CN102749254A - 一种用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器 - Google Patents

Abstract

一种用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器，其构成如下：温控装置（1）、支板（2）、传动轴（5）、凸轮（8）、齿轮（9）、电机（10）、上盖（11）、加热装置（15）、支撑轴（13）；其中：温控装置（1）、电机（10）、上盖（11）都布置在支板（2）上，电机（10）与凸轮（8）之间通过齿轮（9）连接，传动轴（5）布置在所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中支板（2）的上部，凸轮（8）布置在传动轴（5）上；支撑轴（13）布置在密封片（14）下方远离上盖（11）的下方与密封片（14）接触。本发明应用于考核焊接后的密封片疲劳强度的可靠性试验，其填补了行业空白，具有巨大的经济和社会价值。

Description

一种用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器

技术领域

本发明涉及发动机加力筒体密封片加温、加载疲劳试验装置结构设计及应用技术领域，特别提供了一种用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器。

背景技术

某发动机加力筒体密封片是应用于发动机上的关键和重要零件之一，其主要应用在发动机加力筒体部位。它是承受高温、高载荷、大气流、高振动的零件。因此,在工作一个寿命期后,部分密封片的中部边缘产生一些裂纹。按厂家规定密封片出现裂纹后必须更换,密封片常因为裂纹而报废。由于加力筒体密封片属于高温部件，从材料到结构要求都很高，生产难度大，一直外购，价格昂贵，且不能按时供货，影响发动机的正常交付。为了提高发动机密封片的使用寿命,同时为节省资金，现行的应对处理办法是采用特殊的焊接方法对其进行修复。为保证修复后的密封片焊缝工作的可靠性,模拟发动机工作状态,对修复后的密封片进行疲劳试验,以确定修复后的密封片能否经过高温、振荡的考核,安全的应用于发动机。

在发动机加力筒体密封片加温、加载疲劳试验中有下列典型的试验要求：将密封片置于高温500℃的环境内（模拟发动机工作环境),同时要求密封片两端承受振荡弯曲力的作用,使密封片两端向下弯曲5mm,然后抬起,曳动记录试验次数:在往复运动1000次、3000次和达到技术条件要求的次数后取下进行焊缝检查焊缝有无扩展、开裂情况。

人们期望获得一种满足实验要求的用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器，以便填补行业空白，达到使用要求。

发明内容

本的目的是提供一种适合高温、高疲劳强度的发动机密封片加载疲劳考核的试验装置，以便满足相关要求。

本发明具体提供了一种用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器，其特征在于：其构成如下：温控装置1、支板2、传动轴5、凸轮8、齿轮9、电机10、上盖11、加热装置15、支撑轴13；其中：温控装置1、电机10、上盖11都布置在支板2上，电机10与凸轮8之间通过齿轮9连接，

被实验的密封片14布置在上盖11下方；上盖11远离密封片14的一侧布置有凸轮8，用于对被实验的密封片14进行加热的加热装置15布置在所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中相对于密封片14的远离上盖11的下部腔室中；

传动轴5布置在所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中支板2的上部，凸轮8布置在传动轴5上；

支撑轴13布置在被实验的密封片14下方远离上盖11的下方与被实验的密封片14接触对被实验的密封片14起支撑作用；

温控装置1连接着加热装置15。

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中还设置有下述结构：加载销轴3、轴承4、大弹簧6；

凸轮8有两个且为同步凸轮都布置在传动轴5上，凸轮8的下方布置有加载销轴3和大弹簧6，加载销轴3的下端接触被实验的密封片14的上表面，周期旋转的凸轮8通过加载销轴3对被实验的密封片14施加周期作用力并使被实验的密封片14做周期变形；上盖11上对应加载销轴3处设置有允许加载销轴3穿过的通孔，上盖11上方的加载销轴3中间段布置有用于加载销轴3向上复位抬起的大弹簧6，加载销轴3上端设置有防止大弹簧6脱出的阻挡结构；

用于支撑传动轴5的轴承4设置在传动轴5和支板2之间。

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中，传动轴5上还设置有用于计算传动轴旋转周数的计数拨叉7；

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中相对于密封片14的远离上盖11的下部腔室中还设置有测温电阻16，其与温控装置1相连接；

远离被实验的密封片14的上盖11上部固定设置有把手12。

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器还有下述要求：试验器内保持高温500℃、被实验的密封片14两端往复振荡弯曲最大变形量为5mm。

由于没有现成的设备,没有参考资料,无法完成试验考核项目。方案设计、制定过程中需克服的困难:试验用电机功率的选择、齿轮各参数的计算;试验器要保证恒温500℃,试验器保温效果要好,温控装置需自动进行温度调整;加载过程中的凸轮滚压高度要经过精确计算和调试才能保证，弹簧回弹效果要好，凸轮抬起后弹簧应使大轴销脱离密封片。经试验,试验器完全符合技术要求。

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器的具体工作原理简介如下：首先将被实验的密封片14安装在试验器内,由加温炉将试验器内腔温度加热到500℃后(由热电偶测得)，电机10带动齿轮9具体可以为齿轮组用于传动再由齿轮9带动传动轴5及凸轮8转动，当凸轮8的凸面旋转到下方时将带有大弹簧6的加载轴销3压向密封片14两端，密封片14受弯曲力的作用，按要求两端向下弯曲5mm；当凸轮8凸面旋转到上方时，带有大弹簧6的加载轴销3由大弹簧6弹回，使密封片14两端不再受力，恢复原状态,计数拨叉7在加载轴销3每脱开时进行计数并累加，这样加载、卸载反复使密封片14在高温及5mm弯曲疲劳下工作，每1000次捡查焊缝情况并作记录直到工作次数达到试验要求时取下密封片14进行捡查。

本发明应用于考核焊接后的密封片疲劳强度的可靠性试验:也可应用于航空发动机或其它民用机械类似零件的常温、高温强度试验。

由于加力筒体密封片位于高温、大气流环境中,对零件要求较高。该零件薄而长,每台需要多件按一定弧度排列,无论从材质、工艺、强度要求都非常高。因此,生产加工难度都很大,一直靠进口。价格昂贵,还不能按时供货,经常影响发动机的正常交付。采用自行研制的密封片试验器,按技术要求完成了试验考核工作,效果较好,为修复后的密封片的工作可靠性提供重要数据,为国家节约了大量外汇。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器结构示意见图。

具体实施方式

实施例1

一种用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器，其构成如下：温控装置1、支板2、传动轴5、凸轮8、齿轮9、电机10、上盖11、加热装置15、支撑轴13；其中：温控装置1、电机10、上盖11都布置在支板2上，电机10与凸轮8之间通过齿轮9连接，

被实验的密封片14布置在上盖11下方；上盖11远离密封片14的一侧布置有凸轮8，用于对被实验的密封片14进行加热的加热装置15布置在所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中相对于密封片14的远离上盖11的下部腔室中；

传动轴5布置在所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中支板2的上部，凸轮8布置在传动轴5上；

支撑轴13布置在被实验的密封片14下方远离上盖11的下方与被实验的密封片14接触对被实验的密封片14起支撑作用；

温控装置1连接着加热装置15。

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中还设置有下述结构：加载销轴3、轴承4、大弹簧6；

凸轮8有两个且为同步凸轮都布置在传动轴5上，凸轮8的下方布置有加载销轴3和大弹簧6，加载销轴3的下端接触被实验的密封片14的上表面，周期旋转的凸轮8通过加载销轴3对被实验的密封片14施加周期作用力并使被实验的密封片14做周期变形；上盖11上对应加载销轴3处设置有允许加载销轴3穿过的通孔，上盖11上方的加载销轴3中间段布置有用于加载销轴3向上复位抬起的大弹簧6，加载销轴3上端设置有防止大弹簧6脱出的阻挡结构；

用于支撑传动轴5的轴承4设置在传动轴5和支板2之间。

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中，传动轴5上还设置有用于计算传动轴旋转周数的计数拨叉7；

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中相对于密封片14的远离上盖11的下部腔室中还设置有测温电阻16，其与温控装置1相连接；

远离被实验的密封片14的上盖11上部固定设置有把手12。

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器还有下述要求：试验器内保持高温500℃、被实验的密封片14两端往复振荡弯曲最大变形量为5mm。

由于没有现成的设备,没有参考资料,无法完成试验考核项目。方案设计、制定过程中需克服的困难:试验用电机功率的选择、齿轮各参数的计算;试验器要保证恒温500℃,试验器保温效果要好,温控装置需自动进行温度调整;加载过程中的凸轮滚压高度要经过精确计算和调试才能保证，弹簧回弹效果要好，凸轮抬起后弹簧应使大轴销脱离密封片。经试验,试验器完全符合技术要求。

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器的具体工作原理简介如下：首先将被实验的密封片14安装在试验器内,由加温炉将试验器内腔温度加热到500℃后(由热电偶测得)，电机10带动齿轮9具体可以为齿轮组用于传动再由齿轮9带动传动轴5及凸轮8转动，当凸轮8的凸面旋转到下方时将带有大弹簧6的加载轴销3压向密封片14两端，密封片14受弯曲力的作用，按要求两端向下弯曲5mm；当凸轮8凸面旋转到上方时，带有大弹簧6的加载轴销3由大弹簧6弹回，使密封片14两端不再受力，恢复原状态,计数拨叉7在加载轴销3每脱开时进行计数并累加，这样加载、卸载反复使密封片14在高温及5mm弯曲疲劳下工作，每1000次捡查焊缝情况并作记录直到工作次数达到试验要求时取下密封片14进行捡查。

本实施例应用于考核焊接后的密封片疲劳强度的可靠性试验:也可应用于航空发动机或其它民用机械类似零件的常温、高温强度试验。

由于加力筒体密封片位于高温、大气流环境中,对零件要求较高。该零件薄而长,每台需要多件按一定弧度排列,无论从材质、工艺、强度要求都非常高。因此,生产加工难度都很大,一直靠进口。价格昂贵,还不能按时供货,经常影响发动机的正常交付。采用自行研制的密封片试验器,按技术要求完成了试验考核工作,效果较好,为修复后的密封片的工作可靠性提供重要数据,为国家节约了大量外汇。

Claims (4)

1.一种用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器，其特征在于：其构成如下：温控装置（1）、支板（2）、传动轴（5）、凸轮（8）、齿轮（9）、电机（10）、上盖（11）、加热装置（15）、支撑轴（13）；其中：温控装置（1）、电机（10）、上盖（11）都布置在支板（2）上，电机（10）与凸轮（8）之间通过齿轮（9）连接，

被实验的密封片（14）布置在上盖（11）下方；上盖（11）远离密封片（14）的一侧布置有凸轮（8），用于对被实验的密封片（14）进行加热的加热装置（15）布置在所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中相对于密封片（14）的远离上盖（11）的下部腔室中；

传动轴（5）布置在所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中支板（2）的上部，凸轮（8）布置在传动轴（5）上；

支撑轴（13）布置在被实验的密封片（14）下方远离上盖（11）的下方与被实验的密封片（14）接触对被实验的密封片（14）起支撑作用；

温控装置（1）连接着加热装置（15）。

2.按照权利要求1所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器，其特征在于：所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中还设置有下述结构：加载销轴（3）、轴承（4）、大弹簧（6）；

凸轮（8）有两个且为同步凸轮都布置在传动轴（5）上，凸轮（8）的下方布置有加载销轴（3）和大弹簧（6），加载销轴（3）的下端接触被实验的密封片（14）的上表面，周期旋转的凸轮（8）通过加载销轴（3）对被实验的密封片（14）施加周期作用力并使被实验的密封片（14）做周期变形；上盖（11）上对应加载销轴（3）处设置有允许加载销轴（3）穿过的通孔，上盖（11）上方的加载销轴（3）中间段布置有用于加载销轴（3）向上复位抬起的大弹簧（6），加载销轴（3）上端设置有防止大弹簧（6）脱出的阻挡结构；

用于支撑传动轴（5）的轴承（4）设置在传动轴（5）和支板（2）之间。

3.按照权利要求2所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器，其特征在于：所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中，传动轴（5）上还设置有用于计算传动轴旋转周数的计数拨叉（7）；

所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器中相对于密封片（14）的远离上盖（11）的下部腔室中还设置有测温电阻（16），其与温控装置（1）相连接；

远离被实验的密封片（14）的上盖（11）上部固定设置有把手（12）。

4.按照权利要求3所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器，其特征在于：所述用于发动机密封片加温、加载疲劳考核的试验器还有下述要求：试验器内保持高温500℃、被实验的密封片（14）两端往复振荡弯曲最大变形量为5mm。

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