航空发动机轴向力测量传感器设计及应用

张春月，边　杰

(中航工业航空动力机械研究所，湖南株洲　412002)

0　引言

航空涡轮发动机通用规范(GJB241—87、GJB242—87)要求，发动机压力平衡系统应提供合适的单向轴向载荷，以保证在发动机工作包线内所有功率状态下，不会因轴向力过大甚至超过止推轴承所允许的负荷而导致轴承损伤，也不会因轴向力过小甚至方向变换而引起轴承轻载打滑蹭伤，使轴承能在设计使用寿命期内满意地工作[1]。在飞行前规定试验阶段应完成转子轴向力分析和实测验证。

如何设计一种轴向力测试传感器，使其结构具有一定的通用性，能够满足不同型号发动机轴向力测试需要；并且能与轴承座结构相匹配，使传感器安装位置处的结构调整尽量小，这是发动机测试人员亟待解决的问题。

文中介绍了一种测量发动机转子轴向力的试验方法，即在发动机转子滚珠轴承外环前面或后面安装一个贴有应变片桥路并带多个轴向凸台的机电式传感器，可实时测量转子向前或向后的轴向力。

1　轴向力测量传感器设计

1．1传感器结构及设计原理

传感器一般采用轴向两边交错各带n个周向均布凸台的弹性环结构，其中凸台数n由发动机转子轴向力测量范围及传感器轴向允许的最大位移量决定。某型号所使用的一种典型传感器结构如图1所示，其凸台数n为6。

图1　一种典型的传感器结构图

传感器的内径φ内与被测处轴承外环内径[2]相当、外径φ外比轴承外环外径尺寸稍小，径向环宽为b。……