CN1928529A - 航空发动机轮盘叶片试验夹具 - Google Patents

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Abstract

本夹具是一套可以用来进行航空发动机轮盘叶片高温低周疲劳延寿、定寿试验的夹具。它的上下夹头装夹在拉伸疲劳试验机上，通过简单加工件——夹头，销钉，配合两个关键的装夹部分——轮盘叶片型面衬片和轮盘切割件将叶片固定在试验机上，使之能够很好的模拟叶片在实际工作中所受离心力载荷作用。夹具中间通过螺柱紧固着叶片型面衬片和叶片试件，叶片型面衬片的两个型面与叶片叶盆叶背型面完全吻合，利用摩擦力向叶片传递拉伸载荷。夹具引入自来水冷却系统，通过管路在夹具和轮盘切割件之间形成回路，使夹具本身在试验期间不至于温度过高。本夹具主要应用于航空，航天发动机有关轮盘叶片的疲劳延寿、定寿的寿命实验研究领域。

Description

航空发动机轮盘叶片试验夹具
所属技术领域
航空发动机轮盘叶片是发动机非常重要的零部件之一，也是航空发动机故障多发零部件之一，一旦该部件发生故障，轻则对发动机以及飞机机体造成损伤，重则机毁人亡，因此叶片的安全性及可靠性尤为受到有关部门的重视。在飞机飞行过程中，高温低周疲劳损伤是涡轮叶片破坏的主要因素，因此经常要对该类型的叶片进行高温低周疲劳实验来确定其安全使用寿命。
背景技术
在做模拟疲劳实验中面临的一个关键的问题是，如何在不损伤叶片的情况之下，把模拟的离心力加载到叶片上。该夹具就是为完成有关发动机涡轮叶片的延、定寿实验研究而专门设计的，解决了叶片高温低周疲劳试验的循环加载问题。
发明内容
本发明的技术方案是：在夹具中，用销钉将夹头、十字连接器、夹具、涡轮轮盘切割件连接起来。装夹在夹具中的叶片与叶片型面衬片靠四个螺栓的拉紧力压紧，实验时叶片型面衬片与夹具之间的接触斜面的法向力将叶片进一步压紧，最终靠衬片与叶片的摩擦力与榫齿的作用完成对叶片的径向加载。由于叶片榫齿处采用了涡轮盘的切割件，叶片完全按实际工作情况被固定，确保其工作环境再现，提高了实验的可信度。另外，在夹具上为防止非实验件过热，造成非实验件的高温疲劳损坏，采用了水冷却方法，较为经济。
该夹具是通过摩擦原理来完成叶片试件的传力和拉伸疲劳试验，原理图如附图所示。
附图说明：
该附图是航空发动机轮盘叶片试验夹具的装配图。附图1是整个夹具的正视图剖面图，附图2是左视图剖面图
具体实施方式：
在原理图中，轮盘叶片试件(6)通过轮盘叶片型面衬片(7)和轮盘切割件(5)对其进行固定，其中轮盘叶片型面衬片是和叶片试件的两个型面紧密吻合的，四个压紧的螺柱通过夹具(10)将型面衬片与叶片夹紧，而叶片的榫齿被固定在轮盘切割件的榫槽中。加载时，通过夹头，销钉，再通过衬片对叶片的摩擦力和轮盘切割件对叶片的拉力将载荷传给叶片试件，从而实现对叶片在真实工作环境中受离心力作用的模拟。
上下夹头(14和1)是固定于拉伸试验机的部分，通过销钉(13和3)与上下十字连接器(12和2)连接，通过销钉(11)和大销钉(4)将载荷传给叶片试件。
其中，大销钉(4)为空心件，在使用时，水通过冷却水接头(9)，经由大销钉流出，以便冷却轮盘切割件和夹具。
本发明的有益效果是，各部件设计非常简单实用，利用摩擦很好地解决了在不损伤叶片本身的情况下完全模拟叶片在实际工作时受到的离心载荷，另外在实验中，由于冷却系统的存在，使叶片以外的非加温件不至于温度过高而损坏，对涡轮盘切割件也形成保护。

Claims (3)

1.一套可以用来进行航空发动机轮盘叶片高温低周疲劳延寿或定寿的夹具，其特征是：在整套夹具中，上半部分由夹头，上十字连接器，夹具通过销钉顺次连接，夹具中间通过螺柱紧固着叶片型面衬片和叶片试件，叶片型面衬片的两个型面与叶片叶盆叶背型面完全吻合，工作时候由于夹具和叶片型面衬片之间为斜面配合，相互之间压紧，利用摩擦力向叶片传递拉伸载荷；下半部分由下至上由下夹头，十字连接器，和涡轮盘切割件通过销钉，大销钉顺次连接。
2.根据权利要求1所述的叶片型面衬片，其特征是：紧靠着夹具的部分是一个斜面，与之配合的夹具加工有与叶片型面衬片同宽的凹槽，工作时叶片试件在两者的共同作用下与衬片型面完全吻合，不会沿型面方向发生滑动。
3.根据权利要求1所述的大销钉，其特征是中空的，实验时通入自来水，与流入夹具的自来水通过管道连接形成回路，冷却夹具和轮盘切割件。
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