CN113125158B - 固定被检测的带冠叶片的装置和带冠叶片检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固定被检测的带冠叶片的装置和带冠叶片检测设备。固定被检测的带冠叶片的装置包括：连接部件，用于连接驱动该装置以连接部件为转动中心转动的驱动部；第一承载部件，与连接部件连接并朝远离连接部件的方向延伸；第二承载部件，与连接部件连接并朝远离连接部件的方向延伸，第二承载部件与第一承载部件并排布置，且第二承载部件的长度大于第一承载部件；第一安装部，设在第一承载部件的远离连接部件的一端，并配置成可固定叶片的根部；以及第二安装部，设在第二承载部件的凸出于第一承载部件的位置，第二安装部配置成可固定叶片的叶冠并向叶片施加预扭力。

Description

固定被检测的带冠叶片的装置和带冠叶片检测设备

技术领域

本发明涉及发动机叶片检测领域，具体而言，涉及一种固定被检测的带冠叶片的装置和带冠叶片检测设备。

背景技术

轴流式压气机或涡轮广泛应用于能源工业领域，比如航空发动机、燃气轮机、蒸汽机、风力发电机等旋转机械，用于提供直接提供动力或发电。其中压气机用于压缩空气，将机械能转换为气体内能；涡轮用于膨胀气体，将气体内能转换为机械能。无论是压气机还是涡轮，其与气体交换能量的结构都是叶片，在各自的结构中分别称为压气机叶片和涡轮叶片。叶片在工作过程中，如果采用带冠预扭结构，可使叶片形成整圈结构，增加叶片刚度的同时可提高气动效率。但带冠预扭叶片在试验分析过程中，很难考虑预扭对叶片强度的影响，因此试验结果与设计结果存在较大偏差，高费用的试验结果可用于设计参考的数据较少。因此考虑带冠叶片预扭的试验方法设计在研制及试验过程中是重点关注的内容。

轴流式压气机或涡轮叶片在试验分析方法中，多采用单个叶片开展叶片的强度考核验证试验。但带冠预扭叶片在实际工作过程中通过预扭作用形成整圈结构，预扭挤压面对叶片的影响不能忽略，为获得叶片较为准确的试验结果，试验过程中需考虑叶片预扭的影响。但考虑叶片预扭的试验分析难度较大，而且叶片工作转速高，工作环境恶劣，试验很难模拟叶片实际工作状态及环境。

目前带冠叶片的试验方法中多是采用单个叶片进行试验，试验中的叶冠是自由状态，不考虑预扭的影响，通过静拉压或转速补偿的方式考核叶片的静强度及低周疲劳性能，并依据试验结果开展叶片的设计分析工作。但带冠叶片在工作状态中与叶冠自由单个叶片的特性存在较大差别，以往的试验分析结果存在一定的偏差，给设计增加不确定性，寿命的评估存在较大偏差，一旦叶片出现裂纹等问题将带来难以估计的影响和损失。

发明内容

本发明旨在提供一种固定被检测的带冠叶片的装置和带冠叶片检测设备，以改善相关技术中存在因测试叶片的过程中没有考虑预扭力的影响而导致的检测结果误差较大的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种固定被检测的带冠叶片的装置，该装置包括：

连接部件，用于连接驱动装置以连接部件为转动中心转动的驱动部；

第一承载部件，与连接部件连接并朝远离连接部件的方向延伸；

第二承载部件，与连接部件连接并朝远离连接部件的方向延伸，第二承载部件与第一承载部件并排布置，且第二承载部件的长度大于第一承载部件；

第一安装部，设在第一承载部件的远离连接部件的一端，并配置成可固定叶片的根部；以及

第二安装部，设在第二承载部件的凸出于第一承载部件的位置，第二安装部配置成可固定叶片的叶冠并向叶片施加预扭力。

在一些实施例中，第二安装部包括：

第一挤压块；以及

第二挤压块，与第一挤压块间隔设置，以将叶冠夹持在第一挤压块和第二挤压块之间。

在一些实施例中，第一挤压块和第二挤压块中的至少一个可相对于第二承载部件运动，以调整向叶片施加的预扭力。

在一些实施例中，第二安装部为多个，多个第二安装部中的一个可拆卸地安装在第二承载部件上，多个第二安装部的尺寸为至少两种，以向叶片施加不同的预扭力。

在一些实施例中，

第一承载部件为以连接部件为顶点的扇形；

第二承载部件为以连接部件为顶点的扇形，并与第一承载部件叠置。

在一些实施例中，连接部件呈杆状，并与第一承载部件和第二承载部件垂直。

在一些实施例中，第一安装部包括设在第一承载部件上的榫槽。

在一些实施例中，榫槽由第一承载部件的远离第二承载部件的一侧朝靠近第二承载部件的延伸，装置还包括设在榫槽的远离第二承载部件的一端的止挡部件，以将叶片的根部的榫头固定在榫槽中。

在一些实施例中，第一承载部件为多个，多个第一承载部件中的一个与第二承载部件可拆卸地连接，多个第一承载部件的第一安装部的尺寸或结构不同，以适应不同尺寸或结构的叶片。

根据本发明的另一方面，还提供了一种带冠叶片检测设备带冠叶片检测设备包括：

上述的固定被检测的带冠叶片的装置；以及

驱动部，与连接部件连接，以驱动固定被检测的带冠叶片的装置转动。

应用本发明的技术方案，固定被检测的带冠叶片的装置包括向被检测的叶片施加预扭力的第二安装部因此有利于改善现有技术存在的因测试叶片的过程中没有考虑预扭力的影响而导致的检测结果误差较大的问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的实施例的固定被检测的带冠叶片的装置的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例的固定被检测的带冠叶片的装置局部的结构示意图；

图3示出了本发明的实施例的固定被检测的带冠叶片的装置局部的结构示意图；

图4示出了本发明的实施例的固定被检测的带冠叶片的装置局部的第二安装部的结构示意图；以及

图5示出了本发明的实施例的检测带冠叶片的方法的流程图。

图中：

1、连接部件；2、第一承载部件；3、止挡部件；4、第二承载部件；5、第二安装部；6、叶片；7、第一挤压块；8、第一接触面；9、第二挤压块；10、第二接触面；11、第一安装部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1至3所示，本实施例的固定被检测的带冠叶片的装置包括连接部件1、第一承载部件2和第二承载部件4。连接部件1用于连接驱动固定被检测的带冠叶片的装置以连接部件1为转动中心转动的驱动部；第一承载部件2与连接部件1连接并朝远离连接部件1的方向延伸；第二承载部件4与连接部件1连接并朝远离连接部件1的方向延伸，第二承载部件4与第一承载部件2并排布置，且第二承载部件4的长度大于第一承载部件2。

第一承载部件2上设有第一安装部11，第一安装部11设在第一承载部件2的远离连接部件1的一端，并配置成可固定叶片6的根部。第二承载部件4上设有第二安装部5，第二安装部5设在第二承载部件4的凸出于第一承载部件2的位置，第二安装部5配置成可固定叶片6的叶冠并向叶片施加预扭力。

本实施例中，固定被检测的带冠叶片的装置包括向被检测的叶片6施加预扭力的第二安装部5，因此有利于改善现有技术存在的因测试叶片的过程中没有考虑预扭力的影响而导致的检测结果误差较大的问题。

结合体图1、2和4所示，第二安装部5包括第一挤压块7和第二挤压块。第二挤压块9与第一挤压块7间隔设置，以将叶片6的叶冠夹持在第一挤压块7和第二挤压块9之间。

在一些实施例中，第一挤压块7和第二挤压块9中的至少一个可相对于第二承载部件4运动，以调整向叶片6施加的预扭力。

在一些实施例中，第二安装部5为多个，多个第二安装部5中的一个可拆卸地安装在第二承载部件4上，多个第二安装部5的尺寸为至少两种，以便于根据被测叶片6的尺寸更换不同的第二安装部5。

第一承载部件2为以连接部件1为顶点的扇形；第二承载部件4为以连接部件1为顶点的扇形，并与第一承载部件2叠置。

在本实施例中，第一承载部件2为扇形的轮盘，第二承载部件4为扇形的轮盘，第二承载部件4的直径大于第一承载部件2。

连接部件1呈杆状，并与第一承载部件2和第二承载部件4垂直。

第一安装部11包括设在第一承载部件2上的榫槽。榫槽由第一承载部件2的远离第二承载部件4的一侧朝靠近第二承载部件4的一侧延伸，装置还包括设在榫槽的远离第二承载部件4的一端的止挡部件3，以将叶片6的根部的榫头固定在榫槽中。

在一些实施例中，止挡部件3呈片状。片状的止挡部件3盖设在第一承载部件2的远离第二承载部件4的一侧的侧面上。止挡部件3与第二承载部件2通过螺纹连接件连接。

在一些实施例中，第一承载部件2为多个，多个第一承载部件2中的一个与第二承载部件4可拆卸地连接，多个第一承载部件2的第一安装部11的尺寸不同，以适应不同尺寸的叶片6。

本实施例中，固定被检测的带冠叶片的装置可模拟叶片真实的工作状态时的预扭力。该装置包括第一承载部件2、第二承载部件4、止挡部件3、向叶片6施加预扭力的第二安装部5和连接部件1。第二安装部5包括第一挤压块7和第二挤压块9，带冠叶片的挤压面与第一挤压块7的第一接触面8和第二挤压块9的第二接触面10配合，使叶片6产生预扭载荷。止挡部件3通过与试验叶片6的卡槽配合，限制叶片6的轴向移动。

在装配状态下，叶片6的叶冠与第一接触8和第二接触面10产生挤压力，可依据预扭角更换第一挤压块7和第二挤压块9或调解挤压块位置，产生不同的预扭载荷。叶片6安装在第一承载部件2和第二承载部件4上后的结构如图2所示。

当叶盘在旋转状态下，第一挤压块7和第二挤压块9通过螺栓或焊接固定在第二承载部件4上，并在第一接触面8和第二接触面10上产生挤压力，给叶冠产生预扭载荷，而且不影响叶片6的径向变形。在转速变化的过程中，叶片一直有预扭载荷的作用。如果试验对象中的叶片结构更改，可通过更改第一承载部件2和第二安装部5以实现装置的对不同叶片构型的适用性。

第一承载部件2和第二承载部件4单独加工，两者可通过螺栓或焊接的方式连接在一起。第二安装部5的第一挤压块7和第二挤压块9可单独加工，两者通过螺栓或焊接的方式安装在第二承载部件4上。在第一承载部件2上可设置不同结构的榫槽，榫槽与叶片6的根部的榫头结构配合。依据试验设计要求，可通过改变第一承载部件2的第一安装部11的结构，同时放置相同或不同结构的带冠叶片。

止挡部件3可单独加工，并通过螺栓与第一承载部件2连接。止挡部件3的设计要考虑叶片6的下缘板卡槽配合。止挡部件3的结构可以为多种，例如是条状或板状。连接部件1可单独加工或与第一承载部件2做成一体，连接部件1用于与驱动部连接。

止挡部件3和挤压块材料可以选取与盘一致的材料，也可以是其他能够适应叶片工作环境温度的材料。

图5示出了利用上述的固定被检测的带冠叶片的装置检测叶片的性能的流程图。

根据本发明的另一方面，本实施例还提供了一种带冠叶片检测设备，带冠叶片检测设备包括上述的固定被检测的带冠叶片的装置以及驱动部。驱动部与连接部件1连接，以驱动固定被检测的带冠叶片的装置转动。

以上仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种固定被检测的带冠叶片的装置，其特征在于，包括：

连接部件(1)，用于连接驱动所述装置以所述连接部件(1)为转动中心转动的驱动部；

第一承载部件(2)，与所述连接部件(1)连接并朝远离所述连接部件(1)的方向延伸；

第二承载部件(4)，与所述连接部件(1)连接并朝远离所述连接部件(1)的方向延伸，所述第二承载部件(4)与所述第一承载部件(2)并排布置，且所述第二承载部件(4)的长度大于所述第一承载部件(2)；

第一安装部(11)，设在所述第一承载部件(2)的远离所述连接部件(1)的一端，并配置成可固定叶片(6)的根部；以及

第二安装部(5)，设在所述第二承载部件(4)的凸出于所述第一承载部件(2)的位置，所述第二安装部(5)配置成可固定所述叶片(6)的叶冠并向所述叶片(6)施加预扭力，

所述第二安装部(5)包括：

第一挤压块(7)；以及

第二挤压块(9)，与所述第一挤压块(7)间隔设置，以将所述叶冠夹持在所述第一挤压块(7)和第二挤压块(9)之间，所述第一挤压块(7)和所述第二挤压块(9)中的至少一个可相对于所述第二承载部件(4)运动，以调整向所述叶片施加的预扭力，

所述连接部件(1)呈杆状，并与所述第一承载部件(2)和第二承载部件(4)垂直，

所述第一安装部(11)包括设在第一承载部件(2)上的榫槽。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二安装部(5)为多个，多个所述第二安装部(5)中的一个可拆卸地安装在所述第二承载部件(4)上，

多个所述第二安装部(5)的尺寸为至少两种，以向所述叶片(6)施加不同的预扭力；或

多个所述第二安装部(5)的结构为至少两种，以适用于不同类型的叶片(6)的叶冠。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一承载部件(2)为以所述连接部件(1)为顶点的扇形；

所述第二承载部件(4)为以所述连接部件(1)为顶点的扇形，并与所述第一承载部件(2)叠置。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述榫槽由所述第一承载部件(2)的远离第二承载部件(4)的一侧朝靠近第二承载部件(4)的延伸，所述装置还包括设在所述榫槽的远离所述第二承载部件(4)的一端的止挡部件(3)，以将所述叶片(6)的根部的榫头固定在榫槽中。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一承载部件(2)为多个，多个所述第一承载部件(2)中的一个与第二承载部件(4)可拆卸地连接，多个所述第一承载部件(2)的第一安装部(11)的尺寸或结构不同，以适应不同尺寸或结构的叶片(6)。

6.一种带冠叶片检测设备，其特征在于，包括：

权利要求1至5中任一项所述的固定被检测的带冠叶片的装置；以及

驱动部，与所述连接部件(1)连接，以驱动固定被检测的带冠叶片的装置转动。

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