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专业志 >> 上海航空工业志 >> 第七章航空测控设备 >>


第二节 发动机及部件测试设备

       

一、YGY-2叶型光学跟踪检验仪

对航空涡轮发动机叶片的型面检验,过去一直采用样板测具和摇摆测具,感观因素大,精度不高。为改变落后的检测方法,提高叶片型面的质量,1973年,航空工艺研究所将参考有关资料后设计的叶型光学跟踪检验仪蓝图带到上海,交航空机械厂试制。工厂按图试制4台,试用证明,仪器同传统测具相比,具有一定的优越性。但由于光学放大系统过于简陋,仪器放大倍率不准确,还因测量支架设计错误而使读数不稳定。1975年航空工艺研究所在原型YGY-1的基础上设计了YGY-2型光学跟踪仪,由573厂试制。该仪器采用标准叶型分划板作为测量标准,测量精度高,对于精度高、叶型曲率大的叶片尤为适用。

第一批试制12台,其中4台在航空机械厂作现场考核使用。经过半年使用,证明仪器读数稳定,精度可靠,完全适用于涡轮叶片生产中抛光和终检工序的型面检测。1977年,三机部技术局和航空研究院科技部在573厂召开YGY-2叶型光学跟踪检验仪鉴定会,该产品通过鉴定。1979~1980年,573厂又生产40台。1979年获三机部科技成果二等奖。

航空机械厂在现场使用过程中,对仪器的不足之处进一步作了改进,1980年获国务院国防工办重大技术改进成果协作二等奖。

二、转速自动跟踪振动分析仪

1978年573厂首次研制的ZF-1型转速自动跟踪振动分析仪,是在航空工艺研究所振动频率分析仪的基础上设计研制的。

鉴于航空发动机是一种多振源的旋转机械系统,各种转动件的基频振动和谐波振动是造成整机振动的主要原因。而国内发动机测振采用的仪器大多只能测量振动总量而不能测分量。因此,该厂科技人员在研制中,采用相关技术并实现实时跟踪窄带滤波,以提高信噪比,使该仪器既可测量振动总量,又能测量高、低压转子及各种旋转部件的振动分量。它配上速度传感器,可用于航空发动机的振动监测,检查发动机制造质量,预防发动机由于振动而造成的各种事故。1979年ZF-1型分析仪投产后,在黎阳机械厂、沈阳发动机厂、成都发动机厂等单位正式使用,成为分析与排除振动故障的有力工具。1979年通过部级鉴定,同年获三机部科技成果二等奖。

三、薄壁型腔接触式超声波测厚仪

航空机械厂在研制涡扇8发动机叶片过程中,为了解决测量二级外函空心叶片薄壁异型腔厚度的困难,于1973年开始设计研制超声波测厚仪。在学习国内外先进经验的基础上,采用与脉冲式雷达测距原理相同的设计方案。同年6~10月经过多次反复试验,研制成超声波测厚仪样机,基本解决生产上的困难。但盲区为0.8毫米,灵敏度不高。为了提高灵敏度,并满足部属有关厂的急需,1976年9月起又改进试制5台,于1977年3月完成。改进后的测厚仪消除了回波衰减振荡,解决了一次回波负凹坑的问题,盲区达到0.3毫米先进水平,测量范围0.20~2.50毫米(钢),当厚度不大于1.5毫米时,精度为±0.03毫米。消除了一般接触式超声波测厚仪中发射脉冲对测量盲区的影响,能方便地测量凹形型腔。在满足波的指向性良好的条件下,设计制作小尺寸的探头,增加了相对接触率,强化了检测各种曲率异型腔壁厚的功能。超声波测厚仪于1978年获全国科学大会奖。1978年10月起又作了改进,盲区达到0.18毫米。

四、梁式电磁振动疲劳试验机

在研制涡扇8发动机叶片过程中,经常要对叶片材料进行疲劳试验,但通常的电动式疲劳试验机不能用于连续性疲劳试验。1975年,新艺机械厂、成都发动机厂和南方动力机械公司联合向三机部提出要求研制新型疲劳试验机的报告。按照部科技局的意见,1976年在国内广泛进行了调研。

1977年4月,三机部在苏州召开“7743”会议,决定组织部内厂、所联合研制新型疲劳试验机。研制小组由新艺机械厂任组长,上海航空机械厂、成都发动机厂任副组长,航空材料所、南方公司、沈阳发动机厂等参加攻关。研制工作定点在航空机械厂进行。在调查研究的基础上,确定主机为梁式电磁激振型式,1977年7月开始设计。经过4年时间的研制,用于发动机叶片疲劳试验的梁式电磁振动疲劳试验机于1981年8月试制成功。该机功率放大部分采用可控硅逆变装置,振幅可自动调节,最大输出功率为10千瓦,频率范围为60~800赫兹,最大激振力为500公斤。同年10月,三机部科技局在上海主持召开鉴定会。代表们一致认为:该试验机的主要技术性能指标均达原设计要求,与国内同类产品比较,达到先进水平。该项目1982年获三机部科技成果三等奖,1984年12月获国家发明四等奖。

五、实时信号处理机

1977年,在三机部航空测试会议上,决定由573厂与西北工业大学共同研制626FFT实时信号处理机。这是一种高档快速富里哀变换运算系统,主要用于飞机、发动机、航空武器系统、气动流场、燃烧系统的噪音分析与控制,以及随机振动环境的模拟。

在研制过程中,由于元器件进口困难,只得采用复旦大学的分立元件结构,致使整机系统规模庞大、笨重,造价昂贵。又因采用小规模集成电路、双面印制板结构,整个计算机系统不得不分布在十几张印制板上。上千个元器件的焊接和上万根接线头使整机的可靠性大为降低。为保证可靠性,从元器件的筛选到装配焊接都严格控制。由于复杂的线路结构,整个调试过程几乎用了1年时间。

经过3年多的努力攻关,于1981年6月完成研制任务并通过技术鉴定。626FFT实时信号处理机的各项技术指标均达到设计要求。该机运算速度快、功能多、操作简便,与622小型计算机联机使用,可达9种功能。

六、YD-3型剪切式压电传感器

573厂曾为三机部所属研究所生产过位移、速度、加速度、压力、压差、温度、垂直振动、水平振动、扰动和感应速度等10多种传感器。随着测试技术的发展,国外在70年代发展了一种剪切式压电传感器,具有横向灵敏度小、温度瞬变灵敏度低、基座应变灵敏度小、声灵敏度低等优点,在恶劣环境条件下也能得到较高的测试精度,是一种很有发展前途的加速度计。

为适应国内航空测试技术发展的需要,1980年573厂会同上海计量技术研究所联合研制剪切式压电传感器。为提高产品质量,科技人员在材料的选择和加工工艺上作了探索:对底座结构、质量块、预紧环及压电元件用不同材料反复试验比较,选用强度高、耐腐蚀的不锈钢作底座和质量块材料,用铍青铜和不锈钢作预紧环材料,压电元件的封装工艺也作了改进。为使壳体和基座加工简单和气密性好,工艺上摒弃一般的螺纹连接法而采用紧配合方法,并在外表涂上一层环氧树脂。

经过1年努力,剪切式压电传感器研制成功。其性能指标接近国外同类产品,属国内先进水平。该产品由于横向灵敏度小,其测试值更能精确反映实际振动情况。对温度变化、基座应变、噪声磁场较大的环境条件尤为适用。与电机测振仪配套使用,可对电动机振动参数进行测量;与二次仪表配套使用,可测量振动加速度、速度、位移等物理量。该传感器1981年获三机部科技成果三等奖。

七、DZ-1微机自动测试系统

航空发动机控制电器起动箱的试验,过去一直是一个型号要一种专用试验台,测试时采用电秒表,测几个时间就用几块电秒表,每测完一次还得人工复到零位,整个试验费力、费时,工作效率低,精度也不高。为使测试手段更新换代,提高航空电器产品的质量。1982年上海航空电器厂与三机部航空综合技术研究所联合研制微机自动测试系统。经过科技人员5个月调研,制订出研制方案。测试系统由起动箱、定时机构、通用负载箱、步进电机调压装置、微机控制台组成。选用MC-Z80单板机,使用Z80I/O用指令。经过2年研制,DZ-1微机自动测试系统于1984年2月完成。功能达到自动显示、记录、存贮、复制测试数据和自动检查工作程序,实现了起动箱测试的自动化和智能化。1985年获航空部科技进步三等奖。



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