一種用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器的製作方法

2023-06-04 12:32:31 3

專利名稱：一種用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器的製作方法
技術領域：
本發明涉及發動機加力筒體密封片加溫、加載疲勞試驗裝置結構設計及應用技術領域，特別提供了一種用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器。
背景技術：
某發動機加力筒體密封片是應用於發動機上的關鍵和重要零件之一，其主要應用在發動機加力筒體部位。它是承受高溫、高載荷、大氣流、高振動的零件。因此，在工作一個壽命期後，部分密封片的中部邊緣產生一些裂紋。按廠家規定密封片出現裂紋後必須更換，密封片常因為裂紋而報廢。由於加力筒體密封片屬於高溫部件，從材料到結構要求都很高，生產難度大，一直外購，價格昂貴，且不能按時供貨，影響發動機的正常交付。為了提高發動機密封片的使用壽命，同時為節省資金，現行的應對處理辦法是採用特殊的焊接方法對其進行修復。為保證修復後的密封片焊縫工作的可靠性，模擬發動機工作狀態，對修復後的密封片進行疲勞試驗，以確定修復後的密封片能否經過高溫、振蕩的考核，安全的應用於發動機。在發動機加力筒體密封片加溫、加載疲勞試驗中有下列典型的試驗要求將密封片置於高溫500°C的環境內(模擬發動機工作環境)，同時要求密封片兩端承受振蕩彎曲力的作用，使密封片兩端向下彎曲5_，然後抬起，曳動記錄試驗次數在往復運動1000次、3000次和達到技術條件要求的次數後取下進行焊縫檢查焊縫有無擴展、開裂情況。人們期望獲得一種滿足實驗要求的用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器，以便填補行業空白，達到使用要求。

發明內容
本的目的是提供一種適合高溫、高疲勞強度的發動機密封片加載疲勞考核的試驗裝置，以便滿足相關要求。本發明具體提供了一種用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器，其特徵在於其構成如下溫控裝置I、支板2、傳動軸5、凸輪8、齒輪9、電機10、上蓋11、加熱裝置15、支撐軸13 ;其中溫控裝置I、電機10、上蓋11都布置在支板2上，電機10與凸輪8之間通過齒輪9連接，被實驗的密封片14布置在上蓋11下方；上蓋11遠離密封片14的一側布置有凸輪8，用於對被實驗的密封片14進行加熱的加熱裝置15布置在所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中相對於密封片14的遠離上蓋11的下部腔室中；傳動軸5布置在所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中支板2的上部，凸輪8布置在傳動軸5上；支撐軸13布置在被實驗的密封片14下方遠離上蓋11的下方與被實驗的密封片14接觸對被實驗的密封片14起支撐作用；溫控裝置I連接著加熱裝置15。
所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中還設置有下述結構加載銷軸3、軸承4、大彈簧6;凸輪8有兩個且為同步凸輪都布置在傳動軸5上，凸輪8的下方布置有加載銷軸3和大彈簧6，加載銷軸3的下端接觸被實驗的密封片14的上表面，周期旋轉的凸輪8通過加載銷軸3對被實驗的密封片14施加周期作用力並使被實驗的密封片14做周期變形；上蓋11上對應加載銷軸3處設置有允許加載銷軸3穿過的通孔，上蓋11上方的加載銷軸3中間段布置有用於加載銷軸3向上復位抬起的大彈簧6，加載銷軸3上端設置有防止大彈簧6脫出的阻擋結構；用於支撐傳動軸5的軸承4設置在傳動軸5和支板2之間。所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中，傳動軸5上還設置有用 於計算傳動軸旋轉周數的計數撥叉7 ；所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中相對於密封片14的遠離上蓋11的下部腔室中還設置有測溫電阻16，其與溫控裝置I相連接；遠離被實驗的密封片14的上蓋11上部固定設置有把手12。所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器還有下述要求試驗器內保持高溫500°C、被實驗的密封片14兩端往復振蕩彎曲最大變形量為5_。由於沒有現成的設備，沒有參考資料，無法完成試驗考核項目。方案設計、制定過程中需克服的困難試驗用電機功率的選擇、齒輪各參數的計算；試驗器要保證恆溫5000C，試驗器保溫效果要好，溫控裝置需自動進行溫度調整；加載過程中的凸輪滾壓高度要經過精確計算和調試才能保證，彈簧回彈效果要好，凸輪抬起後彈簧應使大軸銷脫離密封片。經試驗，試驗器完全符合技術要求。所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器的具體工作原理簡介如下首先將被實驗的密封片14安裝在試驗器內，由加溫爐將試驗器內腔溫度加熱到500°C後(由熱電偶測得)，電機10帶動齒輪9具體可以為齒輪組用於傳動再由齒輪9帶動傳動軸5及凸輪8轉動，當凸輪8的凸面旋轉到下方時將帶有大彈簧6的加載軸銷3壓向密封片14兩端，密封片14受彎曲力的作用，按要求兩端向下彎曲5_;當凸輪8凸面旋轉到上方時，帶有大彈簧6的加載軸銷3由大彈簧6彈回，使密封片14兩端不再受力，恢復原狀態，計數撥叉7在加載軸銷3每脫開時進行計數並累加，這樣加載、卸載反覆使密封片14在高溫及5_彎曲疲勞下工作，每1000次撿查焊縫情況並作記錄直到工作次數達到試驗要求時取下密封片14進行撿查。本發明應用於考核焊接後的密封片疲勞強度的可靠性試驗也可應用於航空發動機或其它民用機械類似零件的常溫、高溫強度試驗。由於加力筒體密封片位於高溫、大氣流環境中，對零件要求較高。該零件薄而長，每臺需要多件按一定弧度排列，無論從材質、工藝、強度要求都非常高。因此，生產加工難度都很大，一直靠進口。價格昂貴，還不能按時供貨，經常影響發動機的正常交付。採用自行研製的密封片試驗器，按技術要求完成了試驗考核工作，效果較好，為修復後的密封片的工作可靠性提供重要數據，為國家節約了大量外匯。


下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明圖I為用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器結構示意見圖。
具體實施例方式實施例I一種用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器，其構成如下溫控裝置I、支板2、傳動軸5、凸輪8、齒輪9、電機10、上蓋11、加熱裝置15、支撐軸13 ;其中溫控裝置
I、電機10、上蓋11都布置在支板2上，電機10與凸輪8之間通過齒輪9連接，被實驗的密封片14布置在上蓋11下方；上蓋11遠離密封片14的一側布置有凸輪8，用於對被實驗的密封片14進行加熱的加熱裝置15布置在所述用於發動機密封片加 溫、加載疲勞考核的試驗器中相對於密封片14的遠離上蓋11的下部腔室中；傳動軸5布置在所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中支板2的上部，凸輪8布置在傳動軸5上；支撐軸13布置在被實驗的密封片14下方遠離上蓋11的下方與被實驗的密封片14接觸對被實驗的密封片14起支撐作用；溫控裝置I連接著加熱裝置15。所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中還設置有下述結構加載銷軸3、軸承4、大彈簧6;凸輪8有兩個且為同步凸輪都布置在傳動軸5上，凸輪8的下方布置有加載銷軸3和大彈簧6，加載銷軸3的下端接觸被實驗的密封片14的上表面，周期旋轉的凸輪8通過加載銷軸3對被實驗的密封片14施加周期作用力並使被實驗的密封片14做周期變形；上蓋11上對應加載銷軸3處設置有允許加載銷軸3穿過的通孔，上蓋11上方的加載銷軸3中間段布置有用於加載銷軸3向上復位抬起的大彈簧6，加載銷軸3上端設置有防止大彈簧6脫出的阻擋結構；用於支撐傳動軸5的軸承4設置在傳動軸5和支板2之間。所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中，傳動軸5上還設置有用於計算傳動軸旋轉周數的計數撥叉7 ；所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中相對於密封片14的遠離上蓋11的下部腔室中還設置有測溫電阻16，其與溫控裝置I相連接；遠離被實驗的密封片14的上蓋11上部固定設置有把手12。所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器還有下述要求試驗器內保持高溫500°C、被實驗的密封片14兩端往復振蕩彎曲最大變形量為5_。由於沒有現成的設備，沒有參考資料，無法完成試驗考核項目。方案設計、制定過程中需克服的困難試驗用電機功率的選擇、齒輪各參數的計算；試驗器要保證恆溫5000C，試驗器保溫效果要好，溫控裝置需自動進行溫度調整；加載過程中的凸輪滾壓高度要經過精確計算和調試才能保證，彈簧回彈效果要好，凸輪抬起後彈簧應使大軸銷脫離密封片。經試驗，試驗器完全符合技術要求。所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器的具體工作原理簡介如下首先將被實驗的密封片14安裝在試驗器內，由加溫爐將試驗器內腔溫度加熱到500°C後(由熱電偶測得)，電機10帶動齒輪9具體可以為齒輪組用於傳動再由齒輪9帶動傳動軸5及凸輪8轉動，當凸輪8的凸面旋轉到下方時將帶有大彈簧6的加載軸銷3壓向密封片14兩端，密封片14受彎曲力的作用，按要求兩端向下彎曲5_;當凸輪8凸面旋轉到上方時，帶有大彈簧6的加載軸銷3由大彈簧6彈回，使密封片14兩端不再受力，恢復原狀態，計數撥叉7在加載軸銷3每脫開時進行計數並累加，這樣加載、卸載反覆使密封片14在高溫及5_彎曲疲勞下工作，每1000次撿查焊縫情況並作記錄直到工作次數達到試驗要求時取下密封片14進行撿查。本實施例應用於考核焊接後的密封片疲勞強度的可靠性試驗也可應用於航空發動機或其它民用機械類似零件的常溫、高溫強度試驗。由於加力筒體密封片位於高溫、大氣流環境中，對零件要求較高。該零件薄而長，每臺需要多件按一定弧度排列，無論從材質、工藝、強度要求都非常高。因此，生產加工難度都很大，一直靠進口。價格昂貴，還不能按時供貨，經常影響發動機的正常交付。採用自行研製的密封片試驗器，按技術要求完成了試驗考核工作，效果較好，為修復後的密封 片的工作可靠性提供重要數據，為國家節約了大量外匯。
權利要求
1.一種用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器，其特徵在於其構成如下溫控裝置(I)、支板(2)、傳動軸(5)、凸輪(8)、齒輪(9)、電機(10)、上蓋(11)、加熱裝置(15)、支撐軸(13);其中溫控裝置(I)、電機(10)、上蓋(11)都布置在支板(2)上，電機(10)與凸輪(8)之間通過齒輪(9)連接， 被實驗的密封片(14)布置在上蓋(11)下方；上蓋(11)遠離密封片(14)的一側布置有凸輪(8)，用於對被實驗的密封片(14)進行加熱的加熱裝置(15)布置在所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中相對於密封片(14)的遠離上蓋(11)的下部腔室中； 傳動軸(5)布置在所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中支板(2)的上部，凸輪(8)布置在傳動軸(5)上； 支撐軸(13)布置在被實驗的密封片(14)下方遠離上蓋(11)的下方與被實驗的密封片(14)接觸對被實驗的密封片(14)起支撐作用； 溫控裝置(I)連接著加熱裝置(15 )。
2.按照權利要求I所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器，其特徵在於所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中還設置有下述結構加載銷軸(3)、軸承(4)、大彈簧(6); 凸輪(8)有兩個且為同步凸輪都布置在傳動軸(5)上，凸輪(8)的下方布置有加載銷軸(3)和大彈簧(6)，加載銷軸(3)的下端接觸被實驗的密封片(14)的上表面，周期旋轉的凸輪(8 )通過加載銷軸(3 )對被實驗的密封片(14)施加周期作用力並使被實驗的密封片(14)做周期變形；上蓋(11)上對應加載銷軸(3)處設置有允許加載銷軸(3)穿過的通孔，上蓋(11)上方的加載銷軸(3)中間段布置有用於加載銷軸(3)向上復位抬起的大彈簧(6),加載銷軸(3)上端設置有防止大彈簧(6)脫出的阻擋結構； 用於支撐傳動軸(5 )的軸承(4 )設置在傳動軸(5 )和支板(2 )之間。
3.按照權利要求2所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器，其特徵在於所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中，傳動軸(5)上還設置有用於計算傳動軸旋轉周數的計數撥叉(7)； 所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中相對於密封片(14)的遠離上蓋(11)的下部腔室中還設置有測溫電阻(16)，其與溫控裝置(I)相連接； 遠離被實驗的密封片(14)的上蓋(11)上部固定設置有把手(12)。
4.按照權利要求3所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器，其特徵在於所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器還有下述要求試驗器內保持高溫5000C、被實驗的密封片(14)兩端往復振蕩彎曲最大變形量為5mm。
全文摘要
一種用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器，其構成如下溫控裝置(1)、支板(2)、傳動軸(5)、凸輪(8)、齒輪(9)、電機(10)、上蓋(11)、加熱裝置(15)、支撐軸(13)；其中溫控裝置(1)、電機(10)、上蓋(11)都布置在支板(2)上，電機(10)與凸輪(8)之間通過齒輪(9)連接，傳動軸(5)布置在所述用於發動機密封片加溫、加載疲勞考核的試驗器中支板(2)的上部，凸輪(8)布置在傳動軸(5)上；支撐軸(13)布置在密封片(14)下方遠離上蓋(11)的下方與密封片(14)接觸。本發明應用於考核焊接後的密封片疲勞強度的可靠性試驗，其填補了行業空白，具有巨大的經濟和社會價值。
文檔編號G01N3/32GK102749254SQ201210234059
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月9日 優先權日2012年7月9日
發明者萬利, 劉濤, 唐秀珍, 王健熙, 範秀傑 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司