[发明专利]一种航空发动机旋转轴间隙的测量方法

说明书

本发明提供一种航空发动机旋转轴间隙的测量方法，涉及航空发动机测试技术领域。一种航空发动机旋转轴间隙的测量方法，首先在封严装置的封严盖上安装三支电容传感器，并通过电容与电压之间的关系，获得各测点处的电压，然后利用各测点的电压值求出各电容传感器与锁紧螺母间的间隙值，最后通过各电容传感器与锁紧螺母间的间隙值计算出各测点处封严盖与锁紧螺母之间的间隙。本发明提供的航空发动机旋转轴间隙的测量方法，无需对电容传感器进行标定，即可得到可靠的测试数据，解决了电容传感器在旋转轴间隙测量中标定困难的难题，免除了事先标定或试验中实时标定的复杂工作及其带来的较大误差的问题，保障了测试数据的使用可靠性。

技术领域

本发明涉及航空发动机测试技术领域，尤其涉及一种航空发动机旋转轴间隙的测量方法。

背景技术

航空发动机的某支点石墨封严装置如图1所示，如果在空中出现故障，将直接影响发动机的使用可靠性。为查找支点石墨封严装置失效的故障机理，需要在线测量支点石墨封严组件故障部位的间隙变化情况。

由于支点石墨封严组件的测点位置在发动机内部，传感器安装空间狭小(高度不足10mm)，只能使用属于尖端科技产品的微型间隙传感器进行测量，并且要求在发动机工作状态下进行间隙测量，而测量部位的工作介质为空气和滑油的混合气体(油雾)，油雾浓度随着发动机的状态随时变化，温度上限160℃，因此在实际测量中选用如图2所示的小型电容传感器作为间隙测量工具。

电容传感器基本测试原理是利用传感器的测量平面和待测平面间形成的电容值与距离间的函数关系确定测量间隙值。

实际测量中，安装在封严盖上的探头可以认为是平行板电容器的一个电极，而锁紧螺母是电容器的另一个电极。测得的电容是电极两极板几何尺寸、距离、介质(材料)的函数。测量的电容值与间隙的关系如下公式所示：

d＝ErE0A/C

其中：d为电极间隔，Er为电极间介质的相对介电常数，E0为真空中的介电常数，A为电极面积，C为测量电容。

在发动机正常工作状态下，封严盖与锁紧螺母之间的油雾浓度随时在变化，且温度和压力也是变数，再加上测量空间的限制，使得介质的相对介电常数Er难以实时测量，其事先标定过程也非常困难。因此使用电容间隙传感器进行间隙测量过程中，电容传感器的标定成为技术难题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种航空发动机旋转轴间隙的测量方法，实现对航空发动机的支点石墨封严装置故障部位的间隙进行测量。

一种航空发动机旋转轴间隙的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、根据电容传感器尺寸，在航空发动机的支点封严装置的封严盖上端加工通孔；将带安装限位环的电容传感器从封严盖上方置于所述通孔内，采用点焊金属片的方式将电容传感器固定在封严盖上；再使用相同方法在封严盖水平方向上的两侧布置两只电容传感器，该两只电容传感器与封严盖上端的电容传感器的中心角均为90度；

步骤2、分别测量三个电容传感器在封严盖端面的回缩值h1、h2和h3，以及支点封严装置的锁紧螺母的直径DL、封严盖的水平内径Ds和封严盖的垂直内径Dc，且保证各回缩值均大于等于0.2mm，小于0.3mm；