航空發動機輪盤葉片試驗夾具的製作方法

2023-10-17 07:31:59

專利名稱：航空發動機輪盤葉片試驗夾具的製作方法
技術領域：
航空發動機輪盤葉片是發動機非常重要的零部件之一，也是航空發動機故障多發零部件之一，一旦該部件發生故障，輕則對發動機以及飛機機體造成損傷，重則機毀人亡，因此葉片的安全性及可靠性尤為受到有關部門的重視。在飛機飛行過程中，高溫低周疲勞損傷是渦輪葉片破壞的主要因素，因此經常要對該類型的葉片進行高溫低周疲勞實驗來確定其安全使用壽命。
背景技術：
在做模擬疲勞實驗中面臨的一個關鍵的問題是，如何在不損傷葉片的情況之下，把模擬的離心力加載到葉片上。該夾具就是為完成有關發動機渦輪葉片的延、定壽實驗研究而專門設計的，解決了葉片高溫低周疲勞試驗的循環加載問題。

發明內容
本發明的技術方案是在夾具中，用銷釘將夾頭、十字連接器、夾具、渦輪輪盤切割件連接起來。裝夾在夾具中的葉片與葉片型面襯片靠四個螺栓的拉緊力壓緊，實驗時葉片型面襯片與夾具之間的接觸斜面的法向力將葉片進一步壓緊，最終靠襯片與葉片的摩擦力與榫齒的作用完成對葉片的徑向加載。由於葉片榫齒處採用了渦輪盤的切割件，葉片完全按實際工作情況被固定，確保其工作環境再現，提高了實驗的可信度。另外，在夾具上為防止非實驗件過熱，造成非實驗件的高溫疲勞損壞，採用了水冷卻方法，較為經濟。
該夾具是通過摩擦原理來完成葉片試件的傳力和拉伸疲勞試驗，原理圖如附圖所示。


該附圖是航空發動機輪盤葉片試驗夾具夾住輪盤葉片試件(6)的裝配圖。附圖1是整個夾具的正視圖剖面圖，附圖2是左視圖剖面圖具體實施方式
在原理圖中，輪盤葉片試件(6)通過輪盤葉片型面襯片(7)和輪盤切割件(5)對其進行固定，其中輪盤葉片型面襯片是和葉片試件的兩個型面緊密吻合的，四個壓緊的螺柱通過夾具(10)將型面襯片與葉片夾緊，而葉片的榫齒被固定在輪盤切割件的榫槽中。加載時，通過夾頭，銷釘，再通過襯片對葉片的摩擦力和輪盤切割件對葉片的拉力將載荷傳給葉片試件，從而實現對葉片在真實工作環境中受離心力作用的模擬。
上下夾頭(14和1)是固定於拉伸試驗機的部分，通過銷釘(13和3)與上下十字連接器(12和2)連接，通過銷釘(11)和大銷釘(4)將載荷傳給葉片試件。
其中，大銷釘(4)為空心件，在使用時，水通過冷卻水接頭(9)，經由大銷釘流出，以便冷卻輪盤切割件和夾具。
本發明的有益效果是，各部件設計非常簡單實用，利用摩擦很好地解決了在不損傷葉片本身的情況下完全模擬葉片在實際工作時受到的離心載荷，另外在實驗中，由於冷卻系統的存在，使葉片以外的非加溫件不至於溫度過高而損壞，對渦輪盤切割件也形成保護。
權利要求1.一套用來進行航空發動機輪盤葉片試驗的夾具，其特徵是在試驗夾具中，主要包括用於夾緊葉片試件的夾具(10)、一對葉片型面襯片(7)、4個壓緊螺栓(8)及銷釘(11)，夾具(10)上有冷卻水接頭(9)，夾具(10)上的銷釘(11)用於傳遞試驗載荷的。
2.根據權利要求1所述的航空發動機輪盤葉片試驗的夾具，其特徵是葉片型面襯片(7)的左右兩個內側面與葉片試件(6)的葉盆、葉背型面完全吻合。
3.根據權利要求1所述的航空發動機輪盤葉片試驗的夾具，其特徵是葉片型面襯片(7)的兩個外側各有一個斜面，與之配合的夾具(10)也加工有與葉片型面襯片同寬的斜面凹槽。
專利摘要一種用來完成航空發動機輪盤葉片疲勞延壽定壽的試驗夾具。它的上下夾頭裝在疲勞試驗機上，通過夾頭，銷釘，輪盤葉片型面襯片和輪盤切割件將輪盤葉片固定在試驗機上，在疲勞試驗機循環加載工作時，經該試驗夾具將循環加載拉力傳遞給輪盤葉片的試驗段。夾具通過四個螺栓拉緊輪盤葉片型面襯片和輪盤葉片試件，輪盤葉片型面襯片的兩個內側面與輪盤葉片葉盆、葉背型面完全吻合，利用摩擦力向輪盤葉片的試驗段傳遞拉伸載荷。
文檔編號G01N3/18GK2914065SQ20052011846
公開日2007年6月20日 申請日期2005年9月9日 優先權日2005年9月9日
發明者侯貴倉 申請人:侯貴倉