CN115343368A - 一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具 - Google Patents

一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具 Download PDF

Info

Publication number
CN115343368A
CN115343368A CN202211056522.4A CN202211056522A CN115343368A CN 115343368 A CN115343368 A CN 115343368A CN 202211056522 A CN202211056522 A CN 202211056522A CN 115343368 A CN115343368 A CN 115343368A
Authority
CN
China
Prior art keywords
push rod
probe
ultrasonic
linear bearing
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211056522.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115343368B (zh
Inventor
袁博
刘雪伟
孙泽宇
王英全
孙清超
孙伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN202211056522.4A priority Critical patent/CN115343368B/zh
Publication of CN115343368A publication Critical patent/CN115343368A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115343368B publication Critical patent/CN115343368B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/225—Supports, positioning or alignment in moving situation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/28—Details, e.g. general constructional or apparatus details providing acoustic coupling, e.g. water

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明属于界面刚度检测技术领域，公开了一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具，目的是为航空发动机盘鼓螺栓连接结构提供一种界面刚度的检测装置。该界面连接刚度的超声检测夹具以主体结构为基础，以中间衔接结构形成上下结构的分布形式，探头推杆分别以直线轴承为基准实现上下直线往复运动，探头推杆与直线轴承之间设有弹簧。本发明的特点在于能够同时保证上下超声探头施加的压力相等且稳定；利用螺母依附结构实现装置的定位，同时利用磁铁保证了依附的固定作用；为满足螺母角度的随机性，采用轴承的形式实现结构的旋转功能。本发动具有使用方便，生产成本低，检测精度高的优点。

Description

一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具
技术领域
本发明属于界面刚度检测技术领域，具体的为一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具。
背景技术
航空发动机的盘鼓转子由轮盘、鼓筒和轴组成，各级轮盘和鼓筒之间通过螺栓连接组合在一起。螺栓连接的存在导致盘鼓界面刚度损失，而且界面刚度会随着载荷和工况的改变而变化，在盘鼓式转子中引入局部非线性，改变了转子系统的涡动特性和振动响应，甚至诱发转子系统的非线性振动事故，影响航空发动机的整机性能。因此，对航空发动机盘鼓界面刚度检测具有重要意义。
而在界面刚度检测中，超声检测方法具有其独特的检测优势，是一种在不破坏连接结构形式以及在位在线的条件下进行界面刚度检测较好的检测方法。但是其中尤为重要的环节是对超声波探头的安装与固定，并且在固定的同时需要实现自身的可装配性与可检测性。
目前现有的超声波探头夹具存在以下问题：
1)耦合性差，探头与工件之间不能保证充足的耦合作用；
2)稳定性差，探头在检测时容易出现倾倒现象；
3)没有专门进行航空发动机盘鼓界面刚度检测的超声探头夹具。
发明内容
本发明的目的是解决现有的界面刚度超声检测问题，提供一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具。该超声检测夹具需要能够同时保证上下超声探头施加的压力相等且稳定；利用螺母依附结构实现装置的定位，同时利用磁铁保证了依附的固定作用；为满足螺母角度的随机性，采用轴承的形式实现结构的旋转功能。
本发明的技术方案如下：
一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具包括主体结构3、螺母依附结构5、轴承端盖4、深沟球轴承6、磁铁7、螺母8、螺栓17、直线轴承、超声探头、探头推杆、中间衔接结构11、极限挡块13、弹簧15、紧固螺钉1和顶丝20；中间衔接结构11为半“工”字型结构，上方直线轴承2、中间衔接结构11的上端面与主体结构3通过紧固螺钉1进行连接；下方直线轴承12与中间衔接结构11的下端面通过紧固螺钉1进行连接；探头推杆端部设有极限挡块13，并通过紧固螺钉1固定在直线轴承外；上方探头推杆14从上方直线轴承2伸入至主体结构3内，其通过顶丝20与上方超声探头16连接，实现同步运动；下方探头推杆10从下方直线轴承12伸入，其通过顶丝20与下方超声探头9连接，实现同步运动；探头推杆与直线轴承之间设有弹簧15，探头推杆以直线轴承为基准实现上下直线往复运动；上连接件18与下连接件19间通过螺栓17及螺母8固定连接，螺栓17及螺母8共两组，整体呈对称结构；螺母依附结构5一端为凹槽，凹槽内部设有磁铁7；螺母依附结构5的另一端与主体结构3之间通过深沟球轴承6连接，用挡圈对深沟球轴承6的内圈进行固定，用轴承端盖4对深沟球轴承6外圈进行固定；弹簧15处于自由状态时，超声探头间的检测表面距离小于上连接件18与下连接件19的厚度，当连接件处于超声探头间时，弹簧呈压缩状态，中间的弹簧受到压缩作用，从而为超声探头与被测物体表面产生了适当的接触力，保证了检测部分的充分接触。
进行界面刚度检测时，将本超声检测夹具安放于两个螺母中间，以螺母的形状为基础，通过螺母依附结构5对本超声检测夹具进行适当的定位，利用螺母依附结构5中磁铁的磁力，实现对本超声检测夹具的固定。由于本超声检测夹具的两个超声探头检测表面的距离小于上下被连接件的厚度，超声探头被上下连接件表面推动并沿着直线轴承限制的方向移动。在推动过程中，中间的弹簧15受到压缩作用，弹簧15从自然状态变成压缩状态，从而为超声探头与被测物体表面提供了适当的接触力，保证了检测部分的充分接触。在本超声检测夹具的超声探头采集相应数据之后，只需移动主体结构3脱离磁铁的吸附，弹簧恢复到自然状态。
本发明的有益效果：
现有的超声波探头夹具存在以下问题：
1)耦合性差，探头与工件之间不能保证充足的耦合作用；
2)稳定性差，探头在检测时容易出现倾倒现象；
3)没有专门进行航空发动机盘鼓界面刚度检测的超声探头夹具。
本发明解决了超声检测过程中耦合性差、稳定性差的问题，实现了超声探头与被测工件的充分耦合。
附图说明
图1为一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具主视剖面图；
图2为一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具仰视剖面图；
图3为一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具三维模型图；
图中：1紧固螺钉；2上方直线轴承；3主体结构；4轴承端盖；5螺母依附结构；6深沟球轴承；7磁铁；8螺母；9下方超声探头；10下方探头推杆；11中间衔接结构；12下方直线轴承；13极限挡块；14上方探头推杆；15弹簧；16上方超声探头；17螺栓；18上连接件；19下连接件；20顶丝。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施，结合附图对本发明的技术方案做进一步的描述。
如图1所示，中间衔接结构11为半“工”字型结构，上方直线轴承2、中间衔接结构11的上端面与主体结构3通过紧固螺钉1进行连接；下方直线轴承12与中间衔接结构11的下端面通过紧固螺钉1进行连接。
探头推杆端部设有极限挡块13，并通过紧固螺钉1固定在直线轴承外；上方探头推杆14从上方直线轴承2伸入至主体结构3内，上方探头推杆14通过顶丝20与上方超声探头16连接，实现同步运动；下方探头推杆10从下方直线轴承伸入，下方探头推杆10通过顶丝20与下方超声探头9连接，实现同步运动；探头推杆与直线轴承之间设有弹簧15，探头推杆以直线轴承为基准实现上下直线往复运动。
上连接件18与下连接件19间通过螺栓17及螺母8固定连接，螺栓17及螺母8共两组，整体呈对称结构；螺母依附结构5一端为凹槽，凹槽内部设有磁铁7；螺母依附结构5的另一端与主体结构3之间通过深沟球轴承6连接，用挡圈对深沟球轴承6的内圈进行固定，用轴承端盖4对深沟球轴承6外圈进行固定。
弹簧15处于自由状态时，超声探头间的检测表面距离小于上连接件18与下连接件19的厚度，当连接件处于超声探头间时后，弹簧呈压缩状态，中间的弹簧受到压缩作用，从而为超声探头与被测物体表面产生了适当的接触力，保证了检测部分的充分接触。
其中，中间衔接结构11设有布线空间；螺母依附结构5以等边六角形形式与螺母实现适当的定位。
本发明的实施步骤为：
1)将主体结构3、深沟球轴承6和螺母依附结构5通过配合方式进行组合，利用挡圈对轴承内圈进行固定，同时利用轴承端盖4对轴承外圈进行固定。为了对螺母8实现适当的定位功能，其螺母依附结构5设有等边六角形凹槽。在凹槽内部设有圆形磁铁，提供对螺栓尾部的吸附力，以满足结构的固定功能。
2)主体结构3、中间衔接结构11和两个直线轴承通过紧固螺钉1进行连接。在直线轴承与探头推杆之间设有弹簧15，探头推杆通过顶丝20与探头连接，探头推杆端部设有极限挡块13，限制移动的极限范围。
3)弹簧15在自然状态下，本超声检测夹具的两个超声探头检测表面的距离小于上下被连接件的厚度，在超声探头检测表面涂抹一定量的耦合剂。弹簧15在压缩状态下，中间的弹簧15受到压缩作用，从而为探头与被测物体表面产生了适当的接触力，保证了检测部分的充分接触。
4)由于拧紧完成之后的螺母角度具有随机性，通过旋转两个螺母依附结构5，使其匹配当前螺母的角度方位。
5)在磁铁吸附力的作用下，两个探头被物体表面同时推动并沿着直线轴承限制的垂直方向移动。由于本装置的上下探头都与中间衔接结构11连接，其弹簧15的夹紧力则是相等的，从而保证了检测效果的一致性。
6)为了方便传感器走线，在中间衔接结构11的侧面设有走线空间，用线缆卡箍对导线进行固定，保证整体的美观性。

Claims (1)

1.一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具，其特征在于，该超声检测夹具包括主体结构(3)、螺母依附结构(5)、轴承端盖(4)、深沟球轴承(6)、磁铁(7)、螺母(8)、螺栓(17)、直线轴承、超声探头、探头推杆、中间衔接结构(11)、极限挡块(13)、弹簧(15)、紧固螺钉(1)和顶丝(20)；中间衔接结构(11)为半“工”字型结构，上方直线轴承(2)、中间衔接结构(11)的上端面与主体结构(3)通过紧固螺钉(1)进行连接；下方直线轴承(12)与中间衔接结构(11)的下端面通过紧固螺钉(1)进行连接；探头推杆端部设有极限挡块(13)，并通过紧固螺钉(1)固定在直线轴承外；上方探头推杆(14)从上方直线轴承(2)伸入至主体结构(3)内，其通过顶丝(20)与上方超声探头(16)连接，实现同步运动；下方探头推杆(10)从下方直线轴承(12)伸入，其通过顶丝(20)与下方超声探头(9)连接，实现同步运动；探头推杆与直线轴承之间设有弹簧(15)，探头推杆以直线轴承为基准实现上下直线往复运动；上连接件(18)与下连接件(19)间通过螺栓(17)及螺母(8)固定连接，螺栓(17)及螺母(8)共两组，整体呈对称结构；螺母依附结构(5)一端为凹槽，凹槽内部设有磁铁(7)；螺母依附结构(5)的另一端与主体结构(3)之间通过深沟球轴承(6)连接，用挡圈对深沟球轴承(6)的内圈进行固定，用轴承端盖(4)对深沟球轴承(6)外圈进行固定；弹簧(15)处于自由状态时，超声探头间的检测表面距离小于上连接件(18)与下连接件(19)的厚度，当连接件处于超声探头间时，弹簧呈压缩状态，中间的弹簧受到压缩作用，从而为超声探头与被测物体表面产生了适当的接触力，保证了检测部分的充分接触。
CN202211056522.4A 2022-08-31 2022-08-31 一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具 Active CN115343368B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211056522.4A CN115343368B (zh) 2022-08-31 2022-08-31 一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211056522.4A CN115343368B (zh) 2022-08-31 2022-08-31 一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115343368A true CN115343368A (zh) 2022-11-15
CN115343368B CN115343368B (zh) 2024-05-31

Family

ID=83955977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211056522.4A Active CN115343368B (zh) 2022-08-31 2022-08-31 一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115343368B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3937465C1 (en) * 1989-11-10 1990-11-22 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De Test head holder for ultrasonic testing installation - has adjuster with spherical bearing in carrier and engaging conical shell under spring pressure
CN101666780A (zh) * 2009-10-13 2010-03-10 北京工业大学 基于微观形貌的非完好界面接触状态非线性超声评价方法
KR20100003623U (ko) * 2008-09-26 2010-04-05 한국전력공사 자동 초음파 탐촉자용 고정장치
JP2013185910A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd 超音波探触子の位置決め構造
CN103616436A (zh) * 2013-11-08 2014-03-05 西安交通大学 一种接触刚度的高精度超声检测方法
CN105675723A (zh) * 2015-12-28 2016-06-15 广东工业大学 系统特征频率获取表面接触刚度的方法和检测装置
CN106989997A (zh) * 2017-04-11 2017-07-28 中国科学院地质与地球物理研究所 一种间接测量粗糙结构面动态刚度的装置
CN109883664A (zh) * 2019-01-08 2019-06-14 中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司 风电螺栓实时监控与诊断系统
JP2019113365A (ja) * 2017-12-21 2019-07-11 株式会社きんでん 軸力測定装置
CN211401522U (zh) * 2020-01-20 2020-09-01 青海大学 一种便携式超声探头安装治具
CN112161765A (zh) * 2020-09-01 2021-01-01 大连理工大学 一种基于压电致动器的循环载荷下的接触界面切向刚度测试装置
CN112763167A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 上海奥达科股份有限公司 一种螺栓被连接件刚度的确认方法
CN113155978A (zh) * 2021-04-26 2021-07-23 苏州博昇科技有限公司 电磁超声探头定位放置装置
CN113686973A (zh) * 2021-08-13 2021-11-23 大连理工大学 一种基于固体耦合的界面刚度检测装置
CN114720368A (zh) * 2022-04-14 2022-07-08 大连理工大学 一种高温合金短螺栓摩擦系数测试装置

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3937465C1 (en) * 1989-11-10 1990-11-22 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De Test head holder for ultrasonic testing installation - has adjuster with spherical bearing in carrier and engaging conical shell under spring pressure
KR20100003623U (ko) * 2008-09-26 2010-04-05 한국전력공사 자동 초음파 탐촉자용 고정장치
CN101666780A (zh) * 2009-10-13 2010-03-10 北京工业大学 基于微观形貌的非完好界面接触状态非线性超声评价方法
JP2013185910A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd 超音波探触子の位置決め構造
CN103616436A (zh) * 2013-11-08 2014-03-05 西安交通大学 一种接触刚度的高精度超声检测方法
CN105675723A (zh) * 2015-12-28 2016-06-15 广东工业大学 系统特征频率获取表面接触刚度的方法和检测装置
CN106989997A (zh) * 2017-04-11 2017-07-28 中国科学院地质与地球物理研究所 一种间接测量粗糙结构面动态刚度的装置
JP2019113365A (ja) * 2017-12-21 2019-07-11 株式会社きんでん 軸力測定装置
CN109883664A (zh) * 2019-01-08 2019-06-14 中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司 风电螺栓实时监控与诊断系统
CN211401522U (zh) * 2020-01-20 2020-09-01 青海大学 一种便携式超声探头安装治具
CN112161765A (zh) * 2020-09-01 2021-01-01 大连理工大学 一种基于压电致动器的循环载荷下的接触界面切向刚度测试装置
CN112763167A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 上海奥达科股份有限公司 一种螺栓被连接件刚度的确认方法
CN113155978A (zh) * 2021-04-26 2021-07-23 苏州博昇科技有限公司 电磁超声探头定位放置装置
CN113686973A (zh) * 2021-08-13 2021-11-23 大连理工大学 一种基于固体耦合的界面刚度检测装置
CN114720368A (zh) * 2022-04-14 2022-07-08 大连理工大学 一种高温合金短螺栓摩擦系数测试装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R. S. DWYER-JOYCE等: ""The Use of Ultrasound in the Investigation of Rough Surface Interfaces "", 《JOURNAL OF TRIBOLOGY》, vol. 123, 31 January 2001 (2001-01-31), pages 8 - 16 *
焦敬品等: ""承压界面接触特性超声检测"", 《北京工业大学学报》, vol. 38, no. 6, 30 June 2012 (2012-06-30), pages 807 - 812 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115343368B (zh) 2024-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102435367B (zh) 成对轴承预紧力测试装置
CN104655379A (zh) 一种用于测试螺纹紧固件防松性能的装置
CN205404023U (zh) 自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪
CN103353399B (zh) 活塞发动机力学性能测试试验台
CN108168689B (zh) 一种线接触滚滑摩擦振动噪声试验台及试验分析方法
CN207423703U (zh) 拉伸预载荷下动态扭转疲劳力学性能测试装置
CN102928304A (zh) 压电致动型材料疲劳力学性能测试装置
CN204142591U (zh) 一种端齿结构微动疲劳试验装置
CN212228697U (zh) 一种实现振动解耦的旋转式摩擦学行为模拟试验台
CN109612864B (zh) 一种用于旋转弯曲疲劳机的滑动摩擦疲劳试验装置
CN115343368B (zh) 一种航空发动机盘鼓界面刚度的超声检测夹具
CN213714740U (zh) 一种大推力直线舵机加载装置
CN108195586B (zh) 一种铁路货车轴承弯道加载试验台
CN106885647B (zh) 螺纹扭力特性测量装置
CN110567718B (zh) 基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置
CN112362372A (zh) 一种大功率直线舵机加载装置
CN210720249U (zh) 一种适用于大面积平板构件的磁记忆检测装置
CN202350767U (zh) 一种用于检测螺钉相对高度的装置
CN104236770B (zh) 一种滚动轴承内外滚道残余应力分布的自动化无损检测装置
CN208239189U (zh) 一种摩擦磨损试验机油管立式夹具
CN206818547U (zh) 一种摩擦试验机
CN203092472U (zh) 一种快换式静音拔销器
CN110631751A (zh) 一种响应灵敏的中轴力矩传感器
CN200962117Y (zh) 镶磁式增压器测速锁紧装置
CN212320660U (zh) 一种新型三坐标测量机的测头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant