有一开孔圆形钢板，机匣支座1底部矩形框架的四个顶点和两长边中点处均设有开孔矩形钢板，这些工装结构主要用于实现机匣支座1在振动试验台上的安装固定。
11.所述的简化滑油箱2，对实际发动机滑油箱进行了简化设计。简化滑油箱2相比实际发动机滑油箱，体积缩小，故占据的空间位置少，可以安装在机匣支座1上。所述简化滑油箱2内部为方钢管支撑框架，一方面，简化滑油箱2上的四个锚接点是主要受力点，方钢管支撑框架可以保证整体结构稳定，实现对四个锚接点的可靠支撑；另一方面，简化滑油箱2结构简单，且方钢管内部中空，可以实现整体结构的轻量化。简化滑油箱2外部采用可拆卸的蒙皮，蒙皮直接通过螺钉连接，在实际应用中，为模拟滑油箱承载滑油量的不同情况，可将外部蒙皮进行拆卸，通过在内部的方钢管支撑框架上加减重物，来实现对简化滑油箱2配重的调整。简化滑油箱2两侧的安装锚接点处为锁紧腔结构，其与安装结构组件连接，实现简化滑油箱2安装固定在机匣支座1上。
12.所述的安装结构组件包括左上侧安装支座3、左下侧安装支座4、右上侧安装支座5、右下侧安装支座6、楔形锁紧块7、连接轴8、减振器9和连接处扣盖10。由于简化滑油箱2上的四个锚接点所处的位置左右不对称，且各个安装支座在机匣支座1上所处的安装位置各不相同，因此四个安装支座的结构各异。其中，左上侧安装支座3和左下侧安装支座4结构相仿，安装支座底部设有两处与机匣底座1进行配合的互相呈垂直的配合面，安装支座顶部为吊环结构，与减振器9配合。右上侧安装支座5和右下侧安装支座6结构相仿，安装支座底部只有一个与机匣底座1进行配合的配合面，安装支座顶部为吊环结构，与减振器9配合。整体上右侧两安装支座的体积小于左侧两安装支座的体积。
13.所述楔形锁紧块7嵌入简化滑油箱2各锚接点处锁紧腔的楔形槽后旋转90
°
，实现与锁紧腔的配合。每个安装支座顶部吊环的两侧各插入一个减振器9，即减振器9成对布置于吊环两侧；连接轴8再穿过两减振器9及吊环的内孔后与楔形锁紧块7通过螺纹连接，实现减振器的径向固定与轴向固定。
14.所述连接处扣盖10为薄壁结构件，其顶端开有使连接轴8末端的六棱柱凸台穿过的通孔，连接处扣盖10与连接轴8的圆盘结构通过螺钉连接；连接处扣盖10底部与简化滑油箱2锚接点处凸台结构通过螺钉连接。
15.本发明的有益效果是：
16.1)本发明相比实际发动机，整体尺寸缩小，减少了模拟试验准备过程中，试验件制造所花费的成本，同时关键结构的外形与尺寸参数，如弧形机匣安装边的半径与宽度、安装支座的尺寸等，与实际发动机保持高度相似，极大程度还原了实际发动机机匣、安装结构组件、滑油箱等零部件所组成系统的运动学、动力学特性。
17.2)本发明所采用的机匣底座，实现了对实际发动机机匣的简化，为其他零部件提供可靠支撑，在机匣支座上使各个零件的安装位置与实际情况相似，故也能应用于其他发动机外部系统零部件性能振动试验，或为该类试验所用试验装置的设计提供参照。
18.3)本发明所采用的简化滑油箱，采用方钢管支撑框架，外部包络蒙皮，本身质量轻，蒙皮可拆卸，可通过在简化滑油箱内增减配重物的方式，即在内部支撑框架的多个位置紧固安装合适的配重物，来实现对实际滑油箱不同载油情况的模拟。
19.4)本发明所采用的安装结构组件，在保证实现可靠连接的同时，采用分体式结构，安装原理与过程简单，能够实现快速装配的功能，使试验过程中能够便于对试验装置进行调试。
20.5)本发明面向于空间多点支撑系统的动力学设计与振动分析与评价，可用于进行滑油箱-安装结构系统不同支撑条件下的系统振动性能与安装结构的振动传递性能的研究。
附图说明
21.图1是本发明的三维图。
22.图2是简化滑油箱主体支撑结构图。
23.图3是从简化滑油箱位于最前方的方向观看本试验装置的视图。
24.图4是图3的左视图。
25.图5是图3的俯视图。
26.图6是图1中锚接点安装结构的局部放大图。
27.图中：1机匣底座；2简化滑油箱；3左上侧安装支座；4左下侧安装支座；5右上侧安装支座；6右下侧安装支座；7楔形锁紧块；8连接轴；9减振器；10连接处扣盖。
具体实施方式
28.下面将结合附图说明一种滑油箱-安装结构的振动性能模拟试验装置的具体实施方式，
29.以四支撑系统为例，在开展振动测试前，对一种滑油箱-安装结构的振动性能模拟试验装置进行安装，安装过程按照以下流程进行：
30.1)首先，将左上侧安装支座3、左下侧安装支座4、右上侧安装支座5、右下侧安装支座6通过螺栓依次固定于机匣底座1两侧面的安装边上。
31.2)其次，分别按顺序进行左上侧锚接点、右上侧锚接点、左下侧锚接点、右下侧锚接点处安装结构组件的安装。以左上侧锚接点安装结构组件安装为例，在进行锚接点安装结构组件的安装时，首先使连接轴8穿过一个减振器9作为外侧减振器，完全贴合后使连接轴8穿过左上侧安装支座3顶部吊环；外侧减振器与左上侧安装支座3吊环孔内壁贴合后，再使另一减振器9作为内侧减振器从相反方向穿过连接轴8，与左上侧安装支座3配合；接着使楔形锁紧块7螺纹孔与连接轴8末端螺纹旋紧，并且通过移动连接轴8使楔形锁紧块7可顺利插入简化滑油箱2侧面的锁紧腔中；最后顺时针旋转连接轴8直至楔形锁紧块7在锁紧腔中完全固定。
32.3)然后，将各个锚接点的连接处扣盖10通过螺钉固定在简化滑油箱2与连接轴8上。
33.4)接着，检查简化滑油箱2在外力作用下是否相对于机匣底座1产生明显晃动，若出现该情况应当拆下各零部件，并重复步骤2)与步骤3)的安装过程直至简化滑油箱2完全固定于机匣底座1之上。
34.5)通过螺栓将机匣底座1底部的工装结构与振动试验台连接，实现试验装置在试验台上的固定。
35.6)在左上侧安装支座3、左下侧安装支座4、右上侧安装支座5、右下侧安装支座6以及机匣底座1和简化滑油箱2上布置振动传感器。
36.7)开始测试并存储测试数据。
37.8)改变支撑条件，重复步骤1)-步骤7)。