CN106441905A - 一种以转子为基准的信号传输装置 - Google Patents

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李成刚
刘俊峰
安中彦
郝兵
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Abstract

本发明公开了一种以转子为基准的信号传输装置，属于航空发动机信号传输技术领域。引电器安装在引电器安装座内，引电器安装座与转换基座相连，转换基座通过轴承安装在转子定位轴上，转子定位轴的一端通过封严套齿与转换基座的内腔保持接触；另一端通过定位螺栓固定于涡轮盘上，复合冷却套对转子定位轴、引电器、引电器安装座及转换基座进行冷却，转子定位轴是整个***装置的基准，测试引线沿转子璧面引至涡轮盘轴心孔处，穿过转子定位轴与后端的引电器的转子连接，引电器相连的静子引线经引线管穿过支板至发动机外；本发明具有转、静子双向动态位移差的高容差能力，***采用模块式结构，拆装方便，对发动机无风险，造价低，适用范围广。

Description

一种以转子为基准的信号传输装置
技术领域
本发明属于航空发动机信号传输技术领域，具体涉及一种以转子为基准的信号传输装置。
背景技术
航空发动机热端转子件壁面参数测试是发动机研制中必须面对的课题，目前国内主要通过在冷端装信号传输***，传感器引线从热端引至冷端的办法完成热端转子测试。有的发动机结构不具备将信号传输***放置发动机冷端的条件，如盘为实心结构，没有引线路径；冷端、热端转子转速不同等。
国内还没有在热端装信号传输***，转、静子无相对定心结构，转速在10000rpm以上，采用引电器测试成功的先例。采用非接触的遥测***在这种严苛条件下进行信号传输有成功的可能，但造价高昂且精度偏低。
发明内容
本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种以转子为基准的信号传输装置，采用转、静子不定心结构以转子为基准的信号传输***的技术方案，解决了动态转、静子双向位置容差难题。
本发明的技术方案：一种以转子为基准的信号传输装置，包括：定位螺栓、冷却水出口管路、两个引线管、复合冷却套、柔性承扭架、静子引线、复合冷却套盖板、压力平衡孔、引电器、引电器安装座、封严套齿、转换基座、冷却气集气环、转子定位轴、测试引线、第一复合管路及第二复合管路；
转子定位轴内部设置有圆形通孔，引电器安装在引电器安装座内，引电器安装座连接在转换基座上，所述转换基座通过轴承安装在转子定位轴上，转子定位轴靠近转换基座的一端与封严套齿连接，转子定位轴另一端表面设置有篦齿结构，且通过定位螺栓固定于涡轮盘上；与转子璧面参数传感器相连的测试引线穿过所述转子定位轴及封严套齿与后端的引电器的转子连接；
所述转子定位轴、引电器、引电器安装座及转换基座安装在复合冷却套内，所述复合冷却套一端设置有复合冷却套盖板，所述复合冷却套和复合冷却套盖板两者分别设置有隔热层和冷却层，且复合冷却套及复合冷却套盖板两者的冷却层连通；所述复合冷却套通过柔性承扭架连接在发动机静子上，能够实现转、静子径向容差位移；
所述复合冷却套盖板设置有压力平衡孔，所述复合冷却套靠近篦齿结构位置处设置有冷却气集气环，所述冷却气集气环与篦齿结构配合，所述复合冷却套筒体侧壁与所述冷却水出口管路、引线管、第一复合管路及第二复合管路配合开孔；所述第一复合管路包括第一冷却水管和引电器冷却气管，所述第二复合管路包括第二冷却水管和集气环冷却气管，所述引电器冷却气管穿过复合冷却套，且引电器冷却气管中冷却气对引电器进行冷却，集气环冷却气管穿过复合冷却套与冷却气集气环连接，所述第一冷却水管和第二冷却水管分别与冷却层相连。
优选地，所述集气环冷却气管分为左右对称的两个支路集气环冷却气管，所述两个支路集气环冷却气管分别与冷却气集气环连接。
优选地，所述引电器冷却气管分为左右对称的两个支路引电器冷却气管，所述两个支路引电器冷却气管中的冷却气分别对引电器进行冷却。
优选地，所述引线管为双层结构，内层设置有静子引线，外层设置有静子引线冷却气通道。
优选地，所述轴承与转换基座轴向间隙安装。
优选地，所述转换基座通过冷却气集气环与复合冷却套相连。
优选地，所述所述封严套齿与引电器安装座的内腔间隙配合。
本发明的有益效果：具有良好的冷却效果，满足引电器工作环境；具有动态转、静子轴向位移高容差能力；具有动态转、静子径向变形高容差能力；不改变原发动机装配工艺条件下，采用模块式结构，装、拆方便，多次测试中高效可靠。
附图说明
图1为本发明一种以转子为基准的信号传输装置的一优选实施例的结构示意图；
图2为本发明一种以转子为基准的信号传输装置的一优选实施例的侧视图；
图3为图1所示实施例的转子定位轴结构及安装示意图；
图4为所示实施列的转、静子轴向位移动态容差设计的轴承安装示意图；
其中，1-传感器，2-涡轮盘，3-定位螺栓，4-冷却水出口管路，5-引线管，6-复合冷却套，7-柔性承扭架，8-静子引线，9-复合冷却套盖板，10-压力平衡孔，11-引电器，12-引电器安装座，13-封严套齿，14-转换基座，15-冷却气集气环，16-转子定位轴，17-测试引线，18-第一复合管路，19-第二复合管路，20-圆形通孔，21-轴承，22-篦齿结构，23-隔热层，24-冷却层，25-第一冷却水管，26-引电器冷却气管，27-第二冷却水管，28-集气环冷却气管，29-静子引线冷却气通道，30-支路集气环冷却气管。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横效可靠。
附图说明
图1为本发明一种以转子为基准的信号传输装置的一优选实施例的结构示意图；
图2为本发明一种以转子为基准的信号传输装置的一优选实施例的侧视图；
图3为图1所示实施例的转子定位轴结构及安装示意图；
图4为所示实施列的转、静子轴向位移动态容差设计的轴承安装示意图；
其中，1-传感器，2-涡轮盘，3-定位螺栓，4-冷却水出口管路，5-引线管，6-复合冷却套，7-柔性承扭架，8-静子引线，9-复合冷却套盖板，10-压力平衡孔，11-引电器，12-引电器安装座，13-封严套齿，14-转换基座，15-冷却气集气环，16-转子定位轴，17-测试引线，18-第一复合管路，19-第二复合管路，20-圆形通孔，21-轴承，22-篦齿结构，23-隔热层，24-冷却层，25-第一冷却水管，26-引电器冷却气管，27-第二冷却水管，28-集气环冷却气管，29-静子引线冷却气通道，30-支路集气环冷却气管。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明，请参阅图1至图4；
一种以转子为基准的信号传输装置，包括：定位螺栓3、冷却水出口管路4、两个引线管5、复合冷却套6、柔性承扭架7、静子引线8、复合冷却套盖板9、压力平衡孔10、引电器11、引电器安装座12、封严套齿13、转换基座14、冷却气集气环15、转子定位轴16、测试引线17、第一复合管路18及第二复合管路19；
转子定位轴16内部设置有圆形通孔20，引电器11安装在引电器安装座12内，引电器安装座12与转换基座14相连，转换基座14通过轴承21安装在转子定位轴16上，转子定位轴16靠近转换基座14的一端设置有封严套齿13，封严套齿13与引电器安装座12的内腔间隙配合；转子定位轴16的另一端表面设置有篦齿结构22，且通过定位螺栓3固定于涡轮盘2上，转子定位轴16通过止口与涡轮盘2轴心孔定位，转子定位轴16是整个***装置的基准，转子璧面参数传感器1的测试引线17沿转子璧面引至涡轮盘2轴心孔处，穿过转子定位轴16的圆形通孔20及封严套齿13与后端的引电器11的转子连接，引电器11相连的静子引线8经引线管5穿过支板至发动机外。以转子定位轴16做为整个***的基准，***围绕转子定位轴16设计，***质量力作用于转子定位轴，该横向力为一恒定方向的力，对转子不产生激振效果，对整机振动无影响。
转子定位轴16、引电器11、引电器安装座12及转换基座14安装在复合冷却套6内，且转换基座14通过冷却气集气环15与复合冷却套6相连，复合冷却套6为一端配合设置有复合冷却套盖板9的筒体结构，复合冷却套6和复合冷却套盖板9两者设置有隔热层23和冷却层24，且两者的冷却层24连通；复合冷却套6通过柔性承扭架7连接在发动机静子上，能够实现转、静子径向容差位移。
复合冷却套盖板9设置有压力平衡孔10，复合冷却套6底端设置有冷却气集气环15，冷却气集气环15与篦齿结构22配合，复合冷却套6筒体侧壁与冷却水出口管路4、引线管5、第一复合管路18及第二复合管路19配合开孔；第一复合管路18包括第一冷却水管25和引电器冷却气管26，第二复合管路19包括第二冷却水管27和集气环冷却气管28，引线管5包括静子引线8和静子引线冷却气通道29，引电器冷却气管26穿过复合冷却套6对引电器进行冷却，集气环冷却气管28穿过复合冷却套6与冷却气集气环15连接，第一冷却水管25和第二冷却水管27分别与冷却层24相连；
冷却气从引线管5中的静子引线冷却气通道29引入，对静子引线8进行冷却，冷却气从第一复合管路18中的引电器冷却气管26进入复合冷却套6，且引电器冷却气管26分为左右对称的两个支路引电器冷却气管，分别对引电器11进行冷却。冷却气从第二复合管路19的集气环冷却气管28进入复合冷却套6内，且集气环冷却气管28分为左右对称的两个支路集气环冷却气管30分别与冷却气集气环15连接，在转子定位轴16的篦齿结构22处形成冷却气幕，冷却转子定位轴16的同时，也防止热气灌入复合冷却套6.
冷却后的冷却气聚集在复合冷却套盖板9处，进其压力平衡孔10，排出复合冷却套6，并经过引线管5进入支板的孔隙排出发动机，对引线管5形成二次冷却。
冷却水经第一复合管路18的第一冷却水管25及第二复合管路19的第二冷却水管27，进入复合冷却套6的冷却层24，对整个复合冷却套6内设备进行冷却降温，冷却后的水通过穿过支板的冷却水出口管路4排出发动机。
复合冷却套6及复合冷却套盖板9采用石棉制作隔热层，结合流动水的复合方式冷却，冷却效果良好，实测过程中，复合冷却套6与复合冷却套盖板9密封良好。
转子定位轴16上的两个轴承采用内环为轴向自由状态，外环动态位移限制值为4mm，转、静子轴向变形容差能力为4mm内自适应；柔性承扭架8采用薄壁不锈钢网格设计，转、静子径向容差位移实测达3mm，转子定位轴16上的两个轴承采用内环不定位结构设计，具有转、静子轴向变形高容差能力，容差能力可通过调节轴承外环定位面实现无级可调；柔性承扭架7可容差转、静子径向变形，也可以对转子定位轴16起柔性支承作用。
本发明颠覆了传统的以转子为基准的信号传输模式，具有转、静子双向动态位移差的高容差能力，***采用模块式结构，拆装方便，对发动机无风险。造价低，适用范围广。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种以转子为基准的信号传输装置，其特征在于，包括：定位螺栓(3)、冷却水出口管路(4)、两个引线管(5)、复合冷却套(6)、柔性承扭架(7)、静子引线(8)、复合冷却套盖板(9)、压力平衡孔(10)、引电器(11)、引电器安装座(12)、封严套齿(13)、转换基座(14)、冷却气集气环(15)、转子定位轴(16)、测试引线(17)、第一复合管路(18)及第二复合管路(19)；
转子定位轴(16)内部设置有圆形通孔(20)，引电器(11)安装在引电器安装座(12)内，引电器安装座(12)连接在转换基座(14)上，所述转换基座(14)通过轴承(21)安装在转子定位轴(16)上，转子定位轴(16)靠近转换基座(14)的一端与封严套齿(13)连接，转子定位轴(16)另一端表面设置有篦齿结构(22)，且通过定位螺栓(3)固定于涡轮盘上；与转子璧面参数传感器相连的测试引线(17)穿过转子定位轴(16))及封严套齿(13)与后端的引电器(11)的转子连接；
所述转子定位轴(16)、引电器(11)、引电器安装座(12)及转换基座(14)安装在复合冷却套(6)内，所述复合冷却套(6)一端设置有复合冷却套盖板(9)，所述复合冷却套(6)和复合冷却套盖板(9)两者分别设置有隔热层(23)和冷却层(24)，且复合冷却套(6)及复合冷却套盖板(9)两者的冷却层(24)连通；所述复合冷却套(6)通过柔性承扭架(7)连接在发动机静子上，能够实现转、静子径向容差位移；
所述复合冷却套盖板(9)设置有压力平衡孔(10)，所述复合冷却套(6)靠近篦齿结构(22)位置处设置有冷却气集气环(15)，所述冷却气集气环(15)与篦齿结构(22)配合，所述复合冷却套(6)筒体侧壁与所述冷却水出口管路(4)、引线管(5)、第一复合管路(18)及第二复合管路(19)配合开孔；所述第一复合管路(18)包括第一冷却水管(25)和引电器冷却气管(26)，所述第二复合管路(19)包括第二冷却水管(27)和集气环冷却气管(28)，所述引电器冷却气管(26)穿过复合冷却套(6)，且引电器冷却气管(26)中冷却气对引电器进行冷却，集气环冷却气管(28)穿过复合冷却套(6)与冷却气集气环(15)连接，所述第一冷却水管(25)和第二冷却水管(27)分别与冷却层(24)相连。
2.根据权利要求1所述的一种以转子为基准的信号传输装置，其特征在于：所述集气环冷却气管(28)分为左右对称的两个支路集气环冷却气管(30)，所述两个支路集气环冷却气管(30)分别与冷却气集气环(15)连接。
3.根据权利要求1所述的一种以转子为基准的信号传输装置,其特征在于：所述引电器冷却气管(26)分为左右对称的两个支路引电器冷却气管，所述两个支路引电器冷却气管中的冷却气分别对引电器(11)进行冷却。
4.根据权利要求1所述的一种以转子为基准的信号传输装置,其特征在于：所述引线管(5)为双层结构，内层设置有静子引线(8)，外层设置有静子引线冷却气通道(29)。
5.根据权利要求1所述的一种以转子为基准的信号传输装置，其特征在于：所述轴承(21)与转换基座(14)轴向间隙安装。
6.根据权利要求1所述的一种以转子为基准的信号传输装置，其特征在于：所述转换基座(14)通过冷却气集气环(15)与复合冷却套(6)相连。
7.根据权利要求1所述的一种以转子为基准的信号传输装置，其特征在于：所述所述封严套齿(13)与引电器安装座(12)的内腔间隙配合。
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