[发明专利]螺栓松动下纤维增强复合盘鼓薄壁构件旋转振动试验台

说明书

本发明涉及机械技术领域，公开一种螺栓松动下纤维增强复合盘鼓薄壁构件旋转振动试验台，包括盘鼓薄壁构件装置、动态螺栓松动装置、直线启停装置、激光圆周扫描装置。本发明设计动态螺栓松动装置用于模拟螺栓的松动，并将反光镜连接电机，一同固定在纤维增强复合盘鼓薄壁构件的空心轴内呈45°倾角安装，通过电机的开闭，实现激光光路和盘鼓鼓筒差速转动或同步转动，结合反光镜实现光路的改变，检测纤维增强复合盘鼓薄壁构件内侧某一圆周截面或某个测点的振动的频率、幅值和相位，通过上述振动情况研究盘鼓件振动特性的改变与螺栓松动程度的关系及规律，有针对性地对螺栓连接结构、连接方式、分布设计的改良上提供更多依据。

技术领域

本发明属于激光测振技术领域，具体涉及一种螺栓松动下纤维增强复合盘鼓薄壁构件旋转振动试验台。

背景技术

在航空发动机中,静子机匣一般由若干段组成,各段之间用螺栓联接的安装边联接在一起,这样各段之间就形成机械接触面。这些接触面的存在必然使接触区域的接触刚度和接触阻尼产生变化,并致使整个系统的刚度和阻尼发生改变,从而影响整个联接系统的振动特性，造成的危害与损失也是难以估计。螺栓松动的现象在机械产品和装配体中屡见不鲜，尤其在航空航天领域，以高转速和高精密度为特点的装配组合中，螺栓松动现象会对核心构件的正常运转造成不良影响，严重还会引发事故。现代的航空发动机追求高性能和高推重比，机构日趋复杂，工作条件越发苛刻，导致整机振动逐步增大的因素逐渐增多。整机振动是影响航空发动机寿命和飞行安全的决定性因素。发动机转子异常振动很大因素是由螺栓松动引起的转子不对中导致的。

本发明针对这一不容忽视的现象，设计一种试验台，可以模仿航空航天发动机叶片盘与盘鼓实际的工作情况，并通过设计，在安全范围内选择性的对个别对称分布的连接螺栓进行松动，再通过多普勒激光传感器，测量出螺栓松动引起的叶片盘与盘鼓内壁的振动情况。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种螺栓松动下纤维增强复合盘鼓薄壁构件旋转振动试验台，本发明设计了动态螺栓松动装置，用于模拟螺栓的松动。将反光镜连接电机，一同固定在纤维增强复合盘鼓薄壁构件的空心轴内呈45°倾角安装，通过电机的开闭，实现激光光路和盘鼓鼓筒差速转动或同步转动，结合反光镜实现光路的改变，实现纤维增强复合盘鼓薄壁构件内侧某一圆周截面或某个测点的振动情况，研究盘鼓件振动特性的改变与螺栓松动程度的关系及规律，有针对性地对螺栓连接结构、连接方式、分布设计的改良上提供更多依据。

具体技术方案如下：

螺栓松动下纤维增强复合盘鼓薄壁构件旋转振动试验台，其特征在于，包括盘鼓薄壁构件装置、动态螺栓松动装置、直线启停装置、激光圆周扫描装置、轮盘—轴一体构件；所述直线启停装置包含左滑块导盘和右滑块导盘，所述动态螺栓松动装置包含异步转动盘，所述盘鼓薄壁构件装置和动态螺栓松动装置安装在轮盘—轴一体构件上，两端分别与轴承座相连，所述直线启停装置的左滑块导盘和右滑块导盘分别与动态螺栓松动装置通过两端的异步转动盘连接，带动其进行工作；所述激光圆周扫描装置用于测量纤维增强复合盘鼓薄壁构件相应测点或者圆周截面的的振动情况。

所述动态螺栓松动装置包含内啮合齿轮筒、主动齿轮和伸缩轴，所述主动齿轮和内啮合齿轮筒通过键连接固定在轮盘—轴一体构件上，伸缩轴左端通过过盈配合与小齿轮连接，右侧筒套可以伸缩，且右侧通过正六边形螺栓筒套与盘鼓薄壁构件的螺栓连接；右侧结构与左侧关于叶片盘呈轴对称。

所述盘鼓薄壁构件装置包含叶片盘和纤维增强复合盘鼓薄壁构件，所述叶片盘分为叶片左盘和叶片右盘，叶片盘左侧，叶片左盘依次连接纤维增强复合盘鼓薄壁构件和动态螺栓松动装置连接，并一同固定在轮盘—轴一体构件上，通过轴承固定在轴承座上；叶片盘右侧结构与左侧结构关于叶片盘呈轴对称；所述轮盘—轴一体构件的轴通过联轴器与电机相连。