CN114354155B - 一种喷油电机三路滑油参数独立验证工装 - Google Patents
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Abstract
本申请属于电机实验技术领域，特别涉及一种喷油电机三路滑油参数独立验证工装。该实验工装包括安装盘法兰(1)、过渡盘法兰(2)、第一轴套(3)及第二轴套(4)，安装盘法兰(1)与发动机前端面对接，并在对接处形成第一密封腔体(11)，安装盘法兰(1)的另一个端面与过渡盘法兰(2)的一个端面对接，两者之间形成第二密封腔体(12)，过渡盘法兰(2)的另一个端面与拖动台安装端面(5)对接，第一轴套(3)穿过安装盘法兰(1)及过渡盘法兰(2)，并与安装盘法兰(1)及过渡盘法兰(2)转动连接，第一轴套(3)通过第二轴套(4)连接拖动台输出轴。本申请实现了试验工装的腔体隔离，从而实现了发电机三路回油参数的独立验证。
Description
技术领域
本申请属于电机试验技术领域，特别涉及一种喷油电机三路滑油参数独立验证工装。
背景技术
发电机在工作时，冷却滑油通过图1所示的发电机进油口进入，通过电机内部的油路对发电机传动端、非传动端进行冷却，然后分别回落至电机下面两个集油槽，通过外部回油泵将两个集油槽内部的冷却滑油经图1所示发电机出油口(传动端)和发电机出油口(非传动端)分别抽至冷却装置，两路冷却滑油的回油温度需要独立测量验证。另外，还有一部分冷却滑油经发电机空心传动轴后端流入，经传动轴前端花键上的喷油嘴喷出，在飞机上该部分滑油用于飞机附件机匣驱动轴花键润滑，因此在发电机安装在拖动***进行试验过程中需要检测该部分滑油的流量是否满足机上要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种喷油电机三路滑油参数独立验证工装，包括安装盘法兰、过渡盘法兰、第一轴套及第二轴套，安装盘法兰的一个端面为发动机安装端面，用于与发动机前端面对接，并在对接处形成第一密封腔体，安装盘法兰的另一个端面与过渡盘法兰的一个端面对接，两者之间形成第二密封腔体，过渡盘法兰的另一个端面与拖动台安装端面对接，用于连接拖动台，第一轴套穿过安装盘法兰及过渡盘法兰，并与安装盘法兰及过渡盘法兰转动连接，第一轴套靠近所述发动机安装端面的第一端具有轴孔，所述轴孔与发动机的花键出油口相连，所述轴孔通过侧向通孔连接所述第二密封腔体，所述过渡法兰盘内设置有第三密封腔体，第一轴套穿过所述第三密封腔体，第一轴套的末端通过第二轴套连接拖动台输出轴；
所述安装盘法兰上设置有第一进油口及第二进油口，第一进油口连通发电机的进油口，第二进油口连通第一密封腔体，所述第一密封腔体中的滑油用于对安装盘法兰与第一轴套之间的轴承进行润滑，所述安装盘法兰上还设置有第一出油口、第二出油口及第四出油口，第一出油口连通发电机的传动端出油口，第二出油口连通发电机的非传动端出油口，第四出油口连通所述第二密封腔体；
所述过渡盘法兰上设置有第三进油口与第三出油口，第三进油口与第三出油口连通第三密封腔体，第三密封腔体中的滑油用于对第一轴套与过渡盘法兰之间的轴承进行润滑。
优选的是，所述安装法兰盘的发动机安装端面与发动机前端面通过螺钉紧固连接。
优选的是，所述安装法兰盘的发动机安装端面与发动机前端面之间设置有密封垫。
优选的是，所述安装法兰盘具有环形的盘体结构，该盘体结构内壁通过轴承连接第一轴套，轴承一侧为所述第一密封腔体，轴承另一侧设置有动密封结构，所述第二进油口穿过安装盘法兰的盘体结构，并连通至轴承处，第一密封腔体内的滑油用于对轴承及动密封结构进行润滑。
优选的是，所述过渡盘法兰具有环形的盘体结构，该盘体结构内壁通过轴承连接第一轴套，轴承两侧分别设置有动密封结构，第三密封腔体内的滑油用于对轴承及动密封结构进行润滑。
优选的是，所述安装盘法兰与过渡盘法兰通过螺钉连接，并通过卡箍进行紧固。
优选的是，所述安装盘法兰与第一轴套之间的轴承与动密封结构之间设置有套筒，所述过渡盘法兰与第一轴套之间的轴承与动密封结构之间设置有套筒，所述套筒与第一轴套通过径向布置的圆柱销连接。
优选的是，所述第四出油口通过花键回油管路连接至第一密封腔体，第四出油口与花键回油管路之间设置有涡轮流量计。
本申请实现了试验工装的腔体隔离，从而实现了发电机三路回油参数的独立验证。通过三路进油、四路回油的试验工装，可以保证发电机传动轴花键回油与发电机腔体同压力，实现喷油发电机三路滑油参数的准确验证，本申请可应用于其它三路独立回油的喷油冷却交直流电机的试验验证。
附图说明
图1是喷油发电机前端面示意图。
图2是本申请喷油电机三路滑油参数独立验证工装主视图。
图3是本申请图2所示实施例的A-A剖示意图。
其中，1-安装盘法兰，2-过渡盘法兰，3-第一轴套，4-第二轴套，5-拖动台安装端面，6-密封垫，7-卡箍，8-花键回油管路；
11-第一密封腔体，12-第二密封腔体，13-第三密封腔体；
21-第一进油口，22-第二进油口，23-第三进油口，24-第一出油口，25-第二出油口，26-第三出油口，27-第四出油口；
31-轴孔，32-侧向通孔。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式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。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请提供了一种喷油电机三路滑油参数独立验证工装，如图2及图3所示，包括安装盘法兰1、过渡盘法兰2、第一轴套3及第二轴套4，安装盘法兰1的一个端面为发动机安装端面，用于与发动机前端面对接，并在对接处形成第一密封腔体11，安装盘法兰1的另一个端面与过渡盘法兰2的一个端面对接，两者之间形成第二密封腔体12，过渡盘法兰2的另一个端面与拖动台安装端面5对接，用于连接拖动台，第一轴套3穿过安装盘法兰1及过渡盘法兰2，并与安装盘法兰1及过渡盘法兰2转动连接，第一轴套3靠近所述发动机安装端面的第一端具有轴孔31，所述轴孔与发动机的花键出油口相连，所述轴孔通过侧向通孔32连接所述第二密封腔体12，所述过渡法兰盘2内设置有第三密封腔体13，第一轴套3穿过所述第三密封腔体13，第一轴套3的末端通过第二轴套4连接拖动台输出轴；
所述安装盘法兰1上设置有第一进油口21及第二进油口22，第一进油口21连通发电机的进油口，第二进油口22连通第一密封腔体11，所述第一密封腔体11中的滑油用于对安装盘法兰1与第一轴套3之间的轴承进行润滑，所述安装盘法兰1上还设置有第一出油口24、第二出油口25及第四出油口27，第一出油口24连通发电机的传动端出油口，第二出油口25连通发电机的非传动端出油口，第四出油口27连通所述第二密封腔体12；
所述过渡盘法兰2上设置有第三进油口23与第三出油口26，第三进油口23与第三出油口26连通第三密封腔体13，第三密封腔体13中的滑油用于对第一轴套3与过渡盘法兰2之间的轴承进行润滑。
本申请的试验工装组件较多，除第二轴套4之外，各组件之间配合安装好之后无需拆除，形成一个完整的试验工装，在产品进行试验时仅需将第二轴套4安装在拖动台输出轴上，然后将被试产品通过安装螺钉及定位销进行安装固定即可，后续使用非常方便。
在一些可选实施方式中，所述安装法兰盘1的发动机安装端面与发动机前端面通过螺钉紧固连接。安装法兰盘与发电机的连接可根据发电机安装方式和尺寸来改变连接接口，本申请不限于图2中的通过螺钉紧固的发电机测试。
在一些可选实施方式中，所述安装法兰盘1的发动机安装端面与发动机前端面之间设置有密封垫6。
在一些可选实施方式中，所述安装法兰盘1具有环形的盘体结构，该盘体结构内壁通过轴承连接第一轴套3，轴承一侧为所述第一密封腔体，轴承另一侧设置有动密封结构，所述第二进油口22穿过安装盘法兰1的盘体结构，并连通至轴承处，第一密封腔体11内的滑油用于对轴承及动密封结构进行润滑。
本申请中，外部冷却装置通过第一进油口21将滑油供给发电机，经过发电机内部的循环油路对发电机内部进行冷却，最终由两个回油泵通过第一出油口24和第二出油口25将滑油分别抽至冷却装置，两路回油具有独立的回油管路，并各配有一个温度传感器，从而实现发电机传动端和非传动端两路回油温度的独立测量。
在发电机正常工作过程中，试验工装中的动密封及轴承均需滑油进行润滑，因此在工装上设置第二进油口22，通过冷却装置将滑油供给第二进油口22，实现对轴承及动密封的润滑，润滑之后的滑油流入发电机前端面的开腔内，通过回油口抽至外部冷却装置。
在一些可选实施方式中，所述过渡盘法兰2具有环形的盘体结构，该盘体结构内壁通过轴承连接第一轴套3，轴承两侧分别设置有动密封结构，第三密封腔体13内的滑油用于对轴承及动密封结构进行润滑。
该实施例中，第三密封腔体13的主要功能是实现一个轴承和两个动密封的润滑，外部冷却装置通过第三进油口23将滑油供给图2中左侧的轴承和两个动密封，第三出油口26与第二出油口25上的三通油嘴相连，润滑之后的滑油经回油泵抽回至冷却装置。
在一些可选实施方式中，所述安装盘法兰1与过渡盘法兰2通过圆柱销连接，并通过卡箍7进行紧固。
在一些可选实施方式中，所述安装盘法兰1与第一轴套3之间的轴承与动密封结构之间设置有套筒，所述过渡盘法兰2与第一轴套3之间的轴承与动密封结构之间设置有套筒，所述套筒与第一轴套3通过径向布置的圆柱销连接。
在一些可选实施方式中，所述第四出油口27通过花键回油管路8连接第一密封腔体11，第四出油口27与花键回油管路8之间设置有涡轮流量计。
该实施例中，第二密封腔体12的主要功能为实现发电机传动轴前端花键上喷油嘴(如图1中的花键出油口)的滑油流量的测量，发电机传动轴在转动过程中，花键喷油嘴喷出的滑油经第一轴套3进入第二密封腔体12的区域，经轴套上均布的四个出油口甩出轴套(即侧向通孔32布置有四个，备选实施方式中，也可以设置有八个、十六个等)，流入第二密封腔体12，将第四出油口27与图3中的花键回油管路8相连，从而保证第二密封腔体12与发电机内部腔体同压力，和机上状态一致，第四出油口27与花键回油管路8之间的油路上设有小型涡轮流量计，用来测量花键出油口的滑油流量，花键回油最终经回油泵抽至冷却装置。
本申请的优点在于：1.采用三路进油、四路回油的工装设计，不仅保证了将试验工装隔离成三个独立的腔体，可以分别实现每个腔体内部滑油参数的验证，而且还保证了两个轴承和三个动密封的润滑。2.第四出油口27与花键回油相连，完全模拟了机上状态，保证了第二密封腔体12与发电机内部腔体同压力。3.采用一个安装法兰盘、一个过渡法兰盘的结构可以保证两个深沟球轴承和三个动密封组件安装方便。4.安装可调整的动密封环，既能起到密封隔离的作用，又可将附加力矩通过调整降至最小值。5.过渡法兰盘上圆柱销的设计，在过渡法兰盘与安装法兰盘、拖动台安装面配合安装时可以起到制动旋转的作用，方便配合安装。6.第一轴套3上面四个圆柱销孔与圆柱销、动密封动环实配压合，保证动密封环在轴套上的位置固定，使动环与轴套实现联动。
本申请提供的工装经交流发电机验收试验的液压试验和连续额定负载试验的测试，测试结果合格。测试过程中，将组合安装好的试验工装通过卡箍与拖动台进行连接固定，并在发电机和安装法兰盘接口之间安装密封垫，用13个螺钉将发电机可靠的固定在拖动台接口上，安装螺母的拧紧力矩为(10～11)N.m。
试验要求：发电机工作转速为(12000±30)rpm，进油压力为(448.16～517.1)kPa，进油温度(116～121)℃，空载工作5min热稳定后发电机驱动端出口油温和进口油温之间的温差应≤6.5℃，非驱动端出口油温与进口油温之间的温差应≤4.5℃，传动轴花键出油口的滑油流量应为(0.2±0.05)L/min。发电机加功率因数为0.75，相电流(116±5)A的额定负载工作15min，驱动端出口油温与进口油温之间的温差应≤26.5℃，非驱动端出口油温与进口油温之间的温差应≤23.5℃。
实测结果：进油压力设置为500kPa，进油温度118℃，空载工作5min后，发电机驱动端出口(第一出油口24)油温和进口油温之间的温差为4.5℃，非驱动端出口(第二出油口25)油温与进口油温之间的温差为3.5℃，传动轴花键出油口的滑油流量为0.22L/min；额定负载工作15min后，驱动端出口油温与进口油温之间的温差为20.5℃，非驱动端出口油温与进口油温之间的温差为18.2℃，符合发电机工作特性要求。
本申请提出了一种喷油电机进行三路回油参数独立验证的工装设计方案。通过设计安装法兰盘、过渡法兰盘、轴套、轴承、动密封、卡箍、圆柱销等机械结构及其相互间的装配方式，实现了试验工装的腔体隔离，从而实现了发电机三路回油参数的独立验证。
本申请的轴套、圆柱销、动密封等装配后结构对称、相互限位、安装牢靠、装配精巧。轴套既是传动轴，又是冷却滑油的出油口。第二密封腔体的出油管路与花键回油相连，保证了第二密封腔体与发电机内部腔体同压力，与发电机安装在飞机上的状态一致，保证了验证的可靠性和准确性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种喷油电机三路滑油参数独立验证工装，其特征在于，包括安装盘法兰(1)、过渡盘法兰(2)、第一轴套(3)及第二轴套(4)，安装盘法兰(1)的一个端面为发动机安装端面，用于与发动机前端面对接，并在对接处形成第一密封腔体(11)，安装盘法兰(1)的另一个端面与过渡盘法兰(2)的一个端面对接，两者之间形成第二密封腔体(12)，过渡盘法兰(2)的另一个端面与拖动台安装端面(5)对接，用于连接拖动台，第一轴套(3)穿过安装盘法兰(1)及过渡盘法兰(2)，并与安装盘法兰(1)及过渡盘法兰(2)转动连接，第一轴套(3)靠近所述发动机安装端面的第一端具有轴孔(31)，所述轴孔与发动机的花键出油口相连，所述轴孔通过侧向通孔(32)连接所述第二密封腔体(12)，所述过渡盘法兰(2)内设置有第三密封腔体(13)，第一轴套(3)穿过所述第三密封腔体(13)，第一轴套(3)的末端通过第二轴套(4)连接拖动台输出轴；
所述安装盘法兰(1)上设置有第一进油口(21)及第二进油口(22)，第一进油口(21)连通发电机的进油口，第二进油口(22)连通第一密封腔体(11)，所述第一密封腔体(11)中的滑油用于对安装盘法兰(1)与第一轴套(3)之间的轴承进行润滑，所述安装盘法兰(1)上还设置有第一出油口(24)、第二出油口(25)及第四出油口(27)，第一出油口(24)连通发电机的传动端出油口，第二出油口(25)连通发电机的非传动端出油口，第四出油口(27)连通所述第二密封腔体(12)；
所述过渡盘法兰(2)上设置有第三进油口(23)与第三出油口(26)，第三进油口(23)与第三出油口(26)连通第三密封腔体(13)，第三密封腔体(13)中的滑油用于对第一轴套(3)与过渡盘法兰(2)之间的轴承进行润滑。
2.如权利要求1所述的喷油电机三路滑油参数独立验证工装，其特征在于，所述安装盘法兰(1)的发动机安装端面与发动机前端面通过螺钉紧固连接。
3.如权利要求2所述的喷油电机三路滑油参数独立验证工装，其特征在于，所述安装盘法兰(1)的发动机安装端面与发动机前端面之间设置有密封垫(6)。
4.如权利要求1所述的喷油电机三路滑油参数独立验证工装，其特征在于，所述安装盘法兰(1)具有环形的盘体结构，该盘体结构内壁通过轴承连接第一轴套(3)，轴承一侧为所述第一密封腔体，轴承另一侧设置有动密封结构，所述第二进油口(22)穿过安装盘法兰(1)的盘体结构，并连通至轴承处，第一密封腔体(11)内的滑油用于对轴承及动密封结构进行润滑。
5.如权利要求1所述的喷油电机三路滑油参数独立验证工装，其特征在于，所述过渡盘法兰(2)具有环形的盘体结构，该盘体结构内壁通过轴承连接第一轴套(3)，轴承两侧分别设置有动密封结构，第三密封腔体(13)内的滑油用于对轴承及动密封结构进行润滑。
6.如权利要求1所述的喷油电机三路滑油参数独立验证工装，其特征在于，所述安装盘法兰(1)与过渡盘法兰(2)通过圆柱销连接，并通过卡箍(7)进行紧固。
7.如权利要求1所述的喷油电机三路滑油参数独立验证工装，其特征在于，所述安装盘法兰(1)与第一轴套(3)之间的轴承与动密封结构之间设置有套筒，所述过渡盘法兰(2)与第一轴套(3)之间的轴承与动密封结构之间设置有套筒，所述套筒与第一轴套(3)通过径向布置的圆柱销连接。
8.如权利要求1所述的喷油电机三路滑油参数独立验证工装，其特征在于，所述第四出油口(27)通过花键回油管路(8)连接至第一密封腔体(11)，第四出油口(27)与花键回油管路(8)之间设置有涡轮流量计。
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2021
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