善测(天津)科技有限公司位于天津市西青学府工业区,于 2015年 7 月份成立,公司注册资本 500 万,是一家集研发生产一体的高科技公司。公司提供旋转机械状态监测和健康管理。等产品和服务。
航空发动机叶尖间隙成因的理论研究及数据分析系统的开发
在目前航空发动机设计与试验中,保持良好的叶尖间隙成为提高发动机性能的重要手段之一。发动机叶尖间隙影像测量系统的设计动机转子
间隙测量设备
善测(天津)科技有限公司位于天津市西青学府工业区,于 2015年 7 月份成立,公司注册资本 500 万,是一家集研发生产一体的高科技公司。公司提供旋转机械状态监测和健康管理。等产品和服务。
航空发动机叶尖间隙成因的理论研究及数据分析系统的开发
在目前航空发动机设计与试验中,保持良好的叶尖间隙成为提高发动机性能的重要手段之一。发动机叶尖间隙影像测量系统的设计动机转子叶片叶尖到开半机匣内壁径向距离是衡量发动机质量是否合格的一个重要指标,其值的大小对发动机的安全运行至关重要。在发动机工作中,保持良好的叶尖间隙配合可以减少工作介质泄露,减小端壁损失从而提高发动机性能。在减小叶尖间隙提高其效率的同时可能还会导致转静子的碰摩,直接影响飞行安全。因此在飞行中保持良好的间隙配合对提高发动机性能和可靠性具有非常重要的实际意义和工程应用价值。本课题来源于中航工业沈阳发动机设计研究所安全重大基础研究课题任务。本文在对航空发动机转静子叶尖间隙测试技术发展现状和数据处理方法进行归纳分析的基础上,对转静子间隙的单传感器单步法的数学模型进行了推导,建立了转静子小二乘中心法的数学模型,建立了叶尖间隙相关特征参数FIR,IMP以及相对小二乘圆心的叶尖间隙值的数学模型,并建立了发动机水平放置时消除下沉量影响的数学模型,通过以上建立的模型求解的数值与国外成熟的发动机测试软件Linipot软件计算结果进行比对分析,误差均小于0.001,相对误差均小于0.005%,因此可断定本文所进行的理论研究结果正确,所建立的各理论模型与国外的Linipot软件的对应的数学模型一致。
叶尖间隙测量系统(BCMS)采用电容传感器,用于高速旋转叶片叶尖间隙参数的在线检测,也可用于其他高速位移或间隙在线测量。本文通过对苛刻工业现场环境下叶尖间隙测量的特殊应用技术需求进行分析,提出了一种基于大频差双频激光的叶尖间隙测量新方法。系统基于电容调幅解调原理,传感器安装于静止机匣上,感受叶片扫过时的电容变化并转换为电压输出,经采集模块及软件处理后还原实时间隙信息。
在测量系统的执行机构上,在横向上采用左右螺旋直线直线运动单元,纵向上采用双直线运动单元,如此,可依据实际情况和需要,选用单个或双个CCD摄像机进行测量。
叶尖间隙过大会降低发动机的工作效率,甚至引起发动机喘振,造成发动机损伤;间隙减小虽然能减少工作介质泄露,提高工作效率,但是过小的叶尖间隙会导致叶尖与机闸相互磨损碰撞,进而影响发动机的安全性和可靠性,严重时会导致发动机损坏,造成大量的经济损失,甚至威胁到人身安全。另一方面,实时地检测叶尖动态间隙变化,也成为发动机健康管理项目中对发动机运行状态检测的重要内容。
为了方便前期的调试工作,系统模拟部分的控制逻辑是由多个数字芯片搭建而成,当工作在高频信号时,信号波形有一定失真,这直接导致电容两端的电压输出值与理想值有一定差距。受间隙泄漏流动影响,叶顶前缘由于边界层较薄,换热系数会较高,叶顶中部的泄漏流量较大,换热系数也较高,而叶顶压力面侧以及吸力面侧由于分离涡和泄漏涡核对壁面的扰动,换热系数也会较高。在后期的改进中,该部分控制电路与数模转换器、RAM的控制逻辑一样应被设计在CPLD中,由此能大幅提高系统的检测精度。
GSK980TD车床控制系统为例
反向间隙参数调整
以广数GSK980TD车床控制系统为例。方案中PLL无差载频跟踪环路能够有效地抑制杂散电容造成的缓慢载频漂移。测量前先把X与Z方向的反向间隙数值清 零,操作方法:按面板上的“设置”→ 按字母“L”把参数开关变为 “开”,→按“录入”→按“参数”→按翻页键 找到 034(035),移动箭头使光标在034(X方向反向间隙补偿)或035 (Z方向反向间隙补偿)中→ 输入“0”→ 按“输入”即可把034与 035参数清零。修改完成后,按面板上的“设置”→ 按字母“W”把参数开关变为“关”。

(作者: 来源:)