[发明专利]一种航空发动机用刷式封严结构匹配性考核评价方法

说明书

一种航空发动机用刷式封严结构匹配性考核评价方法，包括以下步骤：步骤1，制备待考核刷丝试样、跑道涂层试样，确保与零件实际服役状态一致；步骤2，安装刷丝试样、跑道涂层试样，模拟实际零件装配状态；步骤3，开始实验：通过试验机的控制面板设定初始匹配性考核试验温度及测试时间；使刷丝试样与跑道涂层试样之间由间隙配合逐步至过盈配合，达到过盈配合尺寸后，试验结束；步骤4，实验结束后，拆卸刷丝试样和跑道涂层试样，检查刷丝试样和跑道涂层试样的状态，分析涂层及跑道状态。考核评价方法规范，可保证多次试验测试结果的一致性；可精准重复试验，保证试验可叠代性，避免因其他零部件因素而影响刷式封严结构匹配性考核结果。

技术领域

本发明属于航空发动机封严结构涂层评价技术领域，具体涉及一种航空发动机用刷式封严结构匹配性考核评价方法。

背景技术

在现代航空发动机高密封压力、高环境温度、高界面滑速的发展趋势下，采用先进的刷式封严结构降低耗油率；刷式封严结构是一种接触式具有适应性的密封，即允许转子在有一定的偏差的状态下工作，具有更高的密封性能，对降低涡轮前温度、提高热端部件效率、减少发动机重量具有重要意义。

目前，航空发动机采用的刷式封严结构由两部分组成，分别为喷涂有耐磨自润滑跑道涂层的封严盘、密布韧性刷丝结构的封严环。二者在服役过程中，相互转动摩擦，实现气路密封功能。国内对刷式封严结构研究主要集中于提升刷丝和耐磨跑道涂层性能，开展表面强化、更改涂层材料体系、优化涂层工艺等方面研究。但对于刷式封严结构匹配性研究，特别是刷丝与跑道涂层的匹配性评价尚无统一方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空发动机用刷式封严结构匹配性考核评价方法，可高效、便捷、安全、准确地评价航空发动机刷式封严结构匹配性，即刷丝模拟件与跑道耐磨层在高温高速定时转动条件下，模拟航空发动机刷式封严结构工况，本方法采用试验温度、匹配转速、匹配时间、待考核刷丝与跑道涂层初始距离及位移可控的装置，可准确模拟航空发动机启动、加力、巡航等多种工况，用于刷丝与跑道密封涂层匹配性研究，为设计部门选材、工艺部门工艺优化、研究部门材料开发提供重要的参考价值。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种航空发动机用刷式封严结构匹配性考核评价方法，包括以下步骤：

步骤1，制备待考核刷丝试样、跑道涂层试样，确保与零件实际服役状态一致；

步骤2，安装刷丝试样、跑道涂层试样，模拟实际零件装配状态；

步骤3，开始实验：通过试验机的控制面板设定初始匹配性考核试验温度及测试时间；启动试验机的转盘电机带动轮盘转动，轮盘转动稳定后；启动刷丝电机，刷丝试样按着设定进给速率移动，由刷丝试样与跑道涂层试样之间由间隙配合逐步至过盈配合，达到过盈配合尺寸后，立即停止轮盘电机，刷丝试样退回至初始位置；或者达到过盈配合尺寸后，停止刷丝试样进给，摩擦至实验设定的时间后，停止轮盘电机，刷丝试样退回至初始位置；

步骤4，实验结束后，拆卸刷丝试样和跑道涂层试样，检查刷丝试样和跑道涂层试样的状态，分析涂层及跑道状态。

步骤1中刷丝试样的制备，刷丝试样中间为紧密排列的刷丝，两侧采用弧形金属夹板固定，金属夹板跑道同心，长度为5～10cm，向心侧刷丝外露2～8mm。

步骤1中跑道涂层试样表面机加工，采用超音速火焰喷涂或爆炸喷涂工艺制备，跑道涂层试样为整环喷涂。

步骤3中设定初始匹配考核试验温度为室温～800℃。

步骤3中轮盘转速为500～1000rpm，并确保轮盘转动过程中动平衡数据满足100um以下。

本发明的技术效果为：

现有航空发动机用刷式封严结构匹配性考核评价为航空发动机整机试车考核或航空发动机部件试车考核。本发明与现有技术相比具有以下优点：