一种航空发动机双转子动态不同心度测量方法

1.本发明属于机械测试领域，具体涉及一种航空发动机双转子动态不同心度测量方法。


背景技术：

2.航空发动机的转子结构不同于汽轮机转子，其结构更加的复杂，且对同心度的要求更高高，经研究发现，双转子结构的不同心会导致动力学性能发生变化，发动机出现严重的振动问题，给发动机的安全带来巨大的安全隐患。
3.航空发动机的并联套装结构，给双转子的同心度的测量带来了很大的困难，在实际的操作过程中，其测量结果比较依赖于操作者的技术和熟练程度。低压转子在内部安装，其结构为空心、细长且分段组合，这种大跨距的转子其同心度测量是较为困难的，针对大跨距的转子，实际操作中经常测量未完全安装的转子同心度，而安装完成后的双转子结构的同心度不会针对性的测量。
4.现有的不同心测量技术，多数都是针对的串联结构，传统的测量方法及新技术方法对串联转子结构的同心度均能够准确的测量。但还没有针对并联的双转子结构同心度测量方法，目前急需一种新方法来解决此类问题。


技术实现要素：

5.本发明为解决上述技术问题，提供了一种航空发动机双转子动态不同心度测量方法。
6.本发明的一种航空发动机双转子动态不同心度测量方法，包括如下步骤：
7.步骤一、将高压转子5及低压转子6转子通过中介轴承9连接在一起，高转轴上装有高压压气机13和高压涡轮14，并通过第一支撑件8和第二支撑件10固定；低压转子6轴上装有低压压气机12和低压涡轮15，并通过第三支撑件7和第四支撑件11固定；
8.步骤二、在双转子系统基座上安装传感器支架3，传感器支架与转子轴1轴心相同，传感器2安装在传感器支架上；在低压转子6的前轴颈和后轴颈上分别安装位移传感器，分别测量前轴颈和后轴颈的位移振动测量值；
9.步骤三、在高压转子5的前轴颈和后轴颈上分别安装位移传感器；设定低压转子6和高压转子5的转速，测出位移传感器数值，记录振动数据；
10.步骤四、根据低压转子6和高压转子5的前后轴颈位移传感器的测量值，绘出4个测点的轴心轨迹，分别找出4个椭圆轴心轨迹的圆心c1、c2、c3和c4；将低压转子6的轴心轨迹圆心c1和c2连接成一条直线，作为低压转子6轴线；同样将高压转子5的轴心轨迹c3和c4连接成一条直线，作为高压转子5轴线；
11.步骤五、比较低压转子6和高压转子5的轴线，测量双转子系统的平行不同心不同心量、偏角不同心量及混合不同心量；根据低压转子6和高压转子5的轴线重合情况，判断同心度结果。
12.进一步地，步骤二中，在低压转子6的前轴颈上安装第一位移传感器1，在后轴颈上安装第二位移传感器4，分别按照水平、垂直、两侧倾斜45
°
的方向安装。
13.进一步地，步骤三中，在高压转子5的前轴颈上安装第三位移传感器2，在后轴颈上安装第四位移传感器3，分别按照水平、垂直、两侧倾斜45
°
的方向安装。
14.进一步地，步骤五中，如果低压转子6和高压转子5的轴线重合，则说明高低压转子6同心度达标；如果低压转子6和高压转子5轴线呈现平行不重合状态，则说明高低压转子6出现平行不同心；如果低压转子6和高压转子5轴线若呈现交叉状态，则说明低压转子6和高压转子5出现偏角不同心。
15.有益效果
16.本发明通过简便装置测量发动机双转子系统的同心度，利用位移传感器测量高、低压转子系统的轴心轨迹，通过轴心轨迹的中心连线，确定高低压转子的轴线，从而通过轴线的位置关系，确定双转子系统的同心度，此方法操作简便，不但解决了大跨距并联转子的同心度测量问题，还能够测量转子在动态下的同心度，具有工程实际意义。
附图说明
17.图1为本发明双转子系统及传感器安装示意图。
18.图2为本发明转子轴心轨迹测量装置示意图。
19.图3为本发明高压转子和低压转子前后轴颈4个测点的轴心轨迹示意图。
20.图4为本发明高压转子和低压转子轴线示意图。
21.图5为本发明高压转子和低压转子平行不同心时的结构示意图。
22.图6为本发明高压转子和低压转子偏角不同心时的结构示意图。
具体实施方式
23.以下结合附图1至6对本实施方式进行具体说明。
24.本发明的一种航空发动机双转子动态不同心度测量方法，包括如下步骤：
25.步骤一、安装高压转子5及低压转子6，在高低压转轴上装有高压压气机13和高压涡轮14，并通过第一支撑件8和第二支撑件10固定；低压转子轴上装有低压压气机12和低压涡轮15，并通过第三支撑件7和第四支撑件11固定，两个转子通过中介轴承9连接在一起；
26.步骤二、在双转子系统基座上安装传感器支架3，传感器支架与转子轴1轴心相同，传感器2安装在传感器支架上；在低压转子的前轴颈和后轴颈上分别安装位移传感器，在低压转子的前轴颈上安装第一位移传感器1，在后轴颈上安装第二位移传感器4，分别按照水平、垂直、两侧倾斜45
°
的方向安装。
27.分别测量前轴颈和后轴颈的位移振动测量值；
28.步骤三、在高压转子的前轴颈和后轴颈上分别安装位移传感器；在高压转子的前轴颈上安装第三位移传感器2，在后轴颈上安装第四位移传感器3，分别按照水平、垂直、两侧倾斜45
°
的方向安装。设定低压转子和高压转子的转速，测出位移传感器数值，记录振动数据；
29.步骤四、根据低压转子和高压转子的前后轴颈位移传感器的测量值，绘出4个测点的轴心轨迹，分别找出4个椭圆轴心轨迹的圆心c1、c2、c3和c4；将低压转子的轴心轨迹圆心
c1和c2连接成一条直线，作为低压转子轴线；同样将高压转子的轴心轨迹c3和c4连接成一条直线，作为高压转子轴线；
30.步骤五、比较低压转子和高压转子的轴线，测量双转子系统的平行不同心不同心量、偏角不同心量及混合不同心量；根据低压转子和高压转子的轴线重合情况，判断同心度结果。
31.如果低压转子和高压转子的轴线重合，则说明高低压转子同心度达标；如果低压转子和高压转子轴线呈现平行不重合状态，则说明高低压转子出现平行不同心；如果低压转子和高压转子轴线若呈现交叉状态，则说明高、低压转子出现偏角不同心。
32.本发明的双转子系统同心度的测量仪器，除了使用电涡流位移传感器之外，还可以使用激光传感器等其他传感器来代替。
33.本发明的同心度的测量方法适用于带有中介轴承的双转子系统，同时也适用于不带有中介轴承，但对同心度要求的双转子系统。在同心度的测量中，传感器的固定支架可以是环形及其他形状均可以，但要保证高、低压转子前后轴颈4个测点位置在同一个基准地基上。
34.上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种航空发动机双转子动态不同心度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将高压转子(5)及低压转子(6)转子通过中介轴承(9)连接在一起，高转轴上装有高压压气机(13)和高压涡轮(14)，并通过第一支撑件(8)和第二支撑件(10)固定；低压转子(6)轴上装有低压压气机(12)和低压涡轮(15)，并通过第三支撑件(7)和第四支撑件(11)固定；步骤二、在双转子系统基座上安装传感器支架(3)，传感器支架与转子轴(1)轴心相同，传感器(2)安装在传感器支架上；在低压转子(6)的前轴颈和后轴颈上分别安装位移传感器，分别测量前轴颈和后轴颈的位移振动测量值；步骤三、在高压转子(5)的前轴颈和后轴颈上分别安装位移传感器；设定低压转子(6)和高压转子(5)的转速，测出位移传感器数值，记录振动数据；步骤四、根据低压转子(6)和高压转子(5)的前后轴颈位移传感器的测量值，绘出4个测点的轴心轨迹，分别找出4个椭圆轴心轨迹的圆心c1、c2、c3和c4；将低压转子(6)的轴心轨迹圆心c1和c2连接成一条直线，作为低压转子(6)轴线；同样将高压转子(5)的轴心轨迹c3和c4连接成一条直线，作为高压转子(5)轴线；步骤五、比较低压转子(6)和高压转子(5)的轴线，测量双转子系统的平行不同心不同心量、偏角不同心量及混合不同心量；根据低压转子(6)和高压转子(5)的轴线重合情况，判断同心度结果。2.根据权利要求1所述的航空发动机双转子动态不同心度测量方法，其特征在于，步骤二中，在低压转子(6)的前轴颈上安装第一位移传感器(1)，在后轴颈上安装第二位移传感器(4)，分别按照水平、垂直、两侧倾斜45
°
的方向安装。3.根据权利要求1所述的航空发动机双转子动态不同心度测量方法，其特征在于，步骤三中，在高压转子(5)的前轴颈上安装第三位移传感器(2)，在后轴颈上安装第四位移传感器(3)，分别按照水平、垂直、两侧倾斜45
°
的方向安装。4.根据权利要求1所述的航空发动机双转子动态不同心度测量方法，其特征在于，步骤五中，如果低压转子(6)和高压转子(5)的轴线重合，则说明高低压转子(6)同心度达标；如果低压转子(6)和高压转子(5)轴线呈现平行不重合状态，则说明高低压转子(6)出现平行不同心；如果低压转子(6)和高压转子(5)轴线若呈现交叉状态，则说明低压转子(6)和高压转子(5)出现偏角不同心。

技术总结
本发明的一种航空发动机双转子动态不同心度测量方法，包括如下步骤：步骤一、安装高压转子5及低压转子6，在高低压转轴上装有高压压气机13和高压涡轮14，并通过第一支撑件8和第二支撑件10固定；步骤二、在双转子系统基座上安装传感器支架3，传感器支架与转子轴1轴心相同，传感器2安装在传感器支架上。本发明通过简便装置测量发动机双转子系统的同心度，利用位移传感器测量高、低压转子系统的轴心轨迹，通过轴心轨迹的中心连线，确定高低压转子的轴线，从而通过轴线的位置关系，确定双转子系统的同心度，此方法操作简便，不但解决了大跨距并联转子的同心度测量问题，还能够测量转子在动态下的同心度，具有工程实际意义。具有工程实际意义。具有工程实际意义。


技术研发人员：侯磊 侯升亮 林荣洲 温登哲 陈毅 梁廷伟 陈予恕
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.01.18
技术公布日：2022/5/25