高溫高速可磨耗試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、高溫高速可磨耗性是評(píng)價(jià)航空發(fā)動(dòng)機(jī)封嚴(yán)涂層性能優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)。采用模擬真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行涂層和葉片的高溫高速碰摩研究是最有效的手段，而國(guó)內(nèi)相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備少且參數(shù)低。因此，研制大功率的高溫高速可磨耗試驗(yàn)機(jī)對(duì)高性能封嚴(yán)涂層的研究具有重要意義。本課題在綜合調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，論證了研制的難點(diǎn)問(wèn)題，完成了試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提出了若干關(guān)鍵問(wèn)題的解決方法。主要研究工作內(nèi)容如下:
　　(1)完成試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

2、，采用Delphi開(kāi)發(fā)控制軟件，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)過(guò)程的全自動(dòng)控制，以及數(shù)據(jù)的管理和查詢(xún)功能。雙閉環(huán)PID分段控制算法，主軸轉(zhuǎn)速控制精度達(dá)1.3‰。PLC與現(xiàn)場(chǎng)儀表結(jié)合的潤(rùn)滑與冷卻系統(tǒng)獨(dú)立控制單元，為動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。試樣微進(jìn)給系統(tǒng)選用細(xì)分控制算法位置控制器，以高精度光柵尺實(shí)時(shí)反饋平臺(tái)位置，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)伺服控制。
　　(2)完成試驗(yàn)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)，采用LabVIEW開(kāi)發(fā)監(jiān)測(cè)軟件。實(shí)現(xiàn)CRC數(shù)據(jù)校驗(yàn)算法在LabVIE

3、W中的應(yīng)用，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。主軸振動(dòng)采用頻譜分析和軸心軌跡等多種信號(hào)分析手段，為試驗(yàn)機(jī)調(diào)試和穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要支撐。
　　(3)對(duì)多種加熱方式的可行性進(jìn)行論證，完成涂層超音速火焰加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，標(biāo)定測(cè)試表明試樣加熱溫度場(chǎng)均勻性良好。設(shè)計(jì)集成一套對(duì)涂層碰摩過(guò)程進(jìn)行定量評(píng)價(jià)的高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包含三向碰摩力、涂層表面溫度及碰摩加速度等關(guān)鍵參數(shù)。提出基于碰摩力閾值觸發(fā)的試樣進(jìn)給零位的動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法，大大提高了試樣進(jìn)給深度的控制精度