本實(shí)用新型涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)檢測領(lǐng)域，特別地，涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測試裝置。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車過程中，常規(guī)振動(dòng)測試是利用前置器對發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)總量進(jìn)行監(jiān)控(振動(dòng)總量為頻率帶寬內(nèi)各個(gè)頻率峰值平方和后開根號(hào)的結(jié)果)，參照圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)本體1的機(jī)匣安裝邊12上經(jīng)轉(zhuǎn)接座5設(shè)置與其剛性連接的振動(dòng)傳感器2，振動(dòng)傳感器2檢測的振動(dòng)交流監(jiān)測量經(jīng)前置器3轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)給低速采集系統(tǒng)4，一旦臺(tái)架試車過程中振動(dòng)總量異常，無法準(zhǔn)確判斷是測振系統(tǒng)本身存在故障還是由于航機(jī)本體所致的振動(dòng)異常，故現(xiàn)有的振動(dòng)測試過程中，通常需要在試車中途停車，更換另一套同類測振系統(tǒng)或者對原始測振系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查并更換重新校準(zhǔn)后的振動(dòng)傳感器，再進(jìn)行二次試車以便排除測振系統(tǒng)可能存在的故障。且為了能夠給出航機(jī)本體所致振動(dòng)總量異常時(shí)占據(jù)主要貢獻(xiàn)量的振動(dòng)分量信息，還需要在振動(dòng)測試系統(tǒng)前置器的通頻輸出端口外接頻譜分析儀，并通過快FFT分析方式對發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，查看振動(dòng)分量的情況。

現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)測振系統(tǒng)存在發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)異常時(shí)，振動(dòng)測試人員更換或檢查測振系統(tǒng)、外接頻譜分析儀并調(diào)試測振系統(tǒng)，增加航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的等待時(shí)間；且二次試車驗(yàn)證測振系統(tǒng)會(huì)造成生產(chǎn)成本的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測試裝置，以解決現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)測振系統(tǒng)需經(jīng)二次試車驗(yàn)證測振系統(tǒng)、及外接頻譜分析儀導(dǎo)致的測振過程復(fù)雜、測試成本高且效率低的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測試裝置，包括與發(fā)動(dòng)機(jī)本體的機(jī)匣安裝邊固接的轉(zhuǎn)接座，轉(zhuǎn)接座上固設(shè)有振動(dòng)支板，振動(dòng)支板上設(shè)置第一振動(dòng)傳感器及第二振動(dòng)傳感器，第一振動(dòng)傳感器經(jīng)前置器連接頻譜分析儀，第二振動(dòng)傳感器經(jīng)電荷放大器連接頻譜分析儀。

進(jìn)一步地，第一振動(dòng)傳感器為磁電式速度傳感器，第二振動(dòng)傳感器為加速度振動(dòng)傳感器。

進(jìn)一步地，前置器包括依次連接的放大電路、濾波電路及整流電路，用于將第一振動(dòng)傳感器輸出的交流監(jiān)測量轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)輸出給頻譜分析儀。

進(jìn)一步地，前置器具有連接頻譜分析儀的第一輸出端口及用于連接低速采集系統(tǒng)的第二輸出端口。

進(jìn)一步地，振動(dòng)支板為結(jié)合轉(zhuǎn)接座經(jīng)過模態(tài)頻率測后的振動(dòng)支板。

進(jìn)一步地，振動(dòng)支板上呈對角線設(shè)有兩個(gè)螺栓孔，振動(dòng)支板經(jīng)兩個(gè)螺栓剛性安裝于轉(zhuǎn)接座上。

進(jìn)一步地，振動(dòng)支板上第一振動(dòng)傳感器及第二振動(dòng)傳感器的安裝方向相同。

進(jìn)一步地，振動(dòng)支板為不銹鋼材料制成。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測試裝置，通過在轉(zhuǎn)接座上設(shè)置可同時(shí)安裝兩個(gè)振動(dòng)傳感器的振動(dòng)支板，且兩個(gè)振動(dòng)傳動(dòng)器均連接至頻譜分析儀，從而針對同一測點(diǎn)同步構(gòu)建了兩套測振系統(tǒng)，通過兩套測振系統(tǒng)的數(shù)據(jù)比較及分析，可以實(shí)現(xiàn)對測振系統(tǒng)進(jìn)行在線故障檢測，避免了更換測振系統(tǒng)的安裝、調(diào)試及等待時(shí)間，提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障排查效率。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)測振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中振動(dòng)支板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3沿A-A的剖視示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、發(fā)動(dòng)機(jī)本體；12、機(jī)匣安裝邊；

2、第一振動(dòng)傳感器；3、前置器；

4、低速采集系統(tǒng)；

5、轉(zhuǎn)接座；6、振動(dòng)支板；61、螺栓孔；

7、第二振動(dòng)傳感器；

8、頻譜分析儀；

9、電荷放大器。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

參照圖2，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測試裝置，包括與發(fā)動(dòng)機(jī)本體1的機(jī)匣安裝邊12固接的轉(zhuǎn)接座5，轉(zhuǎn)接座5上固設(shè)有振動(dòng)支板6，振動(dòng)支板6上設(shè)置第一振動(dòng)傳感器2及第二振動(dòng)傳感器7，第一振動(dòng)傳感器2經(jīng)前置器3連接頻譜分析儀8，第二振動(dòng)傳感器7經(jīng)電荷放大器9連接頻譜分析儀8。

本實(shí)施例通過在轉(zhuǎn)接座5上設(shè)置可同時(shí)安裝兩個(gè)振動(dòng)傳感器的振動(dòng)支板6，且兩個(gè)振動(dòng)傳動(dòng)器均連接至頻譜分析儀，從而針對同一測點(diǎn)同步構(gòu)建了兩套測振系統(tǒng)，通過兩套測振系統(tǒng)的數(shù)據(jù)比較及分析，可以實(shí)現(xiàn)對測振系統(tǒng)進(jìn)行在線故障檢測，避免了更換測振系統(tǒng)的安裝、調(diào)試及等待時(shí)間，提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障排查效率。

現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)測振點(diǎn)一般選擇在轉(zhuǎn)子支撐點(diǎn)附近或者剛性較好的位置，以保證所測量的徑向振動(dòng)數(shù)據(jù)能夠反映發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)振動(dòng)情況。而大部分航空發(fā)動(dòng)機(jī)的測振點(diǎn)位置無法滿足振動(dòng)傳感器所要求的安裝平面，因此需要經(jīng)轉(zhuǎn)接座將傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行剛性連接。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)接座只能容納一個(gè)振動(dòng)傳感器的安裝，若發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁出現(xiàn)振動(dòng)異常，為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，只能更換測振系統(tǒng)驗(yàn)證測振結(jié)果?？紤]到上述轉(zhuǎn)接座為發(fā)動(dòng)機(jī)附帶附件，因此，本實(shí)施例在常出現(xiàn)振動(dòng)異常點(diǎn)位置的原有轉(zhuǎn)接座基礎(chǔ)上重新改良，設(shè)計(jì)出一種可以同時(shí)安裝兩個(gè)振動(dòng)傳感器的振動(dòng)支板6，如圖3及圖4所示，(對于不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)及其不同測振點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際條件對振動(dòng)支板進(jìn)行設(shè)計(jì))。所設(shè)計(jì)的振動(dòng)支板可保證原有傳感器的安裝方式、位置及方向。同時(shí)，振動(dòng)支板按技術(shù)圖紙加工完成后，需結(jié)合原有轉(zhuǎn)接座進(jìn)行模態(tài)頻率測試，以驗(yàn)證振動(dòng)支板起主要貢獻(xiàn)作用模態(tài)頻率遠(yuǎn)大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的基頻，方能進(jìn)行使用，從而有效避免振動(dòng)支板對發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)測的干涉影響。

本實(shí)施例中，新增傳感器(即第二振動(dòng)傳感器7)外接電荷放大器9并與頻譜分析儀8相連接，通過頻譜分析儀8內(nèi)置數(shù)字信號(hào)處理方法實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)總量、轉(zhuǎn)子基頻分量的計(jì)算，并實(shí)時(shí)顯示振動(dòng)總量與分量信息。優(yōu)選地，在保證量程、頻率及精度滿足技術(shù)要求的前提下，新增傳感器應(yīng)選擇質(zhì)量與體積較小的類型。同時(shí)，新增傳感器的安裝方向也與原始傳感器(即第一振動(dòng)傳感器2)保持一致。其總體測試方式如圖2所示，同一測點(diǎn)構(gòu)建兩套測振系統(tǒng)，原始方式測量的振動(dòng)總量值與分析儀計(jì)算的振動(dòng)總量值在技術(shù)要求相對誤差(±5％)范圍內(nèi)進(jìn)行比較。憑借數(shù)據(jù)的一致性判別發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測量的準(zhǔn)確性。最后，在振動(dòng)超差時(shí)，非振動(dòng)測試專業(yè)人員也可通過分析儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示快速查看起主要貢獻(xiàn)作用的振動(dòng)分量所屬轉(zhuǎn)子，便于排故。

下面對本實(shí)施例中涉及的各部件進(jìn)行說明：其中，第一振動(dòng)傳感器2為發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測量用傳感器，優(yōu)選為GGZ-1B型磁電式速度傳感器；前置器3包括依次連接的放大電路、濾波電路及整流電路，用于將第一振動(dòng)傳感器2輸出的交流監(jiān)測量轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)輸出給頻譜分析儀8，優(yōu)選地，前置器3具有連接頻譜分析儀8的第一輸出端口及用于連接低速采集系統(tǒng)的第二輸出端口，經(jīng)前置器3利用其輸出放大、微分、濾波后的直流信號(hào)以滿足低速采集系統(tǒng)4的數(shù)據(jù)采集需求，同時(shí)，自帶通頻輸出功能連接頻譜分析儀，進(jìn)行雙套系統(tǒng)振動(dòng)數(shù)據(jù)對比。第二振動(dòng)傳感器7優(yōu)選為7704A-50型加速度傳感器，電荷放大器9用于對電荷信號(hào)放大成一定倍數(shù)的電壓信號(hào)以滿足頻譜分析儀輸入要求，頻譜分析儀8用于對測振通頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)直流與交流信號(hào)的采集、對雙套測振系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷與對比分析、計(jì)算電荷放大器輸出信號(hào)在給定頻帶范圍內(nèi)的振動(dòng)總量與轉(zhuǎn)子基頻分量、給出提示信息。

本實(shí)施例中，根據(jù)圖紙加工振動(dòng)支板，原始傳感器磁電式速度傳感器，優(yōu)選地，為不影響振動(dòng)傳感器的正常工作，振動(dòng)支板6選擇不銹鋼材料制成。振動(dòng)支板6加工好以后，利用結(jié)構(gòu)固有頻率測試方法，通過測量發(fā)動(dòng)機(jī)自帶轉(zhuǎn)接座與新增振動(dòng)支板安裝及自由狀態(tài)下的整體固有頻率得出，自帶轉(zhuǎn)接座與新增振動(dòng)支板整體主要貢獻(xiàn)固有頻率遠(yuǎn)大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)頻率，滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測試使用要求。

優(yōu)選地，振動(dòng)支板6上呈對角線設(shè)有兩個(gè)螺栓孔61，振動(dòng)支板6經(jīng)兩個(gè)螺栓剛性安裝于轉(zhuǎn)接座5上。本實(shí)施例中，用兩只M6螺栓對角剛性安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)接座上，并將原始振動(dòng)速度傳感器與新增加速度傳感器同向安裝于振動(dòng)支板上。

工作時(shí)，按圖2所示安裝兩套測振系統(tǒng)，設(shè)置頻譜分析儀。隨后，進(jìn)行開車驗(yàn)證，提取各個(gè)狀態(tài)點(diǎn)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行比對。上述兩套獨(dú)立的測振系統(tǒng)使用前需進(jìn)行振動(dòng)計(jì)量檢定與校準(zhǔn)。安裝測振系統(tǒng)時(shí)，確保各個(gè)連接處無松動(dòng)現(xiàn)象，各線路輸入輸出端處于測量要求的自由彎曲狀態(tài)。

開車驗(yàn)證：同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，在未安裝支板的自帶轉(zhuǎn)接座上安裝原始傳感器，測振發(fā)動(dòng)機(jī)三個(gè)狀態(tài)下(狀態(tài)1，狀態(tài)2，狀態(tài)3)的振動(dòng)；在發(fā)動(dòng)機(jī)自帶轉(zhuǎn)接座上安裝振動(dòng)支板，并固定原始傳感器與新增振動(dòng)傳感器，再進(jìn)行上述狀態(tài)的振動(dòng)測量，其結(jié)果表明，未安裝振動(dòng)支板條件下原始傳感器與安裝振動(dòng)支板后原始、新增傳感器測得的振動(dòng)數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)保持一致(相對誤差：±5％，以未安裝支板條件下原始傳感器測量的振動(dòng)數(shù)據(jù)作為為基準(zhǔn)進(jìn)行相對誤差計(jì)算)。

發(fā)動(dòng)機(jī)在開車過程中，雙套獨(dú)立振動(dòng)測試系統(tǒng)的振動(dòng)故障排查流程如下：

1)、對比所測的數(shù)據(jù)相對誤差小于等于±5％且未超過振動(dòng)規(guī)定限制值，試車員據(jù)此可以進(jìn)行后續(xù)試車；

2)、對比所測的數(shù)據(jù)相對誤差小于等于±5％且超過規(guī)定限制值，試車員據(jù)此判斷發(fā)動(dòng)機(jī)本體振動(dòng)故障，停止試車，并在頻譜分析儀中查看給定頻帶范圍內(nèi)各個(gè)頻率振動(dòng)分量的主要貢獻(xiàn)量，供振動(dòng)分析人員參考，并制定排故方案；

3)、對比所測的數(shù)據(jù)相對誤差大于±5％，試車員可通知振動(dòng)測試技術(shù)人員對振動(dòng)測試系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)及測振系統(tǒng)檢查，校準(zhǔn)與系統(tǒng)檢查合格后進(jìn)行試車。

由以上描述可以得知，本實(shí)施例航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測試裝置可以保證測試系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，振動(dòng)故障分析思路清晰，避免更換良好測振系統(tǒng)的安裝、調(diào)試與等待時(shí)間，以及重復(fù)試車驗(yàn)證測振系統(tǒng)準(zhǔn)確性造成的科研與生產(chǎn)成本的浪費(fèi)，提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障排故效率。在一定程度上，試車員的獨(dú)立判斷振動(dòng)問題，也降低專業(yè)測振技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。