[发明专利]弹性环刚度测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种弹性环刚度测量装置及测量方法，该测量装置包括用于固定至测量平台上以容纳待测弹性环的轴承座及设于弹性环内的芯棒，芯棒连接有用于施加力载荷的加载杆，加载杆为球头杠杆，球头杠杆与芯棒同轴线设置且其朝向芯棒的第一端固接于芯棒上，球头杠杆上远离芯棒的第二端设有球头，还包括与球头配合以约束球头杠杆的轴向位移的定位座，球头与定位座铰接配合，球头杠杆上靠近第一端对称设置用于对球头杠杆施加设定载荷的施力机构、用于测量球头杠杆在对应载荷条件下变形量的位移传感器。其实现了在传动装置有约束定位的条件下对弹性环的变形量的检测，提高了测量精度，且方便、快捷地实现弹性环在不同方向上的刚度值的测量。

技术领域

本发明涉及弹性环检测领域，特别地，涉及一种弹性环刚度测量装置及测量方法。

背景技术

弹性环是一种能抑制发动机转子振动量的装置，具有结构简单、质量轻、占位小等特点，在近代中小型航空发动机中得到广泛的应用，特别适用于高速旋转机械。采用适当的弹性环和挤压油膜阻尼器，可以容易地将高速转子前二阶刚体临界转速置于慢车转速以下，而将转子的弯曲临界转速置于最高转速以上并有足够的共振裕度(20％以上)。国外多种发动机成功使用弹性环和挤压油膜阻尼器的实例表明，在正常工作状态下，可以使发动机的振动量减少60％以上。由于减小了转子振幅，降低了转子振动的外传力，从而可以降低轴承以及整个承力系统的载荷，提高发动机工作的可靠性与耐久性。

弹性环内、外环在周向均布数量不等的小凸台，其加工精度对弹性环刚度的影响较大，现有技术中，弹性环的刚度一般采用直接测量法测量，如CN 202974628U公开了一种弹性环支承刚度测量装置，直接测量法是直接加集中载荷(砝码)于试验件的特定位置，使其发生变形通过测量加载处位移或变形，由公式(1)来求得刚度值的方法：

式中：K——静刚度；

F——外加载荷量；

S——位移或变形量。

测量时，根据弹性环的工作状态，通过夹具将其安装座或轴承座刚性地固联至测试平台。安装好弹性环后，在其特定位置施加集中载荷F，用测量精度达1μm的电涡流位移传感器测量该载荷作用下，弹性环与集中载荷为同一轴线方向上的相对位移值或变形量S。

把测得的F、S值代入式(1)，就可计算出弹性环的刚度值，单位为N/m。

弹性环内环跟芯棒、弹性环外环跟加载环之间是间隙配合，在载荷作用下，弹性环与芯棒、加载环之间的间隙对测量结果影响很大；加载环轴向未定位，加载时砝码盘会晃动，导致加载环会发生轻微的晃动，位移传感器精度很高，这种轻微的晃动会影响测量的精度。

发明内容

本发明提供了一种弹性环刚度测量装置及测量方法，以解决现有的弹性环测量装置由于经加载环作用于弹性环导致测量精度容易受弹性环与芯棒、加载环之间间隙影响的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种弹性环刚度测量装置，包括用于固定至测量平台上以容纳待测弹性环的轴承座及设于弹性环内的芯棒，芯棒连接有用于施加力载荷的加载杆，加载杆为球头杠杆，球头杠杆与芯棒同轴线设置且其朝向芯棒的第一端固接于芯棒上，球头杠杆上远离芯棒的第二端设有球头，还包括与球头配合以约束球头杠杆的轴向位移的定位座，球头与定位座铰接配合，球头杠杆上靠近第一端对称设置用于对球头杠杆施加设定载荷的施力机构、用于测量球头杠杆在对应载荷条件下变形量的位移传感器。

进一步地，施力机构包括施力绳，施力绳的一端套接于球头杠杆的通孔内，施力绳的另一端经力载荷检测装置、调节机构连接至承力座。

进一步地，力载荷检测装置包括感受应力的应变计及接收应变计的电信号，用于显示应力大小的力传感器；应变计的两端分别设置凸耳，一个凸耳连接施力绳，另一凸耳经调节机构连接至承力座。