辅助连接件和辅助支撑结构

技术领域

本发明涉及多级轴流压气机性能试验用装置，具体涉及多级轴流压气机性能试验用的支撑结构。

背景技术

目前国内外航空发动机的多级轴流压气机性能试验件末端一般与试验台排气蜗壳刚性连接，以保证试验件的各向位移边界条件。同时因多级轴流压气机轴向长度较长且工作状态存在轴向热变形，因此需在试验件前端布置径向及周向位移约束但轴向允许位移的辅助支撑。

从控制多级轴流压气机试验件整机振动的角度而言，不仅需要保证试验件“转子-支承”系统上主传力路径的所有组件间连接可靠，而且需要保证试验件与试验台之间连接可靠，即保证试验件的系统刚度符合设计预期，不会因此出现非预期的整机振动。

但在实际工程运用中，易存在以下问题：一是辅助支撑座与试验件之间常采用短螺栓连接，所采用的短螺栓多借用位于试验件“转子-支承”系统主传力路径安装边上的连续多处短螺栓，但辅助支撑座与试验件连接位置的短螺栓时常会因复杂的工作条件而出现松动，使得试验件“转子-支承”系统主传力路径上的零组件间连接刚度发生变化，进而使得试验件出现非预期的振动；二是辅助支撑座与试验件之间连接所采用的短螺栓或借用位于试验件非“转子-支承”系统主传力路径安装边上的连续多处短螺栓，辅助支撑座与试验件连接位置的短螺栓仍会因复杂的工作条件而出现松动，将使得试验件与试验台的连接刚度发生变化，进而使得试验件出现非预期的振动。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种辅助连接件，可有效增加试验件的刚度，避免试验件出现振动。

为实现上述目的的辅助连接件用于连接承力机匣和试验支撑件，包括第一端和第二端。第一端包括轴孔，第二端包括连接销钉，承力机匣提供与连接销钉对应的连接销孔。第二端用于通过连接销钉与连接销孔的过盈配合，进而与承力机匣固定连接，第一端用于通过轴孔配合的支撑销轴与试验支撑件固定连接。

在一个或多个实施例中，所述第二端还包括环绕所述连接销钉的多个固定螺孔，所述承力机匣提供与所述多个固定螺孔对应的对应螺孔，多个螺栓分别径向穿过所述多个固定螺孔和所述多个对应螺孔以紧固所述第二端和所述承力机匣。

在一个或多个实施例中，所述第二端包括以所述连接销钉为中心延伸的法兰盘，所述法兰盘上设置所述多个固定螺孔。

在一个或多个实施例中，所述多个固定螺孔周向均布在所述法兰盘上。

在一个或多个实施例中，所述轴孔沿所述承力机匣的轴向方向延伸，所述连接销钉沿所述承力机匣的径向方向凸起。

本发明的另一个目的是提供一种辅助支撑结构，辅助支撑结构包括试验支撑件、承力机匣、支撑销轴和上述辅助连接件。所述试验支撑件包括轴向贯穿的配合轴孔，所述承力机匣上设置连接销孔，所述辅助连接件与所述承力机匣通过所述连接销钉与所述连接销孔的过盈配合固定连接，所述辅助连接件与所述试验支撑件通过穿过所述轴孔的支撑销轴固定连接。

在一个或多个实施例中，所述承力机匣还包括承力外机匣、承力内机匣和多个承力支板，所述多个承力支板径向连接所述承力内机匣和所述承力外机匣，所述连接销孔设置在所述承力外机匣上，并位于所述承力支板附近。

在一个或多个实施例中，所述支撑销轴与所述试验支撑件上的所述配合轴孔过盈配合。

在一个或多个实施例中，所述支撑销轴与所述辅助连接件上的所述轴孔间隙配合。

在一个或多个实施例中，所述支撑销轴与所述轴孔通过球轴承配合。

在一个或多个实施例中，所述试验支撑件底部设置滑轨，用于调节所述试验支撑件的位置。

在一个或多个实施例中，所述滑轨提供沿第一方向和第二方向上的移动，所述第一方向和所述第二方向彼此相交。

上述辅助连接件通过第一端与试验支撑件连接，通过第二端与承力机匣连接，从而为承力机匣提供了辅助支撑。且承力机匣通过辅助连接件上的连接销钉可向试验支撑件传递来自试验件的周向载荷、通过连接销钉与连接销孔之间的过盈配合摩擦力向试验支撑件传递来自试验件的径向载荷，增强了试验件与试验台的连接刚度，避免试验件出现非预期的振动，从而提高试验的可靠度。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是辅助支撑结构的示意图。

图2是辅助连接件与承力机匣连接结构的剖面图。

图3是承力机匣的一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

如图1所示，辅助连接件3用于连接承力机匣1和试验支撑件4，承力机匣1用于承载试验件，试验件为诸如多级轴流压气机等航空发动机试验件。试验支撑件4位于试验台架上，用于支撑承力机匣1。

结合图2所示出的辅助连接件3与承力机匣1的连接剖面图可以理解到，辅助连接件3包括第一端31和第二端32，辅助连接件3通过第一端31与试验支撑件4固定连接，辅助连接件3通过第二端32与承力机匣1固定连接。

辅助连接件3的第一端31包括轴孔33，第一端31用于通过轴孔配合的支撑销轴2与试验支撑件4固定连接。第二端32包括连接销钉35，承力机匣1提供与连接销钉35对应的连接销孔16，第二端32用于通过连接销钉35与连接销孔16的过盈配合，进而与承力机匣1固定连接。

轴孔33优选沿承力机匣1的轴向方向延伸，连接销钉35优选沿承力机匣1的径向方向凸起，使得来自承力机匣1上的试验件的力可以沿径向向外传递，从而提供试验件径向载荷的传递路径。轴孔33和连接销钉35包括但不限于上述实施例的设置方式，在其他实施例中，只要能够起到以一定强度有效连接辅助连接件3、承力机匣1和试验支撑件4的目的，均可应用于本公开。

连接销钉35优选为直径较大的销钉，以实现与连接销孔16的有效过盈配合，为承力机匣1提供足够强度的支撑。此外，相比于以普通短螺栓连接的方式，直径较大的销钉既可以承受剪切力，也可以承受扭转力，因此能够增强对承力机匣1的连接能力，保证试验件所传递的载荷能够通过连接销钉35以多种方式有效传递。

通过连接销钉35与连接销孔16的过盈配合，使得来自承力机匣1上的试验件的周向载荷可以通过连接销钉35自身的承剪传递，同时来自试验件的径向载荷可以通过连接销钉35与连接销孔16之间的过盈配合摩擦力传递，进而将来自试验件的径向及周向载荷通过辅助连接件3传递给试验支撑件4，以保证承力机匣1上的试验件与试验支撑件4的连接刚度，有效避免了多级轴流压气机试验件等系统的刚度在工作中发生改变，以至出现整机振动的情况。

在上述实施例的基础之上，第二端32还包括环绕连接销钉35的多个固定螺孔36，承力机匣1提供与多个固定螺孔36对应的对应螺孔15，通过多个螺栓5分别径向穿过多个固定螺孔36和多个对应螺孔15，以紧固第二端32和承力机匣1，增加辅助连接件3与承力机匣1的连接强度。

螺栓5优选为短螺栓，以适应承力机匣1和辅助连接件3的尺寸。穿过固定螺孔36与对应螺孔15的配件也可以选择带有螺纹的销，以进一步适应承力机匣1和辅助连接件3的长度尺寸和有限的安装空间。

结合图1和图3所示，优选的，第二端32包括以连接销钉35为中心延伸的法兰盘37，法兰盘37上设置多个固定螺孔36。与此对应的，承力机匣1上设置与辅助连接件3上的带螺孔的法兰盘37相对应的对应法兰盘17。通过设置带有螺孔的法兰盘37和对应法兰盘17，可以提高辅助连接件3和承力机匣的连接强度。

在上述实施例的基础之上，优选的，多个固定螺孔36周向均布在辅助连接件3上的法兰盘37上，以使得受力更加均匀。与此对应的，多个对应螺孔15也周向均布在承力机匣1的对应法兰盘17上。通过多个螺栓5依次连接多个固定螺孔36和多个对应螺孔15，可以进一步保障来自承力机匣1上的试验件的径向载荷传递，以及试验件与试验台整体的连接刚度，避免试验件出现振动的问题。

固定螺孔36与对应螺孔15的布置方式包括但不限于使用上述实施例，例如在其他实施方式中，固定螺孔36和对应螺孔15的数目可由工作人员根据实际连接强度选择合适的数目，或者固定螺孔36位于连接销钉35的外周面延伸出的耳片上，通过螺栓5依次穿过位于耳片上的固定螺孔36和位于承力机匣1外侧的对应螺孔15，以有效固定辅助连接件3和承力机匣1。

结合上述对辅助连接件3的介绍，还可理解到一种辅助支撑结构10。回到图1所示，辅助支撑结构10包括试验支撑件4、承力机匣1、支撑销轴2和辅助连接件3，试验支撑件4包括轴向贯穿的配合轴孔，承力机匣1上设置连接销孔16，辅助连接件3与承力机匣1通过连接销钉35与连接销孔16的过盈配合固定连接，辅助连接件3与试验支撑件4通过穿过轴孔33的支撑销轴2固定连接。

一个优选的实施例为支撑销轴2与辅助连接件3上的轴孔33间隙配合后，再与试验支撑件4上的配合轴孔（图中未示出）过盈配合。通过支撑销轴2与试验支撑件4的过盈配合，可实现支撑销轴2与辅助连接件3和试验支撑件4的固定，同时也可有效保证试验件的连接刚度。

进一步的，支撑销轴2与轴孔33通过图2所示的球轴承34配合。通过球轴承34支承支撑销轴2，可以增加支撑销轴2与辅助连接件3之间的运动灵活度，实现载荷的多向传递。

图3示出了承力机匣1的一个实施例，承力机匣1包括承力外机匣11、承力内机匣12和多个承力支板13，多个承力支板13径向连接承力内机匣12和承力外机匣11，连接销孔16设置在承力外机匣11上，并优选位于承力支板13附近。通过将连接销孔16设置在承力支板13附近，可以使得承力机匣1上的试验件工作时来自转子的载荷沿着承力内机匣12—承力支板13—承力外机匣11这一径向路径依次传递给辅助连接件3，进而传递给试验支撑件4直至试验台架，有效传递了试验件的工作载荷，以避免试验件“转子-支承”系统主传力路径上的零组件间连接刚度在工作中发生改变，进而规避了试验件工作过程中出现非预期的整机振动情况。

优选的，试验支撑件4的底部设置滑轨（图中未示出），试验台架提供与试验支撑件4底部的滑轨相适配的滑道，从而调节试验支撑件4在试验台架上的位置，以适应不同大小的发动机试验件。例如当更换轴向长度较长的试验件时，将试验支撑件4沿轴向方向向外移动，以承载该轴向长度较长的试验件，从而使得辅助支撑结构10整体具有普适性，可应用于多种规格的试验件。

在上述实施例的基础之上，进一步的，滑轨可提供沿第一方向和第二方向上的移动，第一方向和第二方向彼此相交，从而使试验支撑件4能够沿试验件的轴向方向和/或径向方向等多个方向移动，提高移动的灵活度，增加移动的范围，以适应多种尺寸的试验件。

上述辅助支撑结构可用于航空发动机多级轴流压气机性能试验件等试验部件，通过在原有的前后主支撑之间增加此辅助支撑结构，可有效增加试验件的刚度，避免试验中出现振动问题。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。例如，对于连接销钉的直径，可由工作人员根据实验过程中试验件的具体连接强度选择合适尺寸；又如，试验支撑件设置成可沿自身轴线方向移动的丝杠等部件，以进一步扩大辅助支撑结构的移动范围，从而适配更多尺寸规格的试验件。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。