高溫高速可磨耗試驗機測控系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、高溫高速可磨耗性是評價航空發(fā)動機封嚴(yán)涂層性能優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)。采用模擬真實發(fā)動機工況的試驗機進(jìn)行涂層和葉片的高溫高速碰摩研究是最有效的手段，而國內(nèi)相關(guān)試驗設(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機對高性能封嚴(yán)涂層的研究具有重要意義。本課題在綜合調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)試驗設(shè)備的基礎(chǔ)上，論證了研制的難點問題，完成了試驗機測控系統(tǒng)的設(shè)計，提出了若干關(guān)鍵問題的解決方法。主要研究工作內(nèi)容如下:
　　(1)完成試驗機自動控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計

2、，采用Delphi開發(fā)控制軟件，實現(xiàn)了試驗過程的全自動控制，以及數(shù)據(jù)的管理和查詢功能。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)場儀表結(jié)合的潤滑與冷卻系統(tǒng)獨立控制單元，為動力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了有力保障。試樣微進(jìn)給系統(tǒng)選用細(xì)分控制算法位置控制器，以高精度光柵尺實時反饋平臺位置，實現(xiàn)閉環(huán)伺服控制。
　　(2)完成試驗機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計，采用LabVIEW開發(fā)監(jiān)測軟件。實現(xiàn)CRC數(shù)據(jù)校驗算法在LabVIE

3、W中的應(yīng)用，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。主軸振動采用頻譜分析和軸心軌跡等多種信號分析手段，為試驗機調(diào)試和穩(wěn)定運行提供了重要支撐。
　　(3)對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，標(biāo)定測試表明試樣加熱溫度場均勻性良好。設(shè)計集成一套對涂層碰摩過程進(jìn)行定量評價的高精度數(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)給零位的動態(tài)標(biāo)定方法，大大提高了試樣進(jìn)給深度的控制精度