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【十年磨一劍】漢唐光電團隊攻克高速轉子測試關鍵技術时间:2025-09-25 作者:九江漢唐光電 閱讀: 443 九江漢唐光電傳輸技術有限公司經過近十年的探索和研究,掌握了航空發動機高速旋轉信號向靜子傳輸的全部關鍵技術,這一技術突破為航空發動機轉子測試注入強大動力,且向市場推出 0~90000rpm / 250 多通道的標準化高速滑環引電器測量系統和無線激光通信遙測系統,其產品和技術獲得行業廣泛認可。 一、國內轉子測試面臨的技術難題 航空工業自 20 世紀 50 年代發展至今,航空發動機在高速旋轉狀態下的監測與故障診斷技術,已歷經從簡單到復雜、從低速到高速、從離線診斷到實時監視、從單一功能到綜合化與智能化的演進歷程。從最初的目視檢查,到如今功能強大的故障預測與健康管理系統,這一技術對提升航空發動機的安全性、可靠性和經濟性發揮著日益重要的作用。而高速轉子測試技術,更被譽為工業領域測試中的 “珠峰”。
在高速轉子測試環節中,高速轉子信號傳輸技術是轉子試驗的關鍵技術之一,直接關系到被測數據的真實性與準確性。由于航空發動機工況多變、過渡態頻發,任務剖面極為復雜,其結構特點也給故障診斷帶來諸多難點:氣動、熱力、機械、噪聲的綜合負荷巨大,運行過程中多物理場耦合問題突出;整機耦合振動的影響因素繁雜,振動傳遞特性復雜;且受總重量的嚴苛限制,傳感器的測點位置和數目在重量與安裝空間方面都面臨嚴格約束。加之該技術難度大、市場需求量小,國內鮮有企業愿意投入大量人力、物力進行深入研究,導致國內該技術長期停留在國外五六十年代的水平,面臨著巨大挑戰。
二、漢唐光電團隊攻克轉子測試關鍵技術 十年前,在黨和國家號召集中力量解決 “卡脖子” 技術、鼓勵科技人員將個人事業與國家需求相結合的大背景下,漢唐光電團隊憑借 20 多年的滑環技術研發基礎,自 2013 年起自籌資金,投入3000萬余元作為基礎技術研發資金,完善基礎技術研究保障條件,投身于高速滑環引電器技術及遙測技術的研究,目標解決我國高速轉子旋轉信號傳輸的技術難題。十余年來,通過自建電化學精細增材實驗室、90000rpm 高速滑環引電器旋轉實驗室、摩擦副配比實驗室,深入開展了小尺寸高速運動的電接觸摩擦表面幾何特性規律、高速聯軸技術及電接觸摩擦發熱等技術研究。
通過系統性的基礎研究,團隊摸索出最佳接觸表面粗糙度的幾何量化精度,掌握了不同轉速下摩擦產生的高頻噪聲的規律及抑制方法;分析了高速旋轉下振動傳導和毫米級軸向竄動對滑環傳輸性能的影響,掌握了高速運動下隔離振動和釋放軸向竄動的解決方法;明確了高轉速對滑環引電器工作觸點部位溫升的影響要素,并通過大量實驗,掌握了高速滑環引電器溫度平衡的快速熱交換技術和方法;通過對導電滑環細長軸體精密集成和精密加工工藝的研究,歷經超過 2000 次金屬和非金屬多層混合成型技術工藝驗證,最終掌握了油冷循環超高速滑環的核心技術和制備方法,形成了自主可控的發明專利技術。 01、高速轉子測試關鍵技術——高速滑環引電器測量系統 漢唐光電研究團隊通過持續研發與試驗,突破了高速滑環制造技術和試驗瓶頸,總結出相應的試驗方法,并制定了《高速滑環引電器動態測試》企業標準。2023年,團隊已完成 90000rpm/250 多通道高速滑環引電器內部性能試驗。
目前,其高速滑環引電器產品已多次為國家重點項目配套,如:長征系列火箭發動機關鍵部件測試、CJ1000 和 CJ2000 航空發動機測試、國產航空發動機鳥撞測試、浙大超重力實驗裝置、中科院工程熱物理所燃機實驗裝置、中國空間站問天實驗艙等國家重點項目。 02、高速轉子測試關鍵技術——高速無線激光通信遙測系統 漢唐光電研發團隊結合高端裝備研制過程中對高速轉子進行長時間動態監測的需求,在總結多種不同類型測量經驗的基礎上,自主設計研發了 “基于激光通信技術的高速轉子無線激光通信遙測系統”。該產品的結構設計分為 “減震軸體式” 軸端安裝和 “中空抱軸式” 套軸安裝兩種結構,其工作原理是:將從被測轉子采集到的傳感器信號處理后,以光為載體、空氣為介質發送給定子的光接收器,再將光信號調制與解調成電信號后通過連接器輸出,從而實現高速轉子非接觸信號傳輸。
該系統利用光為信號傳輸載體,不受外界電磁干擾,不會與設備內的電磁干擾發生耦合,避免了射頻信號因導體感應或輻射耦合導致的信號失真問題。同時,其具備無線供電、無壽命限制等特點,可滿足高速旋轉信號實時不間斷的測量需求,為高端裝備的長期健康監測儲備了完整的技術方案。 三、高速轉子動應力、動態溫度測試技術服務 目前,漢唐光電已實現高速滑環引電器與無線激光通信遙測系統所有部件的國產化、標準化和系列化,且均可根據客戶實際現場需求進行針對性定制。這些技術與產品覆蓋了國內所有極惡劣環境下的高速旋轉測試需求,在航空發動機、燃氣輪機、新能源汽車、高速旋轉機械和高速電機等高端裝備中得到廣泛應用,徹底打破了國外在高速旋轉測試領域轉子信號傳輸技術的壟斷。
九江漢唐光電實驗室憑借自身的核心技術產品,為用戶開發不同的應用場景,解決客戶的測試難題,在高速轉子溫度和力學測試方面取得了多項成果。其轉子測試技術及工藝水平在國內處于領先地位,在國內高速測試領域擁有豐富的使用案例。能為用戶提供高端設備轉子健康監測從測試方案設計、傳感器敷設、信號傳輸、數據采集到分析的一站式服務,得到了用戶的高度認可。
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