论文部分内容阅读
轮盘低循环疲劳可靠性问题一直是航空发动机研制领域关注的重点,必需通过大量的试验验证才能获得准确的设计参数,而完成这些试验的关键设备就是转子高速旋转低循环疲劳试验器。目前,国内在役的试验器大都是从欧美国家引进,单台及零配件价格昂贵,维修周期长。因此,研制具有完全自主知识产权的转子高速旋转低循环疲劳试验器具有重要意义。本文在充分调研的基础上,确定ZUST6D型试验器的设计参数,开展详细的研制工作。主要完成以下工作：(1)完成了简洁高效的两级增速系统设计。第一级高速平带增速和第二级高速齿轮增速,使柔性主轴的最高输出转速达到6万r/min。采用合理的高速齿轮加工工艺及改进的齿轮修形方法,提高了齿轮箱的承载能力,降低了高速啮合噪音,提高了系统的稳定性。(2)完成了高速柔性悬臂转子系统的设计。通过调整配重工装使系统稳速试验转速避开临界转速区；采用橡胶O型圈阻尼器,提高了转子系统抗不平衡响应的能力和运转平稳性。(3)初步研究了轮盘低循环疲劳裂纹的在线监测方法。通过测量柔性转子振动响应,实时绘制主轴振幅随循环次数变化的趋势图,检测试验过程中轮盘裂纹的生成和扩展过程.(4)设计了一套高温电阻炉加热装置,实现旋转试件的高温加热。(5)完成了ZUST6D型低循环疲劳试验器自动控制系统的设计与开发。该系统以触摸屏为人机接口(HMI),以可编程逻辑控制器(PLC)为控制主站,以工控机(IPC)为监控系统完成数据显示和保存,采用第三方控件实现IPC和PLC的串口通信。本文研制的转子低循环疲劳试验器及其控制系统通过了试验验证,并完成了某型发动机叶轮的低循环疲劳寿命定寿试验,完整记录了试验数据。试验结果表明,该试验器主机及控制系统稳定性高、可靠性好,完全满足设计要求。