CN212031182U - 复合材料转子扭矩强度试验工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及复合材料转子扭矩强度试验技术领域，具体是一种复合材料转子扭矩强度试验工装，旨在解决现有复合材料转子扭矩强度试验检测效率低的技术问题。采用如下技术方案：包括底板、压板、挡块、紧固件，挡块由挡块本体和两个连接柱组成，两个连接柱分别插装固定在压板和底板上，挡块设有多个且与叶片本体一一对应，每个挡块本体皆设有与叶片本体的同一表面适配的定位曲面，压板和底板通过紧固件可拆卸连接；还配置有转接头，转接头为柱状结构，转接头的外壁设为与金属芯轴内壁配合的齿状结构，转接头的中心设有用以连接扳手的方孔或上表面设有用以连接扳手的方槽，压板上对应转接头开设有用以穿置扳手的通孔。

Description

复合材料转子扭矩强度试验工装

技术领域

本实用新型涉及复合材料转子扭矩强度试验技术领域，具体是一种复合材料转子扭矩强度试验工装。

背景技术

转子是水下航行设备动力部分的重要零部件。其中，复合材料转子由于其耐腐蚀性好、密度低、耐疲劳性好、热膨胀系数小等优点，应用广泛。复合材料转子由复合材料叶片和金属芯轴组成，复合材料叶片是将叶片本体和基体分别成型后缠绕胶合组成，金属芯轴镶嵌于基体之中，如图4所示。

针对上述转子加工工艺的特点，转子的金属芯轴与基体镶嵌处、叶片本体与基体胶合处受扭矩后的形态不得而知。转子在工作状态下，如果金属芯轴与基体产生间隙，或叶片本体与基体出现松动，势必对水下航行设备动力功能产生严重不良影响。为掌握这一情况，需对复合材料转子进行扭矩强度试验。

现有的复合材料转子扭矩强度试验时，转子的金属芯轴与基体镶嵌处的扭矩、叶片本体与基体胶合处的扭矩需分两次进行检测，检测效率较低。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有复合材料转子扭矩强度试验检测效率低的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种复合材料转子扭矩强度试验工装，包括底板、压板、挡块、紧固件，底板与压板上下对应且之间形成有容置待检测的复合材料转子的空间，挡块由挡块本体和两个连接柱组成，挡块本体的高度大于叶片本体的轴向长度（压板和底板固定时，压板和底板分别压紧在挡块的上下表面，这个尺寸设计的目的是当压板和底板通过紧固件固定时，两者之间的空间高度大于转子的轴向长度，避免压板与底板压住复合材料转子的轴向两侧，影响扭矩测试的准确度），两个连接柱分别固定或一体成型于挡块本体的上下端面，且两个连接柱分别插装固定在压板和底板上，挡块设有多个且与叶片本体一一对应，每个挡块本体皆设有与叶片本体的同一表面适配的定位曲面（这里限定同一曲面的目的在于使所有挡块对叶片本体的阻挡方向皆一致，如果部分挡块挡住叶片本体的一个正面，部分挡块挡住叶片本体的背面，那扭矩测验时，必然会有部分的挡块失去作用），所有挡块成圆形均布且通过定位曲面贴合叶片本体的对应曲面完成对复合材料转子的限位，压板和底板通过紧固件可拆卸连接（可拆卸连接是为了能够拆装复合材料转子）；还配置有转接头（转接头的作用是便于扳手与复合材料转子的连接，即传递扭矩），转接头为柱状结构，转接头的外壁设为与金属芯轴内壁配合的齿状结构，转接头的中心设有用以连接扳手的方孔或上表面设有用以连接扳手的方槽，压板上对应转接头开设有用以穿置扳手的通孔。

安装时，首先将紧固件穿装在底板上并将底板固定，然后将复合材料转子放置在底板上表面，逐个将挡块的下侧的连接柱插装到底板上，并同时微调复合材料转子的位置，直至所有挡块的定位曲面皆一对一贴合在复合材料转子的叶片本体的对应曲面上，然后将压板盖合，使得所有紧固件和连接柱能够插入对应位置，并通过紧固件将压板和底板固定，最后将转接头嵌装在金属芯轴的内孔中。使用时，将扳手穿过压板的通孔，然后插入转接头的方槽或方孔中，持试验要求的力矩，观察复合材料转子的金属芯轴与基体镶嵌处、叶片本体与基体胶合处的形态即达到试验目的。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供复合材料转子扭矩强度试验工装，进行一次扭矩强度试验便可得到复合材料转子的每个叶片本体与基体胶合处、金属芯轴与基体镶嵌处的两种观测结果，效率高；并且本装置结构简单、加工容易、操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的试验工装的结构示意图；

图2是本实用新型的去掉压板后的试验工装的结构示意图；

图3是本实用新型的试验工装与复合材料转子的装配图；

图4是复合材料转子的结构示意图。

图中：

1→底板；1-1→缺口；2→压板；3→挡块；3-1→挡块本体；3-2→连接柱；4→紧固件；5-1→叶片本体；5-2→基体；5-3→金属芯轴；6→转接头。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

参照图1至图3，本实用新型的复合材料转子扭矩强度试验工装，包括底板1、压板2、挡块3、紧固件4，底板1与压板2上下对应且之间形成有容置待检测的复合材料转子的空间，挡块3由挡块本体3-1和两个连接柱3-2组成，挡块本体3-1的高度大于叶片本体5-1的轴向长度，两个连接柱3-2分别固定或一体成型于挡块本体3-1的上下端面，如一体成型、焊接或通过连接件固定；且两个连接柱3-2分别插装固定在压板2和底板1上，这里的插装是本领域人员清楚的设计，即在压板2和底板1上对应连接柱3-2开设孔或槽，使连接柱3-2插入所述孔或槽实现固定；挡块3设有多个且与叶片本体5-1一一对应，每个挡块本体3-1皆设有与叶片本体5-1的同一表面适配的定位曲面，所有挡块3成圆形均布且通过定位曲面贴合叶片本体5-1的对应曲面完成对复合材料转子的限位，压板2和底板1通过紧固件4可拆卸连接，这里的紧固件4可采用螺栓、螺钉、螺柱等常用的可拆卸型的连接件；还配置有转接头6，转接头6为柱状结构，转接头6的外壁设为与金属芯轴5-3内壁配合的齿状结构，转接头6的中心设有用以连接扳手的方孔或上表面设有用以连接扳手的方槽，压板2上对应转接头6开设有用以穿置扳手的通孔。安装时，首先将紧固件4穿装在底板1上并将底板1固定，然后将复合材料转子放置在底板1上表面，逐个将挡块3的下侧的连接柱3-2插装到底板1上，并同时微调复合材料转子的位置，直至所有挡块3的定位曲面皆一对一贴合在复合材料转子的叶片本体5-1的对应曲面上，然后将压板2盖合，使得所有紧固件4和连接柱3-2能够插入对应位置，并通过紧固件4将压板2和底板1固定，最后将转接头6嵌装在金属芯轴5-3的内孔中。使用时，将扳手穿过压板2的通孔，然后插入转接头6的方槽或方孔中，持试验要求的力矩，观察复合材料转子的金属芯轴5-3与基体5-2镶嵌处、叶片本体5-1与基体5-2胶合处的形态即达到试验目的。

作为连接柱3-2的一种优选结构，所述连接柱3-2为阶梯轴结构，且直径较小的一端插入压板2或底板1中。当底板1和压板2通过紧固件4相对固定时，底板1和压板2分别压在两个连接柱3-2的阶梯面上。适应性的，这里应满足两个连接柱3-2的两个阶梯面之间的距离大于叶片本体5-1的轴向长度，避免压板2与底板1压住复合材料转子的轴向两侧，影响扭矩测试的准确度。

优选的，所述压板2或底板1上对应连接柱3-2开设多个通孔，连接柱3-2插入所述通孔内。采用通孔相对于槽而言，在安装压板2时，能够透过该通孔观察到连接柱3-2的位置，大大提高了压板2的安装效率。

优选的，所述紧固件4为由螺栓、螺母和垫片组成的连接副，结构较为简单，连接较为牢靠。

进一步的，所述底板1的边缘均布多个便于螺栓压紧的缺口1-1，当固定底板1时，可用螺栓、螺母等紧固件4通过所述缺口1-1完成对底板1的压紧固定。

进一步的，所述转接头6转动安装在底板1上，一方面保证了复合材料转子与多个挡块3形成的圆形结构同轴，便于挡块3的安装；另一方面也避免了在使用扳手扳动转接头6时发生非扭矩方向的偏移。

进一步的，所述定位曲面与叶片本体5-1的根部表面适配，避免叶片本体5-1的其他部位早于叶片本体5-1的根部受到破坏，无法达到试验目的。

实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.复合材料转子扭矩强度试验工装，其特征在于：包括底板（1）、压板（2）、挡块（3）、紧固件（4），底板（1）与压板（2）上下对应且之间形成有容置待检测的复合材料转子的空间，挡块（3）由挡块本体（3-1）和两个连接柱（3-2）组成，挡块本体（3-1）的高度大于叶片本体（5-1）的轴向长度，两个连接柱（3-2）分别固定或一体成型于挡块本体（3-1）的上下端面，且两个连接柱（3-2）分别插装固定在压板（2）和底板（1）上，挡块（3）设有多个且与叶片本体（5-1）一一对应，每个挡块本体（3-1）皆设有与叶片本体（5-1）的同一表面适配的定位曲面，所有挡块（3）成圆形均布且通过定位曲面贴合叶片本体（5-1）的对应曲面完成对复合材料转子的限位，压板（2）和底板（1）通过紧固件（4）可拆卸连接；还配置有转接头（6），转接头（6）为柱状结构，转接头（6）的外壁设为与金属芯轴（5-3）内壁配合的齿状结构，转接头（6）的中心设有用以连接扳手的方孔或上表面设有用以连接扳手的方槽，压板（2）上对应转接头（6）开设有用以穿置扳手的通孔。

2.根据权利要求1所述的复合材料转子扭矩强度试验工装，其特征在于：所述连接柱（3-2）为阶梯轴结构，且直径较小的一端插入压板（2）或底板（1）中。

3.根据权利要求1所述的复合材料转子扭矩强度试验工装，其特征在于：所述压板（2）或底板（1）上对应连接柱（3-2）开设多个通孔，连接柱（3-2）插入所述通孔内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复合材料转子扭矩强度试验工装，其特征在于：所述紧固件（4）为由螺栓、螺母和垫片组成的连接副。

5.根据权利要求4所述的复合材料转子扭矩强度试验工装，其特征在于：所述底板（1）的边缘均布多个便于螺栓压紧的缺口（1-1）。

6.根据权利要求1所述的复合材料转子扭矩强度试验工装，其特征在于：所述转接头（6）转动安装在底板（1）上。

7.根据权利要求1所述的复合材料转子扭矩强度试验工装，其特征在于：所述定位曲面与叶片本体（5-1）的根部表面适配。

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