航空發動機軸承試驗熱風模擬系統及模擬方法技術方案

航空發動機軸承試驗熱風模擬系統及模擬方法，屬于航空發動機軸承試驗器領域。本發明專利技術解決了現有的軸承模擬試驗器無法完全真實的模擬軸承在航空發動機內工作環境的問題。本發明專利技術包括預熱器、一級加熱器、試驗腔、二級加熱器和冷卻器，預熱器、一級加熱器、二級加熱器和試驗腔依次連接形成回路，預熱器的輸出端與冷卻器的輸入端連接，冷卻器上連接有進水管路和回水管路，一級加熱器與試驗腔通過管路建立連接，二級加熱器的輸出端通過管路與冷卻器的輸入端建立連接，預熱器的輸入端用于輸入壓縮空氣，冷卻器的輸出端用于排放冷卻空氣。本發明專利技術的試驗熱風模擬系統能夠更真實的模擬航空發動機軸承的實際工作環境，能更準確的評估軸承的可靠性。的可靠性。的可靠性。

【技術實現步驟摘要】
航空發動機軸承試驗熱風模擬系統及模擬方法


[0001]本專利技術屬于航空發動機軸承試驗器領域，具體為航空發動機軸承試驗熱風模擬系統及模擬方法。

技術介紹

[0002]現代航空航天及國防領域使用航空發動機主軸軸承的真實工況為載荷大、轉速高、高溫、高壓氣流、溫度場變化熱載荷和復雜的振動載荷等，熱風模擬系統用于模擬航空發動機、渦輪沖壓組合發動機主軸軸承在高溫腔內的運轉試驗考核。因為腔體高溫環境下試驗軸承的溫度場分布與當前試驗器試驗存在差異，其熱源不僅僅為軸承摩擦熱、滑油攪拌熱、滑油換熱，還增加了機匣輻射換熱、機匣換熱、熱氣流對流換熱。傳統的軸承溫度監測方法在復雜的熱力學環境下只能監測軸承摩擦熱、滑油攪拌熱、滑油換熱；
[0003]現有的航空主軸軸承試驗器大部分都是通過加熱潤滑油后噴射到被試驗軸承上模擬軸承的高溫工作環境，在一定程度上只能模擬軸承摩擦熱、滑油攪拌熱和滑油換熱，不能完全真實的模擬軸承在航空發動機內的工作環境。
[0004]因此，本申請提供一種航空發動機主軸軸承高溫試驗器高溫環境模擬系統，保留了加熱潤滑油后噴射到被試軸承上模擬軸承的高溫工作環境，同時還可以采用高溫環境熱風模擬系統模擬熱氣流的對流換熱，更真實地模擬航空發動機主軸軸承的實際工作環境，提高評估軸承的可靠性。

技術實現思路

[0005]本專利技術研發目的是為了解決現有的軸承模擬試驗器無法完全真實的模擬軸承在航空發動機內工作環境的問題，在下文中給出了關于本專利技術的簡要概述，以便提供關于本專利技術的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本專利技術的窮舉性概述。它并不是意圖確定本專利技術的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本專利技術的范圍。
[0006]本專利技術的技術方案：
[0007]方案一：航空發動機軸承試驗熱風模擬系統，包括預熱器、一級加熱器、試驗腔、二級加熱器和冷卻器，預熱器、一級加熱器、二級加熱器和試驗腔依次連接形成回路，預熱器的輸出端與冷卻器的輸入端連接，冷卻器上連接有進水管路和回水管路，一級加熱器與試驗腔通過管路建立連接，二級加熱器的輸出端通過管路與冷卻器的輸入端建立連接，預熱器的輸入端用于輸入壓縮空氣，冷卻器的輸出端用于排放冷卻空氣。
[0008]進一步的，所述預熱器與流量計通過管路連接，流量計與預熱器連接的管路上依次設置有第一過濾器、減壓閥和調節閥。
[0009]進一步的，所述一級加熱器與試驗腔的連接管路上設置有第一氣動截止閥，二級加熱器與試驗腔的連接管路上設置有第二氣動截止閥。
[0010]進一步的，所述二級加熱器與冷卻器的連接管路上設置有第三氣動截止閥。
[0011]進一步的，所述試驗腔與預熱器的連接管路上依次設置有安全閥和氣動切斷閥。
[0012]進一步的，所述冷卻器的進水管路上設置有第一截止閥，冷卻器的回水管路上設置有第二截止閥，冷卻器的輸出管路上設置有第二過濾器。
[0013]進一步的，所述預熱器與一級加熱器的連接管路上設置有第一溫度變送器，一級加熱器上設置有第二溫度變送器，一級加熱器的輸出管路上設置有第三溫度變送器，一級加熱器與試驗腔的連接管路上設置有第四溫度變送器，二級加熱器上設置有第五溫度變送器，二級加熱器與試驗腔的連接管路上依次設置有第六溫度變送器和第七溫度變送器，第六溫度變送器布置在近二級加熱器端，第七溫度變送器布置在近試驗腔端，試驗腔與預熱器的連接管路上設置有第八溫度變送器，冷卻器的輸出管路上設置有第九溫度變送器。
[0014]進一步的，所述一級加熱器與試驗腔的連接管路上設置有第一壓力變送器，二級加熱器與試驗腔的連接管路上設置有第二壓力變送器。
[0015]方案二：基于方案一所述的航空發動機軸承試驗熱風模擬系統的模擬方法，包括以下幾種狀態：
[0016]中溫氣流加熱狀態：關閉第二氣動截止閥，開啟第一氣動截止閥，壓縮空氣經過流量計、第一過濾器、減壓閥和調節閥進入預熱器內，預熱器對壓縮空氣進行預熱后進入一級加熱器內，壓縮空氣在一級加熱器內加熱后通過管路輸入至試驗腔內對工件進行熱風模擬試驗，試驗腔內的壓縮空氣通過管路輸入至預熱器內，預熱器內的壓縮空氣輸出至冷卻器內，冷卻器對壓縮空氣進行冷卻后通過第二過濾器過濾后排出；
[0017]高溫氣流加熱狀態：開啟第一氣動截止閥和第二氣動截止閥，壓縮空氣壓縮空氣經過流量計、第一過濾器、減壓閥和調節閥進入預熱器內，預熱器對壓縮空氣進行預熱后依次進入一級加熱器和二級加熱器內，一級加熱器內加熱的壓縮氣體通過管路輸入至試驗腔內，二級加熱器內加熱的壓縮空氣通過管路輸入至試驗腔內，通過加熱的壓縮空氣對試驗腔內的工件進行熱風模擬試驗，試驗后的壓縮氣體通過試驗腔排出至預熱器內，再由預熱器輸出至冷卻器內，由冷卻器冷卻后通過第二過濾器過濾后排放；
[0018]試驗腔內高溫起火應急狀態：試驗腔內溫度過高導致潤滑油起火，開啟安全閥，關閉第一氣動截止閥、第二氣動截止閥和氣動切斷閥，切斷管路向試驗腔內進氣，開啟第三氣動截止閥，一級加熱器和二級加熱器內的加熱氣體通過管路直接輸出至冷卻器內進行冷卻后排放，停止一級加熱器和二級加熱器的加熱。
[0019]本專利技術具有以下有益效果：
[0020]1、本專利技術的航空發動機軸承試驗熱風模擬系統用于模擬航空發動機軸承所受熱氣流熱試驗，航空發動機軸承工作承受兩種氣流熱，有來自壓氣機的中溫氣流經過蓖齒密封或石墨密封進入軸承腔，有渦輪高壓端經過密封進入軸承腔的高溫氣流，本專利技術的熱風模擬系統通過一級加熱器模擬中溫氣流，通過一級加熱器和二級加熱器共同模擬高溫氣流，傳統的試驗器通過潤滑油加熱溫度很難超過200℃，采用本專利技術的熱風模擬系統可以使試驗腔內的溫度提高到550℃～600℃之間；
[0021]2、本專利技術的航空發動機軸承試驗熱風模擬系統相比于其他高溫氣體裝置，可持續提供較高的溫度流動氣體環境，保證穩定的高溫試驗環境，系統中的預熱器利用試驗腔的回氣對進氣進行預加熱，起到較好的節能作用；
[0022]3、本專利技術的航空發動機軸承試驗熱風模擬系統具有更周密和安全的防護，通過布置在各個管路上的第一氣動截止閥、第二氣動截止閥、安全閥和氣動切斷閥，對于試驗腔內
的突發情況具有較好的保護性，對系統中的元器件形成保護，避免元器件受高溫影響損壞。
附圖說明
[0023]圖1是航空發動機軸承試驗熱風模擬系統的流程簡圖；
[0024]圖2是航空發動機軸承試驗熱風模擬系統的立體圖。
[0025]圖中1
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流量計，2
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第一過濾器，3
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減壓閥，4
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調節閥，5
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預熱器，6
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第一溫度變送器，7
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一級加熱器，8
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第二溫度變送器，9
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第三溫度變送器，10
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第一氣動截止閥，11
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第一壓力變送器，12
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第四溫度變送器，13
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試驗腔本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.航空發動機軸承試驗熱風模擬系統，其特征在于：包括預熱器(5)、一級加熱器(7)、試驗腔(13)、二級加熱器(14)和冷卻器(23)，預熱器(5)、一級加熱器(7)、二級加熱器(14)和試驗腔(13)依次連接形成回路，預熱器(5)的輸出端與冷卻器(23)的輸入端連接，冷卻器(23)上連接有進水管路和回水管路，一級加熱器(7)與試驗腔(13)通過管路建立連接，二級加熱器(14)的輸出端通過管路與冷卻器(23)的輸入端建立連接，預熱器(5)的輸入端用于輸入壓縮空氣，冷卻器(23)的輸出端用于排放冷卻空氣。2.根據權利要求1所述的航空發動機軸承試驗熱風模擬系統，其特征在于：所述預熱器(5)與流量計(1)通過管路連接，流量計(1)與預熱器(5)連接的管路上依次設置有第一過濾器(2)、減壓閥(3)和調節閥(4)。3.根據權利要求2所述的航空發動機軸承試驗熱風模擬系統，其特征在于：所述一級加熱器(7)與試驗腔(13)的連接管路上設置有第一氣動截止閥(10)，二級加熱器(14)與試驗腔(13)的連接管路上設置有第二氣動截止閥(17)。4.根據權利要求3所述的航空發動機軸承試驗熱風模擬系統，其特征在于：所述二級加熱器(14)與冷卻器(23)的連接管路上設置有第三氣動截止閥(28)。5.根據權利要求4所述的航空發動機軸承試驗熱風模擬系統，其特征在于：所述試驗腔(13)與預熱器(5)的連接管路上依次設置有安全閥(20)和氣動切斷閥(22)。6.根據權利要求5所述的航空發動機軸承試驗熱風模擬系統，其特征在于：所述冷卻器(23)的進水管路上設置有第一截止閥(26)，冷卻器(23)的回水管路上設置有第二截止閥(27)，冷卻器(23)的輸出管路上設置有第二過濾器(25)。7.根據權利要求6所述的航空發動機軸承試驗熱風模擬系統，其特征在于：所述預熱器(5)與一級加熱器(7)的連接管路上設置有第一溫度變送器(6)，一級加熱器(7)上設置有第二溫度變送器(8)，一級加熱器(7)的輸出管路上設置有第三溫度變送器(9)，一級加熱器(7)與試驗腔(13)的連接管路上設置有第四溫度變送器(12)，二級加熱器(14)上設置有第五溫度變送器(15)，二級加熱器(14)與試驗腔(13)的連接管路上依次設置有第六溫度變送器(16)和第七溫度變送器(19)，第六溫度變送器(16)布置在近二級...

【專利技術屬性】
技術研發人員：查普，查慶武，鄒國利，趙余金，王琳，高恒，
申請(專利權)人：哈爾濱市卓遠機械加工有限公司，
類型：發明
國別省市：