一种用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装的制作方法

本发明涉及航空发动机，公开了一种用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装。

背景技术：

1、航空发动机运转故障通常起源于个别零件状态异常，其中关键零部件的性能失效会对发动机运转性能产生严重的影响，所以航空发动机研制过程中，需要对一些关键的零部件进行考核。弹性环属于航空发动机转子支承结构中的一种阻尼元件，其断裂失效后会影响发动机转子阻尼特性，导致发动机振动过大。考核弹性环疲劳特性能为发动机平稳运转提供保障。

2、发动机转子旋转过程中，轴承受到转子的不平衡力，使得弹性环产生变形，再通过弹性环外壁将不平衡力传递到支承座上。尤其是弹性环设计为内外凸台错开的结构形式，其相比于轴承外环和支承座更容易变形。

3、在简化分析时认为弹性环是弹性变形体，支承座是固定刚体，轴承外环是圆周运动的外刚体。弹性环的工作过程是内外圈接触的刚体相对运动时不断挤压变形的过程；如附图1所示，内刚体内圈圆心o2绕着静止的外刚体外圈圆心o1做半径为e圆周运动。为了衡量弹性环1工作时挤压变形的程度，把附图1中内外圆相对运动的偏移量e作为指标，弹性环1疲劳寿命考核试验的内容即为弹性环1整圈周期循环承受给定偏移量e的挤压变形，其中某一时刻的挤压方向为图1中的直线箭头方向。现有技术中对弹性环1疲劳寿命的考核试验工装结构复杂，不易实现对弹性环1挤压试验过程中的偏压调节。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装，通过调节偏压调节机构使滑块向内套环施加一个沿内套环径向施加一个挤压力，实现对弹性环的挤压；转轴旋转过程中弹性环与内套环或外套环的接触挤压点则可以在旋转工装的旋转坐标系下会进行周向运动，使得弹性环整圈周期循环承受挤压变形，实现弹性环整圈周期循环挤压下的疲劳寿命考核。

2、为了实现上述技术效果，本发明采用的技术方案是：

3、一种用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装，包括转轴以及与转轴同轴连接的旋转工装，所述转轴通过轴承座安装于基座上；所述旋转工装包括同轴设置的内套环和外套环，所述内套环和所述外套环之间设置有弹性环；所述外套环通过刚性转接段与转轴同轴连接，所述内套环通过柔性管与转轴同轴连接；还包括偏压调节机构，所述偏压调节机构上安装有滑块，所述滑块通过传力轴承与所述内套环同轴转动连接，所述偏压调节机构用于通过滑块、内套环向弹性环施加沿弹性环径向的挤压力。

4、进一步地，弹性环内壁设置有内凸台，所述弹性环外壁设置有外凸台，弹性环的内凸台和外凸台在圆周方向的位置相互错开。

5、进一步地，内凸台与内套环的外壁接触，所述外凸台与外套环内壁接触，且弹性环与外套环之间设置有防止弹性环相对外套环转动的防转键。

6、进一步地，传力轴承外壁与所述内套环内壁之间设置有偏压轮。

7、进一步地，偏压调节机构包括底板，所述底板正上方固定有顶板，所述顶板和所述底板之间固定有导向杆，所述滑块位于所述顶板和底板之间，且所述滑块上设置有与导向杆配合的导向孔；所述滑块上开设有与导向杆平行的螺纹孔，所述螺纹孔内配合设置有调节螺杆，所述调节螺杆底部与底板上表面接触。

8、进一步地，调节螺栓伸出顶板上表面，且位于顶板上表面的所述调节螺栓端头设置有旋转把手，所述顶板上设置有刻度，所述调节螺栓的旋转把手上设置有与刻度配合的指针组件。

9、进一步地，柔性管为橡胶管，所述柔性管内壁通过过盈配合方式与所述转轴外壁连接，所述柔性管内壁通过过盈配合方式与所述内套环外壁连接。

10、与现有技术相比，本发明所具备的有益效果是：

11、本发明通过调节偏压调节机构使滑块向内套环施加一个沿内套环径向施加一个挤压力，实现对弹性环的挤压；转轴旋转过程中弹性环与内套环或外套环的接触挤压点则可以在旋转工装的旋转坐标系下会进行周向运动，使得弹性环整圈周期循环承受挤压变形，实现弹性环整圈周期循环挤压下的疲劳寿命考核。

技术特征：

1.一种用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装，其特征在于，包括转轴(3)以及与转轴(3)同轴连接的旋转工装(2)，所述转轴(3)通过轴承座(4)安装于基座上；所述旋转工装(2)包括同轴设置的内套环(5)和外套环(6)，所述内套环(5)和所述外套环(6)之间设置有弹性环(1)；所述外套环(6)通过刚性转接段(7)与转轴(3)同轴连接，所述内套环(5)通过柔性管(8)与转轴(3)同轴连接；还包括偏压调节机构，所述偏压调节机构上安装有滑块(9)，所述滑块(9)通过传力轴承(10)与所述内套环(5)同轴转动连接，所述偏压调节机构用于通过滑块(9)、内套环(5)向弹性环(1)施加沿弹性环(1)径向的挤压力。

2.根据权利要求1所述的用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装，其特征在于，所述弹性环(1)内壁设置有内凸台(11)，所述弹性环(1)外壁设置有外凸台(12)，弹性环(1)的内凸台(11)和外凸台(12)在圆周方向的位置相互错开。

3.根据权利要求2所述的用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装，其特征在于，所述内凸台(11)与内套环(5)的外壁接触，所述外凸台(12)与外套环(6)内壁接触，且弹性环(1)与外套环(6)之间设置有防止弹性环(1)相对外套环(6)转动的防转键(13)。

4.根据权利要求1所述的用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装，其特征在于，所述传力轴承(10)外壁与所述内套环(5)内壁之间设置有偏压轮(14)。

5.根据权利要求1所述的用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装，其特征在于，所述偏压调节机构包括底板(15)，所述底板(15)正上方固定有顶板(16)，所述顶板(16)和所述底板(15)之间固定有导向杆(17)，所述滑块(9)位于所述顶板(16)和底板(15)之间，且所述滑块(9)上设置有与导向杆(17)配合的导向孔；所述滑块(9)上开设有与导向杆(17)平行的螺纹孔，所述螺纹孔内配合设置有调节螺杆，所述调节螺杆底部与底板(15)上表面接触。

6.根据权利要求5所述的用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装，其特征在于，所述调节螺栓(18)伸出顶板(16)上表面，且位于顶板(16)上表面的所述调节螺栓(18)端头设置有旋转把手(19)，所述顶板(16)上设置有刻度，所述调节螺栓(18)的旋转把手(19)上设置有与刻度配合的指针组件。

7.根据权利要求1所述的用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装，其特征在于，所述柔性管(8)为橡胶管，所述柔性管(8)内壁通过过盈配合方式与所述转轴(3)外壁连接，所述柔性管(8)内壁通过过盈配合方式与所述内套环(5)外壁连接。

技术总结
本发明涉及航空发动机技术领域，公开了一种用于考核弹性环疲劳寿命的旋转挤压试验工装，通过调节偏压调节机构使滑块向内套环施加一个沿内套环径向施加一个挤压力，由于所述内套环转接橡胶管软连接，受到传力轴承传递的挤压后会产生径向位移，将挤压力传递至弹性环上，实现对弹性环的挤压；此外，试验器工装工作时旋转驱动机构带动旋转工装和弹性环一起旋转，而滑块与内套环之间采用传力轴承连接，滑块不会随着旋转工装转动，滑块与旋转工装的内套环接触点可以相对静止；而弹性环与内套环或外套环的接触挤压点则可以在旋转工装的旋转坐标系下会进行周向运动，使得弹性环整圈周期循环承受挤压变形，实现弹性环整圈周期循环挤压下的疲劳寿命考核。

技术研发人员：韦淞瀚,李光辉,李盛翔,杨飞兵,郜伟强,石小江,滕光蓉
受保护的技术使用者：中国航发四川燃气涡轮研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13