航空发动机动应力遥测转接结构的制作方法

本发明涉及航空发动机动应力遥测，特别地，涉及一种航空发动机动应力遥测转接结构。

背景技术：

1、航空发动机的转子叶片作为核心能量转换部件，在高速旋转与高温工况下承受复杂交变载荷，其振动疲劳失效是发动机故障的主要根源之一，转子叶片的失效除外物撞击造成的瞬时过载断裂外，绝大多数与叶片振动产生的动应力有关，而叶片的疲劳断裂问题严重影响机组的运行安全，因而实时动应力监测与载荷谱构建有助于预估叶片剩余寿命、预警裂纹萌生，因此，动应力测量一直是发动机结构强度试验中最关键的部分之一。

2、如图1和图2所示，目前燃气涡轮发动机动应力测量通常采用滑环引电器，从转子叶片上引出的测试线需通过转子盘等零件补加工的穿线孔穿出并固定于引线转接轴后再引入滑环引电器。动应力遥测装置为近年来发展的非接触式转接引线技术，因其不含滑环引电器所必需的冷却及转子支承等结构，占用空间小且出线结构简单（仅需测试线）；但与滑环引电器相似，遥测装置也需要配套加工适应遥测接口和原转子零件（如转子盘或轴）接口的转接零件，同时该零件还需综合考虑引线固定功能、连接刚度、整个转子的稳定性等。综上，现有动应力测量存在以下问题：（1）在叶片上的测试走线需对原转子零件进行开孔改制，难以保持原零件的结构完整性；（2）采用类似滑环引电器转接及引线转接轴结构作为遥测转接段，遥测转子及转接段连接及定心可靠性难以保证；（3）对动应力测量线固定路径较长，固定难度较大，固定可靠性较低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种航空发动机动应力遥测转接结构，以解决现有动应力测量结构需要对转子零件进行开孔改制，并且安装定位稳定性不足、走线困难且可靠性低的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供一种航空发动机动应力遥测转接结构，包括遥测装置、转接轴和引线转接环；

3、所述遥测装置包括沿轴向依次设置的遥测静子、遥测转子、接线盘和安装盘，所述遥测静子用于安装在航空发动机的支承结构上，所述遥测转子与所述遥测静子可转动连接，所述接线盘和所述安装盘均设于所述遥测转子上，所述安装盘开设有中心孔；

4、所述转接轴的第一端用于与航空发动机的转轴连接，所述转接轴的第二端穿设在所述中心孔中并相对所述安装盘安装固定；

5、所述引线转接环的第一端用于与航空发动机的转子盘的轴向端部连接，所述引线转接环的第二端与所述安装盘连接，所述引线转接环内设有引线孔，所述引线孔的第一端避开转子盘并朝向转子叶片设置，所述引线孔的第二端通过所述安装盘上预设的导线孔与所述接线盘连通，所述引线孔用于供航空发动机的转子叶片上的测试线穿入并将测试线引出至所述接线盘。

6、优选地，所述安装盘的中部设有定位环，所述引线转接环包括套设于所述定位环上的安装环，以及分别设于所述安装环的径向外侧上的法兰盘和引线盘，所述法兰盘设于所述引线盘背对转子盘的一侧，所述法兰盘沿径向向外延伸设置并用于与所述安装盘连接，所述引线盘远离所述安装环的一端沿朝向转子盘的方向倾斜设置，以使所述引线盘倾斜抵靠所述转子盘的轴向端部并在所述引线盘与所述法兰盘之间形成避让空间。

7、优选地，所述法兰盘沿周向间隔开设有多个安装孔，并在相邻两个安装孔之间设有至少一个配重孔，所述安装孔用于设置安装螺栓并通过安装螺栓与所述安装盘连接，所述配重孔用于设置配重螺栓并通过配重螺栓平衡所述引线孔和测试线产生的不平衡量，所述避让空间用于拆装所述安装螺栓和所述配重螺栓。

8、优选地，所述引线孔包括开设于所述引线盘上的第一引线孔和开设于所述安装环上的第二引线孔，所述第二引线孔沿所述安装环的轴向贯穿所述安装环，所述第一引线孔的第一端避开转子盘并朝向转子叶片设置，所述第一引线孔的第二端设于所述引线盘的径向内侧并相对所述第二引线孔分离设置，以在所述第一引线孔和所述第二引线孔之间形成穿线缺口。

9、优选地，所述引线盘远离所述安装环的一端设有止口结构和防转凸台，所述止口结构用于卡接所述转子盘的轴向端部，所述防转凸台用于插入所述转子盘的进气帽罩槽中，以通过所述止口结构和所述防转凸台的配合实现所述引线盘相对所述转子盘的轴向限位、径向限位和周向限位。

10、优选地，所述安装环、所述法兰盘和所述引线盘一体成型，所述法兰盘与所述引线盘之间和/或所述安装环与所述引线盘之间采用弧面过渡连接。

11、优选地，所述航空发动机动应力遥测转接结构还包括第一锁紧螺母，所述第一锁紧螺母设于所述安装盘远离所述引线转接环的一面并与所述转接轴的第二端螺纹连接，所述第一锁紧螺母用于沿朝向所述安装盘的方向旋紧以将所述安装盘和所述引线转接环共同拉紧于所述转子盘上。

12、优选地，所述转接轴的第一端包括沿朝向所述转轴的方向逐步增大外径的扩口结构，所述第一锁紧螺母还用于在沿朝向所述安装盘的方向旋紧时将所述安装盘抵紧于所述扩口结构上。

13、优选地，所述航空发动机动应力遥测转接结构还包括第二锁紧螺母和限位环，所述第二锁紧螺母用于与所述转接轴的第一端螺纹连接并将所述转接轴锁紧于所述转轴上，所述第二锁紧螺母内设有用于嵌入所述限位环的卡槽，所述第二锁紧螺母和所述转接轴上均设有与所述卡槽连通的周向限位槽，所述限位环嵌设于所述卡槽内并设有两组限位结构，两组限位结构用于一一对应地插接于所述第二锁紧螺母和所述转接轴上的周向限位槽中。

14、优选地，所述航空发动机动应力遥测转接结构还包括螺旋挡圈，所述第二锁紧螺母在所述卡槽的轴向端部设有轴向限位槽，所述螺旋挡圈嵌设于所述轴向限位槽内并用于对所述限位环进行轴向定位。

15、本发明具有以下有益效果：

16、本发明提供的航空发动机动应力遥测转接结构中，通过转接轴将遥测装置中的遥测转子和引线转接环连接成整体并定位固定于航空发动机的转轴上，并通过引线转接环直接与航空发动机转子盘的轴向端部连接，且在引线转接环的内部设有引线孔，使转子叶片上的测试线能够避开转子盘并经由引线孔和安装盘上的导线孔引入接线盘，无需在转子盘等原转子零件上额外补加工穿线孔，有效保持了原转子零件的结构完整性和力学性能，降低了改制带来的强度风险和工艺成本。其次，引线转接环不仅具有引线功能，还能作为遥测转子的主要支撑连接件之一，与转接轴共同形成对遥测转子的支撑和定心，满足遥测转子高可靠性的支撑要求，有利于提高遥测转子的安装定心精度和运转稳定性。此外，通过引线孔穿设测试线，有效减少测试线的外露固定结构，穿线固定操作方便快捷，测试线的固定可靠性更高。

17、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

1.一种航空发动机动应力遥测转接结构，其特征在于，包括遥测装置（1）、转接轴（2）和引线转接环（3）；

2.根据权利要求1所述的航空发动机动应力遥测转接结构，其特征在于，所述安装盘（14）的中部设有定位环（142），所述引线转接环（3）包括套设于所述定位环（142）上的安装环（32），以及分别设于所述安装环（32）的径向外侧上的法兰盘（33）和引线盘（34），所述法兰盘（33）设于所述引线盘（34）背对转子盘（300）的一侧，所述法兰盘（33）沿径向向外延伸设置并用于与所述安装盘（14）连接，所述引线盘（34）远离所述安装环（32）的一端沿朝向转子盘（300）的方向倾斜设置，以使所述引线盘（34）倾斜抵靠所述转子盘（300）的轴向端部并在所述引线盘（34）与所述法兰盘（33）之间形成避让空间。

3.根据权利要求2所述的航空发动机动应力遥测转接结构，其特征在于，所述法兰盘（33）沿周向间隔开设有多个安装孔（331），并在相邻两个安装孔（331）之间设有至少一个配重孔（332），所述安装孔（331）用于设置安装螺栓并通过安装螺栓与所述安装盘（14）连接，所述配重孔（332）用于设置配重螺栓并通过配重螺栓平衡所述引线孔（31）和测试线（500）产生的不平衡量，所述避让空间用于拆装所述安装螺栓和所述配重螺栓。

4.根据权利要求2所述的航空发动机动应力遥测转接结构，其特征在于，所述引线孔（31）包括开设于所述引线盘（34）上的第一引线孔（311）和开设于所述安装环（32）上的第二引线孔（312），所述第二引线孔（312）沿所述安装环（32）的轴向贯穿所述安装环（32），所述第一引线孔（311）的第一端避开转子盘（300）并朝向转子叶片（400）设置，所述第一引线孔（311）的第二端设于所述引线盘（34）的径向内侧并相对所述第二引线孔（312）分离设置，以在所述第一引线孔（311）和所述第二引线孔（312）之间形成穿线缺口。

5.根据权利要求2所述的航空发动机动应力遥测转接结构，其特征在于，所述引线盘（34）远离所述安装环（32）的一端设有止口结构（341）和防转凸台（342），所述止口结构（341）用于卡接所述转子盘（300）的轴向端部，所述防转凸台（342）用于插入所述转子盘（300）的进气帽罩槽中，以通过所述止口结构（341）和所述防转凸台（342）的配合实现所述引线盘（34）相对所述转子盘（300）的轴向限位、径向限位和周向限位。

6.根据权利要求2所述的航空发动机动应力遥测转接结构，其特征在于，所述安装环（32）、所述法兰盘（33）和所述引线盘（34）一体成型，所述法兰盘（33）与所述引线盘（34）之间和/或所述安装环（32）与所述引线盘（34）之间采用弧面过渡连接。

7.根据权利要求1所述的航空发动机动应力遥测转接结构，其特征在于，所述航空发动机动应力遥测转接结构还包括第一锁紧螺母（4），所述第一锁紧螺母（4）设于所述安装盘（14）远离所述引线转接环（3）的一面并与所述转接轴（2）的第二端螺纹连接，所述第一锁紧螺母（4）用于沿朝向所述安装盘（14）的方向旋紧以将所述安装盘（14）和所述引线转接环（3）共同拉紧于所述转子盘（300）上。

8.根据权利要求7所述的航空发动机动应力遥测转接结构，其特征在于，所述转接轴（2）的第一端包括沿朝向所述转轴（200）的方向逐步增大外径的扩口结构（21），所述第一锁紧螺母（4）还用于在沿朝向所述安装盘（14）的方向旋紧时将所述安装盘（14）抵紧于所述扩口结构（21）上。

9.根据权利要求1所述的航空发动机动应力遥测转接结构，其特征在于，所述航空发动机动应力遥测转接结构还包括第二锁紧螺母（5）和限位环（6），所述第二锁紧螺母（5）用于与所述转接轴（2）的第一端螺纹连接并将所述转接轴（2）锁紧于所述转轴（200）上，所述第二锁紧螺母（5）内设有用于嵌入所述限位环（6）的卡槽（51），所述第二锁紧螺母（5）和所述转接轴（2）上均设有与所述卡槽（51）连通的周向限位槽（52），所述限位环（6）嵌设于所述卡槽（51）内并设有两组限位结构（61），两组限位结构（61）用于一一对应地插接于所述第二锁紧螺母（5）和所述转接轴（2）上的周向限位槽（52）中。

10.根据权利要求9所述的航空发动机动应力遥测转接结构，其特征在于，所述航空发动机动应力遥测转接结构还包括螺旋挡圈（7），所述第二锁紧螺母（5）在所述卡槽（51）的轴向端部设有轴向限位槽（53），所述螺旋挡圈（7）嵌设于所述轴向限位槽（53）内并用于对所述限位环（6）进行轴向定位。