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航空发动机桨叶静力矩数字化测量装置

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完成单位:中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所

登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-***

登记年份:2025

发布时间:2025-07-22

成果主要完成人

瞿剑苏,贾志婷,林恬,李艳,宫思远,朱轶杰,刘倩頔,赵子越,赵荣庭,马晓苏

项目概况

航空发动机桨叶静力矩数字化测量装置基于力矩平衡原理,用于航空发动机叶片力矩值检测,提升航空发动机转子部件装配中的平衡效果,降低航空发动机运行震动。装置在整体设计、操作模式、数据管理上均实现了数字化、智能化升级。 静力矩是桨叶在安装后其质量分布相对于旋转轴所带来的力矩值,若某片桨叶静力矩不达标,与其他桨叶组装后差异较大,整体不平衡量会叠加,则会导致发动机运行时振动加剧,严重时会造成结构断裂等安全事故。然而在桨叶的实际生产中,涉及如铸造、机加工、复合材料铺层等复杂工艺,导致质量分布偏离设计值。因此,对桨叶进行静力矩的测量是必要的。 首先,装置通过增加零位偏移检测与补偿系统,测量时杠杆平衡的微小量可直接进行数字化显示,通过电磁恢复力矩的反作用减小了杠杆晃动,减少了支点刀与刀承的摩擦次数,延长了刀承的使用寿命。此外,装置设计有砝码自动加卸载系统,可实现量程范围内的砝码自动加载,测量后可一键卸载全部砝码,通过机电一体化设计和智能化控制算法,解决了传统人工加载的效率、精度与安全性瓶颈,同时拓展了智能化、数字化的可能性。 装置还设计有高精度支撑定位系统及多级升降系统,利用复合定位模块保障杠杆臂重复定位精度,利用密珠轴承、阶梯滑轮导轨组件保障升降高度的一致性,以保障装置测量的重复性指标。利用计算机数据库和数控技术,实现了对所有测量功能的触摸屏控制以及测量数据的实时读取、存储、测量结果查询、报告生成等功能。配套研发的校准用标准器可对装置测量精度进行实验验证,完成日常校准,做到测量数据溯源有据。 航空发动机桨叶静力矩数字化测量装置经过本次改型,通过高精度传感、自动化控制、数据智能化三大核心能力,解决了传统杠杆测量方法依赖人工经验、人工记录、人力搬运的问题,补偿了现有测量方法操作效率低、安全性风险高、重复性差、扩展性不足等局限,显著提升了测试效率、数据可靠性及工程决策的科学性,为未来航空发动机产线的数字化管理和智能化改进提供了可能性。