一种航空发动机燃烧室机匣内压试验装置

摘要

本发明公开了一种航空发动机燃烧室机匣内压试验装置，属于机匣加工设备技术领域，包括支撑架、机匣、上层盘、充气机构、升降机构和调节机构，所述的支撑架设置有底座，所述的机匣转动安装在底座上，底座上侧滑动安装有上层盘，底座侧面固定安装有第一侧杆和第二侧杆，第一侧杆与升降机构相连，升降机构与上层盘相连，调节机构设置有动力组件，动力组件与第二侧杆相连，上层盘上安装有封闭组件，封闭组件与动力组件相连，底座上侧安装有气泵，通过气泵输入气体进而完成内压试验。

说明书

技术领域

本发明涉及机匣加工设备技术领域，特别涉及一种航空发动机燃烧室机匣内压试验装置。

背景技术

燃烧室机匣在使用过程中承受高温、高压及大的气动负荷，是航空发动机的主要承力件之一，燃烧室机匣是航空发动机的重要组成部分，燃烧室机匣的强度、刚度、端面的密封性以及焊缝有无渗漏都有严格的使用要求。燃烧室机匣由扩散器与可卸外壳组成，其中可卸外壳为薄壁双层圆筒体结构。燃烧室机匣破坏模式可能是爆炸性的，并给飞机造成危险性影响，导致灾难性破坏。因此必须对燃烧室机匣进行强度和寿命验证，以保证飞行安全。

公开号为CN105486508A的中国发明专利公开了一种用于航空发动机燃烧室机匣可卸外壳液压试验的装置，该发明的技术方案为：包括底座，设置在底座上与待试验部件可卸外壳下端联接的底板，位于可卸外壳内下端与底板或底座联接的内筒体，与内筒体上端联接的盖板，位于内筒体外下端与可卸外壳上端联接、上端与盖板联接的外筒体，以及用于封堵可卸外壳上开孔的堵头，底板、内筒体、盖板、外筒体和待试验的可卸外壳构成液压环形密闭空间，在构成液压环形密闭空间的部件上设置有液压介质注入管路接口组件、液压介质排放管路接口组件和环形密闭空间内空气排出管路接口组件，但是该发明对于双层机匣内层和外层筒进行试验时需要切换动力源状态分别进行检测，这样浪费了一部分时间，因此针对该缺陷发明了一种航空发动机燃烧室机匣内压试验装置。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种航空发动机燃烧室机匣内压试验装置，包括支撑架、机匣、上层盘、充气机构、升降机构和调节机构，所述的支撑架设置有底座，所述的机匣转动安装在底座上，底座上侧滑动安装有上层盘，底座侧面固定安装有第一侧杆和第二侧杆，所述的升降机构设置有第一转动杆和运动组件，第一转动杆转动安装在底座上侧，第一转动杆与运动组件相连，运动组件安装在第一侧杆上，运动组件与上层盘相连，底座上侧安装有气泵，通过气泵输入气体进而完成内压试验。

所述的调节机构设置有固定环和动力组件，固定环与机匣同轴心，固定环固定安装在机匣外表面下部，第一转动杆滑动安装在固定环外表面，固定环与动力组件相连，动力组件安装在第二侧杆上，上层盘上安装有封闭组件，封闭组件与动力组件相连。

进一步地，所述的固定环外表面设置有一段弧形滑槽，所述的弧形滑槽的圆心角为90°，第一转动杆滑动安装在固定环的弧形滑槽内，固定环外表面设置有长方体凸起，长方体长度方向的中心线与机匣轴线方向垂直，固定环转动安装在底座上侧。

进一步地，所述的第一侧杆和第二侧杆固定安装在底座相对的两侧，第一侧杆和第二侧杆上表面均设置有矩形通孔，所述的运动组件设置有第一滑块，第一滑块滑动安装在第一侧杆的矩形通孔内，第一滑块上表面转动安装有第一连杆，第一连杆与第一转动杆转动连接，第一滑块上表面还转动安装有第二连杆，第二连杆与上层盘转动连接，第一侧杆和第一转动杆上侧均设置有圆形通孔，第一转动杆和第一侧杆的圆形通孔半径相等，当第一转动杆滑动到侧面与第一侧杆侧面平行时，第一转动杆和第一侧杆的圆形通孔同轴心，此时上层盘下表面与机匣上表面重合。

进一步地，所述的动力组件设置有第二滑块和升降柱，第二滑块滑动安装在第二侧杆的矩形通孔内，第二侧杆侧面固定安装有电缸，电缸伸长端与第二滑块固定连接，第二滑块上表面转动安装有第三连杆，第三连杆与固定环的长方体凸起转动连接，所述的第二滑块下表面转动安装有拆卸杆，拆卸杆与升降柱下部转动连接，升降柱滑动安装在底座上，升降柱与机匣同轴心。

进一步地，所述的封闭组件设置有第二转动杆，所述的第二转动杆设置有四个，每个第二转动杆均转动安装在上层盘上侧，第二转动杆在上层盘上表面沿圆周方向等间距分布，上层盘上方安装有两个直角板，直角板侧面转动安装有第一转动座，第一转动座上转动安装有第四连杆，第二转动杆上侧设置有矩形滑槽，第二转动杆的矩形滑槽内滑动安装有第三转动座，两个第二转动杆上的第三转动座外表面固定安装有第二转动座，第二转动座与第四连杆转动连接，另外两个第三转动座的之间通过伸缩杆相连。

进一步地，所述的封闭组件还设置有滑动柱，滑动柱固定安装在第二滑块上侧，滑动柱上滑动安装有推动杆，推动杆与伸缩杆固定连接。

进一步地，每个所述的第二转动杆内部中空，每个第二转动杆内部滑动安装有一个带动杆，每个带动杆伸出第二转动杆内部一端固定安装有一个封闭块，每个第二转动杆内均安装有一个气缸，每个封闭块和第二转动杆内的气缸伸长端连接。

进一步地，所述的上层盘中间位置处设置有圆形通孔，当上层盘下表面与机匣上表面重合时，与第二转动座相连的封闭块与上层盘中间位置的圆形通孔同轴心。

进一步地，所述的机匣内部固定安装有封闭盖，机匣下部设置有圆形通孔，封闭盖与升降柱同轴心，所述的封闭盖为环形，升降柱为阶梯轴，升降柱上部设置有端盖，升降柱上部端盖半径大于封闭盖内壁半径，升降柱中部半径小于封闭盖内壁半径，升降柱下部半径等于机匣下部圆形通孔半径。

进一步地，所述的封闭块为环形，当升降柱上部端盖下表面与机匣内部接触时，与伸缩杆相连的封闭块与上层盘中间位置的圆形通孔同轴心。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明设置了升降机构和调节机构，并通过升降机构和调节机构的配合实现了对燃烧室机匣外层和内层进行检测时无需等待，从而节约检测流程；（2）本发明通过设置升降机构和调节机构，并通过升降机构和调节机构的配合实现了快速对机匣进行密封，避免密封不充分对试验结果造成影响；（3）本发明通过设置支撑架和调节机构，并通过支撑架和调节机构的配合实现了可在检测时对机匣进行转动，模拟机匣工作过程中的内压状况。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图。

图2为本发明支撑架与机匣连接关系示意图。

图3为本发明机匣与升降机构连接关系示意图。

图4为图3中A处局部放大示意图。

图5为本发明底座与滑动柱位置关系示意图。

图6为图5中B处局部放大示意图。

图7为本发明上层盘与充气机构位置关系示意图。

图8为图7中C处局部放大示意图。

图9为本发明支撑架与上层盘连接关系示意图。

图10为图9中D处局部放大示意图。

图11为图9中E处局部放大示意图。

图12为本发明机匣外层筒与升降柱连接关系正视图。

图13为图12中A-A方向剖视图。

附图标记：1-支撑架；2-机匣；3-上层盘；4-充气机构；5-升降机构；6-调节机构；101-底座；102-外层杆；103-上层板；104-第一侧杆；105-第二侧杆；106-电缸；107-内层杆；201-机匣外层筒；202-机匣内层筒；401-气泵；402-中间筒；403-输气管；501-第一连杆；502-第一滑块；503-第一转动杆；504-第二连杆；505-夹爪；506-固定轴；507-固定螺栓；601-第二转动杆；602-封闭块；603-第二滑块；604-固定环；605-第三连杆；606-滑动柱；607-拆卸杆；608-升降柱；609-销钉；610-直角板；611-第一转动座；612-第四连杆；613-第二转动座；614-弧形槽；615-带动杆；616-推动杆；617-第三转动座；618-伸缩杆；619-封闭盖。

具体实施方式

下面结合并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如附图1～附图13所示，支撑架1设置有底座101，机匣2设置有机匣外层筒201和机匣内层筒202，机匣外层筒201与机匣内层筒202同轴心，机匣内层筒202固定安装在机匣外层筒201内部，机匣外层筒201转动安装在底座101上，底座101上侧固定安装有两个内层杆107，上层盘3滑动安装在两个内层杆107之间，底座101侧面固定安装有第一侧杆104和第二侧杆105，升降机构5设置有第一转动杆503和运动组件，第一转动杆503转动安装在底座101上侧，第一转动杆503与运动组件相连，运动组件安装在第一侧杆104上，运动组件与上层盘3相连，充气机构4设置有气泵401，底座101上侧安装有气泵401，通过气泵401输入气体进而完成内压试验；调节机构6设置有固定环604和动力组件，固定环604与机匣2同轴心，固定环604固定安装在机匣2外表面下部，第一转动杆503滑动安装在固定环604外表面，固定环604与动力组件相连，动力组件安装在第二侧杆105上，上层盘3上安装有封闭组件，封闭组件与动力组件相连。

如附图2～附图13所示，固定环604外表面设置有一段弧形滑槽，弧形滑槽的圆心角为90°，第一转动杆503滑动安装在固定环604的弧形滑槽内，固定环604外表面设置有长方体凸起，长方体长度方向的中心线与机匣外层筒201轴线方向垂直，固定环604转动安装在底座101上侧；第一侧杆104和第二侧杆105固定安装在底座101相对的两侧，第一侧杆104和第二侧杆105上表面均设置有矩形通孔，运动组件设置有第一滑块502，第一滑块502滑动安装在第一侧杆104的矩形通孔内，第一滑块502上表面转动安装有第一连杆501，第一连杆501与第一转动杆503转动连接，第一滑块502上表面还转动安装有第二连杆504，第二连杆504与上层盘3转动连接，第一侧杆104和第一转动杆503上侧均设置有圆形通孔，第一转动杆503和第一侧杆104的圆形通孔半径相等，第一转动杆503的圆形通孔半径与销钉609半径相等，当第一转动杆503滑动到侧面与第一侧杆104侧面平行时，第一转动杆503和第一侧杆104的圆形通孔同轴心，此时上层盘3下表面与机匣内层筒202上表面重合。

如附图1～附图12所示，动力组件设置有第二滑块603和升降柱608，第二滑块603滑动安装在第二侧杆105的矩形通孔内，第二侧杆105侧面固定安装有电缸106，电缸106伸长端与第二滑块603固定连接，第二滑块603上表面转动安装有第三连杆605，第三连杆605与固定环604的长方体凸起转动连接，第二滑块603下表面转动安装有拆卸杆607，拆卸杆607与升降柱608下部转动连接，拆卸杆607和第二滑块603之间通过销钉609连接，升降柱608滑动安装在底座101上，升降柱608与机匣2同轴心；封闭组件设置有第二转动杆601，第二转动杆601设置有四个，每个第二转动杆601均转动安装在上层盘3上侧，第二转动杆601在上层盘3上表面沿圆周方向等间距分布，每个内层杆107侧面均固定安装有一个直角板610，直角板610侧面转动安装有第一转动座611，第一转动座611上转动安装有第四连杆612，第二转动杆601上侧设置有矩形滑槽，第二转动杆601的矩形滑槽内滑动安装有第三转动座617，两个第二转动杆601上的第三转动座617外表面固定安装有第二转动座613，第二转动座613与第四连杆612转动连接，另外两个第三转动座617的之间通过伸缩杆618相连，伸缩杆618为分体式可伸缩。

如附图2～附图12所示，封闭组件还设置有滑动柱606，滑动柱606固定安装在第二滑块603上侧，滑动柱606上滑动安装有推动杆616，推动杆616与伸缩杆618固定连接；每个第二转动杆601内部中空，每个第二转动杆601内部滑动安装有一个带动杆615，每个带动杆615伸出第二转动杆601内部一端固定安装有一个封闭块602，每个第二转动杆601内均安装有一个气缸，每个封闭块602和第二转动杆601内的气缸伸长端连接；上层盘3中间位置处设置有圆形通孔，当上层盘3下表面与机匣外层筒201上表面重合时，与第二转动座613相连的封闭块602与上层盘3中间位置的圆形通孔同轴心。

如附图3～附图13所示，机匣内层筒202上表面固定安装有封闭盖619，机匣内层筒202下部设置有圆形通孔，封闭盖619与升降柱608同轴心，封闭盖619为环形，升降柱608为阶梯轴，升降柱608上部设置有端盖，升降柱608上部端盖半径大于封闭盖619内壁半径，升降柱608中部半径小于封闭盖619内壁半径，升降柱608下部半径等于机匣内层筒202下部圆形通孔半径；封闭块602为环形，当升降柱608上部端盖下表面与机匣内层筒202上表面接触时，与伸缩杆618相连的封闭块602与上层盘3中间位置的圆形通孔同轴心。

如附图4～附图13所示，底座101上侧固定安装有两个外层杆102，外层杆102上侧固定安装有上层板103，上层板103上侧固定安装有气泵401，气泵401输出端与中间筒402相连，中间筒402下部安装有输气管403，输气管403下表面位于机匣外层筒201上表面下方，当所有封闭块602与上层盘3中间圆形通孔同轴心时，所有的封闭块602中间形成圆形通孔，四个封闭块602形成的圆形通孔半径与输气管403半径相等。

如附图1～附图10所示，上层盘3上表面设置有弧形槽614，弧形槽614中心线与上层盘3中间圆形通孔同轴心，机匣外层筒201外表面沿圆周方向安装有四个夹爪505，夹爪505通过固定螺栓507固定安装在机匣内层筒202外表面，夹爪505侧面固定安装有固定轴506，固定轴506位于弧形槽614内。

如附图2～附图8所示，第一侧杆104和第二侧杆105固定安装在底座101相对的两侧，第一侧杆104和第二侧杆105上表面均设置有矩形通孔，第一侧杆104和第二侧杆105的矩形通孔侧面等间距设置有多个圆形通孔，第一侧杆104和第二侧杆105的圆形通孔直径与销钉609直径相等，第一滑块502和第二滑块603侧面设置有圆形通孔，第一滑块502和第二滑块603的圆形通孔与销钉609直径相等。

本装置的工作原理如下。

（一）提前准备多个销钉609，将一个销钉609插入拆卸杆607和第二滑块603连接处，转动第一转动杆503，第一转动杆503带动第一连杆501运动，第一连杆501带动第一滑块502运动，第一滑块502通过第二连杆504带动上层盘3沿着内层杆107滑动，当第一转动杆503和第一侧杆104上表面的圆形通孔同轴心时，将一个销钉609插入第一转动杆503和第一侧杆104上表面的圆形通孔内，此时上层盘3下表面与机匣内层筒202上表面重合。

（二）电缸106启动推动第二滑块603沿着第二侧杆105的矩形通孔滑动，第二滑块603通过拆卸杆607带动升降柱608向下运动，当升降柱608上部的端盖与机匣内层筒202上表面接触时，电缸106停止工作。

（三）当上层盘3沿着内层杆107滑动时，通过第四连杆612和第二转动座613带动第二转动杆601转动，第二转动杆601带动封闭块602转动，当上层盘3下表面与机匣内层筒202上表面重合时，在第二转动杆601内气缸的作用下，与第二转动座613相连的两个封闭块602与上层盘3中间的圆形通孔同轴心；当第二滑块603运动时，第二滑块603带动滑动柱606运动，滑动柱606带动推动杆616运动，推动杆616带动第三转动座617运动，第三转动座617带动第二转动杆601转动，当升降柱608上部端盖与机匣内层筒202上表面接触时，在第二转动杆602内气缸的作用下，与伸缩杆618相连的两个封闭块602与上层盘3中间的圆形通孔同轴心，此时通过封闭块602、输气管403和上层盘3对机匣外层筒201上部进行密封，通过升降柱608上部端盖和封闭盖619对机匣内层筒202进行密封，之后将第二滑块603和拆卸杆607连接处的销钉609拔出，并将销钉609插入第二滑块603和第二侧杆105侧面的圆形通孔内。

（四）气泵401启动通过输气管403向机匣外层筒201内冲入气体，从而对机匣外层筒201内表面和机匣内层筒202外表面进行试压试验，当需要对机匣内层筒202内表面进行试压试验的时候将升降柱608抬起，让机匣外层筒201内的气体进入机匣内层筒202内，此时电缸106启动，通过第二滑块603带动固定环604转动，固定环604带动机匣外层筒201转动，通过内部气体对机匣内层筒202内表面进行动态环境的试压试验。