【摘要】：輪盤低循環(huán)疲勞可靠性問(wèn)題一直是航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn),必需通過(guò)大量的試驗(yàn)驗(yàn)證才能獲得準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù),而完成這些試驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)備就是轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)低循環(huán)疲勞試驗(yàn)器。目前,國(guó)內(nèi)在役的試驗(yàn)器大都是從歐美國(guó)家引進(jìn),單臺(tái)及零配件價(jià)格昂貴,維修周期長(zhǎng)。因此,研制具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)低循環(huán)疲勞試驗(yàn)器具有重要意義。 本文在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,確定ZUST6D型試驗(yàn)器的設(shè)計(jì)參數(shù),開展詳細(xì)的研制工作。主要完成以下工作： (1)完成了簡(jiǎn)潔高效的兩級(jí)增速系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第一級(jí)高速平帶增速和第二級(jí)高速齒輪增速,使柔性主軸的最高輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到6萬(wàn)r/min。采用合理的高速齒輪加工工藝及改進(jìn)的齒輪修形方法,提高了齒輪箱的承載能力,降低了高速嚙合噪音,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (2)完成了高速柔性懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)調(diào)整配重工裝使系統(tǒng)穩(wěn)速試驗(yàn)轉(zhuǎn)速避開臨界轉(zhuǎn)速區(qū)；采用橡膠O型圈阻尼器,提高了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)抗不平衡響應(yīng)的能力和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 (3)初步研究了輪盤低循環(huán)疲勞裂紋的在線監(jiān)測(cè)方法。通過(guò)測(cè)量柔性轉(zhuǎn)子振動(dòng)響應(yīng),實(shí)時(shí)繪制主軸振幅隨循環(huán)次數(shù)變化的趨勢(shì)圖,檢測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中輪盤裂紋的生成和擴(kuò)展過(guò)程. (4)設(shè)計(jì)了一套高溫電阻爐加熱裝置,實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)試件的高溫加熱。 (5)完成了ZUST6D型低循環(huán)疲勞試驗(yàn)器自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。該系統(tǒng)以觸摸屏為人機(jī)接口(HMI),以可編程邏輯控制器(PLC)為控制主站,以工控機(jī)(IPC)為監(jiān)控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)顯示和保存,采用第三方控件實(shí)現(xiàn)IPC和PLC的串口通信。 本文研制的轉(zhuǎn)子低循環(huán)疲勞試驗(yàn)器及其控制系統(tǒng)通過(guò)了試驗(yàn)驗(yàn)證,并完成了某型發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪的低循環(huán)疲勞壽命定壽試驗(yàn),完整記錄了試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明,該試驗(yàn)器主機(jī)及控制系統(tǒng)穩(wěn)定性高、可靠性好,完全滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：V216.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2580828