某型单转子涡轮喷气式发动机后机匣车架设计

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　　摘 要：航空发动机教学研究过程中需要专门搭建各种型号航空发动机试验台，其结构复杂，步骤繁琐。而原有航空发动机移动托架结构简单、功能单一，不能满足在教学、科研、技术培训过程中的使用需求。本文基于涡喷-6型涡轮喷气式发动机，设计了一台单转子涡轮喷气式发动机后机匣车架。该车架具有成本低，结构简单，实用等优点，在涡轮喷气式发动机后机匣的教学科研方面具有良好的应用前景。
　　关键词：航空发动机;后机匣;车架;教学
　　中图分类号：V263.4 文献标识码：A
　　
　　1 设计理念及思路
　　本文设计了一种单转子涡轮喷气式发动机后机匣车架，该车架是一种主要用于教学及科研的实用型简易高效的辅助机械。功能多样完善，结构简单又不失创意，综合性能优良是该车架的设计理念。整体设计思路是从基础的框架设计开始，然后根據功能进行细节设计。车架各项设计数据的选择要根据使用需求，力争设计人性化，例如车架的高度。通过大数据分析确定具体数据，车架的细节设计根据车架的作用逐步完善，然后初步绘制设计图纸。
　　2 设计方案
　　本方案设计以航空发动机各部件的前后顺序为基准，如图1所示为车架实物图前部，图2为车架实物图后部。发动机后机匣沿转子中轴方向水平放置。
　　
　　车架整体框架结构使用50mm×50mm×5mm矩形管材焊接成型。框架底部装有4个3寸的特制低重心超重型水平可调节万向脚轮，确保车架在使用过程中方便、快捷、高效。使用7mm厚度Q345碳素结构钢板（剪切成边长为10cm的等边直角钢板）对车架脚轮上部焊接密集部位进行加固。
　　车架垂直高度为78cm（包含脚轮），主体宽度60cm，左右各自向外延伸10cm底部加装7mm厚10cm×10cm的矩形钢板使脚轮受力均匀，增加车架在正常使用过程当中的稳定性。后机匣部件拆装便捷，方便观察后机匣内部结构，极大的减小了车架的使用局限性。车架结构简图如图3所示。
　　发动机后机匣在车架上的固定连接方式，在本方案当中进行了优化设计。利用后机匣与前后部件连接孔洞、螺母螺栓固定连接，选用一块倒梯形板材，对7mm厚度梯形钢板的上底进行半圆弧形切割（后机匣前后直径不同，按照实际尺寸，前截面直径62.5cm，后截面直径66.5cm进行切割），沿弧边定位打孔连接后机匣。如图4所示。
　　
　　3 创新特色
　　本方案利用后机匣自身结构特性对其在车架上进行固定，使其后机匣在一定程度上也作为车架的一部分，固定装置充分利用后机匣自身结构特点。车架底部设计也进行了优化，增加了车架整体的稳定性，对车架焊接密集部位也进行了结构强化设计。通过大量实验论证，数据分析，本方案设计整体性能优良。
　　参考文献：
　　[1]王云.航空发动机原理[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.
　　[2]袁书生.航空燃气涡轮发动机在翼试车实训教学平台的研制[D].华南理工大学，2015.
　　[3]邹德震.航空发动机试车台架改造方案研究[D].大连理工大学，2016.
　　作者简介：韩伟（1992-），男，硕士，助教，研究方向为航空发动机状态监测与故障诊断。
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