[发明专利]挤压油膜阻尼器油膜厚度试验装置及其测试方法

说明书

挤压油膜阻尼器油膜厚度试验装置，包括支座、绝缘连接板、鼠笼、轴承座、挤压油膜支座、密封圈、液压接头、压力传感器、支承轴承和转盘轴等，电容信号转换电路、电阻信号转换电路和压力传感器将采集电压及压力变化输入到采集器中，通过计算获得油膜厚度并进行预警。本发明挤压油膜阻尼器油膜厚度试验装置及其测试方法，采用电容法与电阻法实现挤压油膜阻尼器全膜、部分膜油膜厚度综合测试，测试方法简单有效；同时采用压力测试与补偿方法，避免压力变化对油膜厚度测试结果影响，测试更准确；试验装置结构简单，能够模拟复杂工况，并在试验装置上实现油膜厚度的有效测试。

技术领域

本发明涉及旋转机械中的燃气涡轮或航空发动机领域。

背景技术

挤压油膜阻尼器是以航空发动机为代表的燃气轮机转子支撑的重要减振结构，通过在鼠笼外环与腹板内环的间隙内通以滑油，形成挤压油膜，通过油膜的挤压消耗转子振动能量，减小航空发动机转子的外传载荷和振动；而挤压油膜阻尼器油膜厚度大小是工作时关键参数之一，直接影响着内部的力学性能和减振效果，且随着航空发动机转子工况条件而发生变化；因此获取不同工况条件下的油膜厚度对于挤压油膜阻尼器的理论分析、设计具有重要意义。

对于油膜厚度测试方面，虽然机械中一些相互接触的零部件尝试采用电容法、电阻法等。如电容测试法是一种公认的有效检测油膜厚度的方法，并在钢球与转盘(潘慧-基于电容法的点接触润滑状态研究、程林-基于电容法的油膜厚度测量技术研究)，两滚轮(张鹏顺-用电容法对弹流油膜厚度测量的研究)，活塞(王海山-用电容法对活塞环最小油膜厚度的测量)，滚动轴承(刘苏亚-滚动轴承润滑油膜的测试、包大勇-弹流润滑状态测试仪的研制及其应用)、摩擦副间(CN201810270967-一种润滑油膜厚度的电容测量装置及其测试方法)进行应用，并进一步提出标定方法和装置如(CN201811027913-用于油膜厚度测量的电容传感器标定方法和装置、CN201910069201-基于电容原理的微型油膜厚度在线快速标定系统及方法)。而单纯的电容法只能测试在相互接触零部件中全膜状态的厚度，油膜破裂后发生失效，不能进而一步判断出油膜状态。而且由于挤压油膜阻尼器与上述接触零部件在相互接触的结构特征、功能乃至工作条件以及电容测试后的油膜厚度反推计算都有很大差别，尚无对应的计算方法，而且挤压油膜阻尼器内部压力随工况变化，进而影响油膜厚度，将对测试结果产生很大偏差；同时由于航空发动机的在冲击或者大机动环境工作时，冲击载荷过大，内部压力变化大，油膜时而发生破裂，因此现有测试方法与测试装置不能满足挤压油膜阻尼器油膜厚度测试的需要。从现公开的资料来看，目前多数从理论上采用半油膜或全油膜假设并通过数值分析方法求解Reynolds方程获得油膜，尚未针对挤压油膜阻尼器油膜厚度有效测试方法，不能获得复杂工况条件下挤压油膜阻尼器油膜厚度的有效实验数据，从而不能对理论进行验证，并进行有效改进设计。

发明内容

本发明提供了一种挤压油膜阻尼器油膜厚度测试方法及其试验装置，实现挤压油膜阻尼器全膜测试、部分油膜预警。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：挤压油膜阻尼器油膜厚度试验装置，支座21中心孔前侧边缘处安装绝缘连接板22，支座21中心孔内设有鼠笼23，鼠笼23前端与绝缘连接板22固定连接，鼠笼23后端外侧固定连接轴承座24，轴承座24外侧设有挤压油膜支座25，挤压油膜支座25与支座21固定连接，挤压油膜支座25与轴承座24之间存在间隙，轴承座24上安装支撑轴承29，支撑轴承29内侧为转盘轴210，转盘轴210上设有转盘213；挤压油膜支座25中部设有用于与轴承座24配合安装的通孔252，挤压油膜支座25内设有油膜孔253，挤压油膜支座25上部和下部分别设有与油膜孔253贯通的油孔254，两个油孔254分别为进油口和出油口，挤压油膜支座25上部安装压力传感器28；挤压油膜支座25和轴承座24构成挤压油膜阻尼器9，挤压油膜阻尼器9的内环4和外环5分别通过导线引出连接电容信号转换电路111和电阻信号转换电路112，压力传感器113、电容信号转换电路111和电阻信号转换电路112连接采集器114。