CN204359514U - 一种转子盘鼓连接结构 - Google Patents

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高雄兵
黎方娟
于进学
殷玲
沈晓薇
张晓晶
杨勋
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Abstract

本实用新型属于航空发动机涡轮盘技术，涉及一种转子盘鼓连接结构。本实用新型通过对转接段的优化设计，改变轮盘试验件与转接段的连接结构，从而可以实现试验件与旋转试验设备的连接功用，以进行高速旋转试验，并且保证了转接段及螺栓具有足够的低循环疲劳寿命，可以考核试验件的低循环疲劳寿命。应用此结构后，不会出现转接段与螺栓先于被考核轮盘试验发生低循环疲劳破坏的情况，能够达到考核轮盘试验件的低循环疲劳寿命的目的，产生较大经济效益。

Description

一种转子盘鼓连接结构
技术领域
本实用新型属于航空发动机涡轮盘技术，涉及一种转子盘鼓结构。
背景技术
航空发动机设计时，为了考核轮盘的低循环疲劳寿命是否满足设计要求，需要在旋转试验器上完成轮盘的低循环疲劳试验。试验时，发动机轮盘通过转接段来与试验器连接。试验件设计时，应保证转接段及连接螺栓等具有足够的疲劳寿命，以达到考核轮盘低循环疲劳寿命的目的。如果试验中，转接段或连接螺栓提前出现裂纹，则将导致试验不能继续进行。
现有的转子盘鼓连接结构由轮盘试验件和转接段组成。轮盘试验件与转接段通过螺栓连接。转接段可通过转接轴与旋转试验器相连，实现轮盘试验件与旋转试验器的连接功用，以进行旋转试验。
对现有技术的转子盘鼓连接结构进行数值仿真分析后，发现在加载旋转速度后，轮盘试验件与转接段之间变形不协调，导致螺栓承受了较大的剪切载荷，螺栓的低循环疲劳寿命偏低；转接段上的螺栓孔边承受较大的周向应力，螺栓孔局部低循环疲劳寿命偏低；现有转接段结构的动平衡去材料位置离螺栓孔较近，对转接段的应力分布影响大，转接段的低循环疲劳寿命在动平衡前后会发生较大变化。以上原因，易导致螺栓、转接段的低循环疲劳寿命低于轮盘试验件的低循环疲劳寿命，提前出现裂纹，无法实现对轮盘试验件的低循环疲劳寿命进行考核。
实用新型内容
本实用新型的目的：本实用新型提供了一种可以提高转接件的低循环疲劳寿命，实现考核轮盘低循环疲劳寿命的目的的转子盘鼓连接结构。
本实用新型的技术方案：一种转子盘鼓连接结构，其包括轮盘试验件和转接段，其中，轮盘试验件盘体上伸出鼓筒A，所述转接段为模拟轮盘，其通过连接段C与轮盘试验件的鼓筒A连接，且转接段底端D处压紧在转接轴上，通过转接轴与旋转试验器相连，实现轮盘试验件与旋转试验器的连接。
所述转接段顶端为Г型。
所述转接段顶端Г型转弯处设置有动平衡去材料位置Q。
所述转接段2上动平衡去材料位置Q的半径为80～100mm。
所述Q位置与转接段的螺栓孔之间的距离L至少在22mm。
转接段外径R的尺寸范围为80～100mm。
所述转接段底端为对称、宽体结构。
本实用新型的有益效果：本实用新型结构可以实现试验件与旋转试验设备的连接功用，以进行旋转试验，并且保证了转接段及螺栓具有足够的低循环疲劳寿命，可以考核试验件的低循环疲劳寿命。应用此结构后，不会出现转接段与螺栓先于被考核轮盘试验发生低循环疲劳破坏的情况，能够达到考核轮盘试验件的低循环疲劳寿命的目的，产生了较大经济效益。
附图说明
图1是本实用新型一种转子盘鼓连接结构示意图；
图2是图1的局部放大图，
其中，1－轮盘试验件；2－转接段；3－螺栓。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：
本实用新型通过对转接段2的优化设计，改变轮盘试验件1与转接段2的连接结构，提高了转接段2和螺栓3的低循环疲劳寿命，实现考核轮盘试验件1的低循环疲劳寿命的试验目的。
请同时参阅图1、图2，其中，图1是本实用新型转子盘鼓连接结构示意图，图2是图1的局部放大图。本实用新型的结构由轮盘试验件1和转接段2组成。轮盘试验件1盘体上伸出鼓筒A，鼓筒A安装边设置有螺栓孔。所述转接段2为模拟轮盘，包括顶端、连接段和底端。顶端设计为Г型，可以有效平衡试验件1施加给转接段2上螺栓孔的偏心载荷，并设置有动平衡去材料位置Q；连接段B处可模拟发动机中轮盘试验件1相邻件的配合结构，限制轮盘试验件1的径向位置；连接段C处设置有螺栓孔，通过螺栓3与轮盘试验件1的鼓筒A连接；底端为对称、宽体结构，可以使转接段2均匀受力并有效降低应力水平。底端D处可压紧在转接轴上，通过转接轴与旋转试验器相连，实现轮盘试验件1与旋转试验器的连接功用，以进行旋转试验。
其中，增大了转接段2的外径尺寸，使得转接段2外径R的尺寸范围为80～100mm，增加了转接段2的刚性，改善了轮盘试验件1与转接段2间的变形不协调情况，降低了螺栓3的局部应力，提高了螺栓3的低循环疲劳寿命。所述转接段2上螺栓孔以上的质量增加(转接段2上尺寸L增大)，提高了螺栓孔边的径向应力，削弱了孔边应力集中效应，提高了转接段2上螺栓孔的低循环疲劳寿命。转接段2上动平衡去材料位置Q的半径增大，为80～100mm，去材料量减小且易于操作，Q位置与转接段2的螺栓孔之间的距离L较大，至少在22mm，去材料后不会对转接段2的低循环疲劳寿命造成影响。
本实用新型对转接段2进行了结构优化，提出了转子盘鼓连接的可靠结构。该结构可以实现试验件与旋转试验设备的连接功用，以进行旋转试验，并且保证了转接段及螺栓具有足够的低循环疲劳寿命，可以考核试验件的低循环疲劳寿命。应用此结构后，不会出现转接段与螺栓先于被考核轮盘试验发生低循环疲劳破坏的情况，能够达到考核轮盘试验件的低循环疲劳寿命的目的。

Claims (7)

1.一种转子盘鼓连接结构，其特征在于，包括轮盘试验件和转接段，其中，轮盘试验件盘体上伸出鼓筒(A)，所述转接段为模拟轮盘，其通过连接段(C)与轮盘试验件的鼓筒(A)连接，且转接段底端(D)处压紧在转接轴上，通过转接轴与旋转试验器相连，实现轮盘试验件与旋转试验器的连接。
2.根据权利要求1所述的转子盘鼓连接结构，其特征在于，所述转接段顶端为型。
3.根据权利要求2所述的转子盘鼓连接结构，其特征在于，所述转接段顶端型转弯处设置有动平衡去材料位置Q。
4.根据权利要求3所述的转子盘鼓连接结构，其特征在于，所述转接段(2)上动平衡去材料位置Q的半径为80～100mm。
5.根据权利要求4所述的转子盘鼓连接结构，其特征在于，所述动平衡去材料位置Q与转接段(2)的螺栓孔之间的距离L至少在22mm。
6.根据权利要求1所述的转子盘鼓连接结构，其特征在于，转接段(2)外径R的尺寸范围为80～100mm。
7.根据权利要求1所述的转子盘鼓连接结构，其特征在于，所述转接段底端为对称、宽体结构。
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