高速旋转试验台国内外研究现状及发展趋势

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在当今这个世界，如今的高速旋转试验台大多是为了主动式高速旋转发动机而设计的，真正用于火箭发动机的被动式高速旋转的实验研究的高速旋转试验台真的是少之又少。同时，在火箭发动机的研究工作中，有一种技术我们必须加以重视，即火箭增程技术。顾名思义，就是可以增加火箭射程的一门技术，这种技术会涉及到火箭的高速被动式旋转运动，这种运动对于火箭的性能具有不可忽视的影响与作用，因此我们必须给予重视，同时它还具有旋转不稳定，大的振动，低精度等其它缺点。这就要求我们必须针对这些问题，研究出一个可以同时测量火箭发动机推力和压力的高速旋转试验台。当然在结构上，试验台的形状可以分为立式和卧式的两种，以下我们就简要的分析这两种试验台的特点： (1)立式试验台具有空间占地面积小，更加方便的特点。对于大型发动机而言 ,在发动机的正常工作过程中, 伴随着燃烧室内燃料的燃烧，发动机的重力必将不断地减少，这将对火箭发动机压力的测量产生巨大的影响，因为重力的方向与推力方向一致。因此我们研究的立式旋转试验台主要适用于中小型发动机，因为重力远小于推力所以影响可以忽略不计。70136

(2)高速旋转试验台高速轴的制造、安装精度直接影响其旋转精度, 试验台实际旋转中心的偏移又将影响推力的测试精度[ 4 ,5] 。图 2 为卧式主轴装配示意图，图 3 则是立式主轴装配示意图.正如图中所示 , Xmin 为最小间隙量，Td 为主轴的制造公差而 TD 为轴承内圈的制造公差。高速轴安装的定位基准为轴承内孔轴线。由于轴径、轴承内圈加工误差及安装方式的选择不同 ,单从安装时定位误差对旋转精度影响的角度出发 ,对立式和卧式结构产生的安装定位误

差可以建立如下关系。

卧式结构安装定位误差:D1 =ΔY +ΔB =(TD +Td)/2

立式结构安装定位误差:

D2 =ΔY +ΔB =δD +δd +X min =Dmax -dmin =TD -Td

则

D1 - D2 =-TD/2 +3Td/2

式中 :ΔY 为加工过程中所产生的不可避免的位移误差，ΔB 则为设计基准与安装基准不重合所产生的不可避免的误差。根据互换性测量技术书所知 , D1 是大于 D 2 的, 因此，就仅仅对于定位误差这方面来讲，立式试验台的误差是要小于卧式试验台的误差的。同时相对于传动动力的方式而言，如果我们选择电轴动这种方式，会有各种的有利条件，比如运行稳定，很轻的重量，紧凑的结构以及较好的主轴动态平衡，同时还能减少振动和降低噪声。因此，如果我们采用这种传动方式，我们可以避免遇到很多问题，这就可以大大的节省我们的研究时间，可惜现在我们国内这方面的研究技术还是不够成熟，还有待于我们科技上的进一步发展才行。论文网

因此为了尽可能的满足实验的要求，同时也尽量的节省时间以及避免一些缺点的方面考虑，我们可以选择带传动来代替，带传动的显著优点是:设计简单，很小的噪音，稳定的传动，并且十分适用于两个轴之间的连接运动。同时，带传动还可以将试验台与发动机安全的隔离开来，这就尽可能地避免了其他的一些不利的因素。带传动所具有的唯一缺点就是传动之间存在着相对的滑动，不利于系统的动态稳定。但是我们的高速旋转试验台的实验过程时间很短，这种影响相对而言是可以忽略不记的。因此，我们通过以上对比分析 , 选择带传动作为电动机的传动方式是正确的。