CN216594171U - 测试用涡轮叶片及叶轮 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种测试用涡轮叶片，包括引线，引线的一端连接叶身上的传感器，另一端用于连接设置在叶轮的叶盘上的信号输出设备。其中，引线安装在涡轮叶片的叶身和榫头表面；该涡轮叶片包括设置在缘板靠近叶身背面根部的第一引线槽和设置在榫头前端面的第二引线槽，以容许引线穿过第一引线槽和第二引线槽，由叶身表面经过榫头侧表面延伸至榫头底面。本实用新型能够降低高周疲劳性能测试中的断线风险，提高试验可靠性。本实用新型还提供一种测试用叶轮。
Description
技术领域
本实用新型属于航空发动机领域，具体涉及一种测试用涡轮叶片。
背景技术
商用航空发动机结构复杂，技术要求高，研发周期长，需要经过大量长周期试验才能通过验证。其中，发动机涡轮叶片的工作环境最为恶劣，其工作温度高，应力复杂，还要承受高周循环加载。因此，涡轮叶片的性能测试时航空发动机开发中十分重要的环节。
在发动机试验中，评估叶片抗高周疲劳性能最常用的方法，就是在叶片表面直接粘贴应变计来测量叶片转动过程中的应力数据，以检测叶片在关注模态下关键位置的震动应力水平。然而发动机工作状态下转速极高，连接应变计的引线十分容易在离心力作用下断裂或因震动摩擦而产生磨损，进而导致试验测试进度延误，甚至导致长周期试验需要重新开展。因此，对测试用涡轮叶片进行合理设计，降低测试过程中引线的断线风险，提高试验可靠性，具有重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种测试用涡轮叶片，以降低引线的断裂风险，提高涡轮叶片高周疲劳性能测试的可靠性。本实用新型还提供一种测试用涡轮。
根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种测试用涡轮叶片，该涡轮叶片包括引线，引线的一端连接设置在叶身上的传感器，另一端用于连接设置在叶轮的叶盘上的信号传输设备，其中：所述涡轮叶片还包括第一引线槽和第二引线槽；所述第一引线槽为半孔槽，贯穿设置在所述叶片的缘板与叶身背侧根部相连的位置，以容许设置在叶身上的所述引线穿过所述缘板与设置在榫头侧表面的所述引线相连；所述第二引线槽为长凹槽，设置在所述榫头的前端面，一端设置在所述榫头的侧表面边缘，另一端设置在所述榫头的底面边缘，在所述榫头侧表面的所述引线延伸至并穿过所述第二引线槽，再从所述榫头底面延伸。
第一引线槽、第二引线槽提供一种合理设置的引线槽路径，这能够降低引线与涡轮叶片间发生磨损的风险，提高高周疲劳性能测试的可靠性。
可选地，布置在所述叶身上的引线为软引线，布置在所述榫头表面的引线为铠装线。
可选地，所述第一引线槽设置为半圆槽。半圆形的第一引线槽能够降低引线接触位置的摩擦。
可选地，所述第一引线槽设置在靠近涡轮叶片的尾缘的位置。将第一引线槽设置在靠近尾缘的位置，一方面为转接铠装线预留一定的操作空间，另一方面可以避开缘板下方的凸起，以进一步降低断线风险。
可选地，所述第一引线槽和第二引线槽底部为倒圆或倒钝的抛光面。
可选地，所述第二引线槽与所述榫头侧表面及底面的转接位置分别设置为圆滑转接。
可选地，所述榫头前端面与底面的连接处为倒圆角。
通过各种设计消除引线槽中的尖锐结构，进一步降低引线的磨损风险。
可选地，所述引线在所述叶身表面通过喷涂方式覆盖固定；所述引线在所述榫头的侧表面和底面上通过点焊压片固定，所述引线的安装位置避开所述榫头底部的引气孔。传感器引线为软引线，耐热温度较低，通过喷涂覆盖的方式进行固定和保护；铠装线耐热温度较高，可以通过点焊压片直接固定安装。
可选地，所述传感器包括应变片、温度传感器或压力传感器。
根据本实用新型实施例的另一个方面，还提供一种测试用叶轮，包括叶盘和叶片，所述测试用叶轮的叶盘上设置有信号传输设备，至少一个所述叶片配置为前述的测试用涡轮叶片。所述叶轮的后挡板设置有引线孔，以容许所述叶片上的引线通过所述引线孔延伸至所述叶盘上。利用该测试用叶轮开展转子性能测试，改装和加工工作量小，能够有效降低高周疲劳性能测试中的断线风险，提高试验稳定性和测点存活率，提高试验效率，节约试验成本。
附图说明
图1为一实施例中测试用涡轮叶片结构示意图；
图2为一实施例中测试用涡轮叶片局部后视图；
图3为一实施例中测试用涡轮叶片局部左视图；
图4为一实施例中测试用涡轮叶片局部仰视图。
附图标记的含义：
1-叶身；2-缘板；3-榫头；4-引线；5-前挡板；6-后挡板；7-传感器；21-第一引线槽；31-第二引线槽；32-榫头底部倒圆；33-引气孔；61-引线孔；311-侧面转接位置；312-底面转接位置。
上述附图的目的在于对本实用新型的实施例作出详细说明，以便本领域技术人员能够理解本实用新型的技术构思，而非旨在限制本实用新型。需要理解，上述附图中只示意性地画出了与本实用新型技术特征相关的结构，并未严格按照比例画出所有零件与细节。
具体实施方式
下面，通过实施例结合附图对本实用新型作出进一步的详细说明。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本领域技术人员通常所理解的含义能够；本文中所采用的术语仅为了描述具体的实施例而非旨在限制本实用新型；说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”及其同义表述意在覆盖不排他的包含。
在本文中，术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对向，而非指示所指代技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本文描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书各个位置出现的“实施例”这一表述并不一定均指代同一实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员应当理解，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
在本文实施例的描述中，“中心”、“边沿”、“水平”、“竖直”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“深度”、“厚度”、“径向”、“轴向”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实施例和简化描述的目的，而非指示或限定所指代的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，因而并非对本实用新型实施例的限制。
在本文实施例的描述中，除非另有明确的规定或线性，术语“安装”、“连接”、“相连”等应作广义理解，如可以是固定连接也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。对本领域技术人员而言，应当可以根据具体情况理解上述术语在本文实施例中的具体含义。
根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种测试用涡轮叶片。在一个或多个实施例中，叶片的结构如图1所示，该叶片包括叶身1，并通过榫头3安装在叶盘(未示出)上。在叶身1的背侧表面设置有传感器7，在叶盘上安装有信号传输设备，用于将传感器7采集的信号输出到试验设备的终端上。布置在叶身1及榫头3表面的引线4将传感器7与信号传输设备连接在一起。
作为优选，叶身1表面的引线4为传感器7的软引线，设置在榫头3表面的引线为铠装线。进一步地，软引线可以通过喷涂方式覆盖固定在叶身1的表面，由耐热涂层起到对软引线的保护作用。
结合图2，缘板2靠近叶身背侧根部的位置设置有配置为半孔槽的第一引线槽21，使叶身1上的引线4能够穿过第一引线槽21与榫头3侧面的引线连接起来，其中第一引线槽21优选地设置为半圆槽。第一引线槽的位置优选地设置在靠近涡轮叶片尾缘的位置，以便为软引线转接铠装线预留一定的操作空间，同时，可以避开缘板下方的凸起，减少榫头与引线件的摩擦，降低断线风险。
榫头3的前端面设置有配置为长凹槽的第二引线槽31，结合图3，第二引线槽31的一端设置在榫头3的侧表面边缘，即侧面转接位置311，另一端设置在榫头3的底面边缘，即底面转接位置312，引线4在榫头3的侧表面延伸至前端面，穿过第二引线槽31并进一步延伸至榫头3的底面。可选地，侧面转接位置311与底面转接位置312均设置为圆滑转接，以降低引线转接时的摩擦。由于引线4在榫头上配置为铠装线，能够耐受较高的温度，可选地采用点焊压片直接固定在榫头的表面。
作为进一步的优选，第一引线槽21与第二引线槽31底部均可设置为倒圆或倒钝的抛光面，减少试验过程中引线与引线槽之间的摩擦。
同时，榫头3的前端面与底面连接处设置为榫头底部倒圆32，一方面降低引线在这里的摩擦，另一方面为引线留出避让前挡板5的空间，降低引线摩擦断线的风险。
该测试用涡轮叶片的底面结构如图4所示，引线4的位置避让开底部引气孔33的位置，避免对叶片的冷却产生影响。
根据实际的试验需求，叶片上的传感器7可选地配置为应变片、温度传感器或压力传感器，以便对转子工作过程中的不同参数进行检测。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种测试用叶轮，包括叶盘也叶片，该叶轮至少配置了一个前述实施例中的测试用涡轮叶片。如图1所示，该叶片榫头3底面的引线4穿过设置在叶轮后挡板6上的引线孔61连接到叶盘(未示出)上，与设置在叶盘上的信号传输设备连接在一起，使传感器7采集到的信号能够通过安装在叶盘上的信号传输设备输出到试验系统终端。根据实际需求，不同叶片上可以设置相同或不同的传感器，进一步提高试验效率。
该叶轮能够降低高周疲劳性能试验中的断线风险，提高测点存活率，改善试验效率，进而降低试验成本。
需要理解，上述实施例的目的在于结合附图对本实用新型作出详细说明，以便本领域技术人员能够理解本实用新型的技术构思，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型权利要求范围内，对所涉及的零件或结构进行优化及等效替换，或在不发生结构或原理冲突的前提下对不同实施例进行结合，均落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种测试用涡轮叶片，包括引线，引线的一端连接设置在叶身上的传感器，另一端用于连接设置在叶轮的叶盘上的信号传输设备，其特征在于：
所述涡轮叶片还包括第一引线槽和第二引线槽；
所述第一引线槽为半孔槽，贯穿设置在所述叶片的缘板与叶身背侧根部相连的位置，以容许设置在叶身上的所述引线穿过所述缘板与设置在榫头侧表面的所述引线相连；
所述第二引线槽为长凹槽，设置在所述榫头的前端面，所述第二引线槽的一端设置在所述榫头的侧表面边缘另一端设置在所述榫头的底面边缘，在所述榫头侧表面的所述引线延伸至并穿过所述第二引线槽，再从所述榫头底面延伸。
2.根据权利要求1所述的测试用涡轮叶片，其特征在于，布置在所述叶身上的引线为软引线，布置在所述榫头表面的引线为铠装线。
3.根据权利要求1或2所述的测试用涡轮叶片，其特征在于，所述第一引线槽设置为半圆槽。
4.根据权利要求1或2所述的测试用涡轮叶片，其特征在于，所述第一引线槽设置在靠近涡轮叶片的尾缘的位置。
5.根据权利要求1或2所述的测试用涡轮叶片，其特征在于，所述第一引线槽和第二引线槽底部为倒圆或倒钝的抛光面。
6.根据权利要求1或2所述的测试用涡轮叶片，其特征在于，所述第二引线槽与所述榫头侧表面及底面的转接位置分别设置为圆滑转接。
7.根据权利要求1或2所述的测试用涡轮叶片，其特征在于，所述榫头前端面与底面的连接处为倒圆角。
8.根据权利要求2所述的测试用涡轮叶片，其特征在于：所述引线在所述叶身表面通过喷涂方式覆盖固定；所述引线在所述榫头的侧表面和底面上通过点焊压片固定，所述引线的安装位置避开所述榫头底部的引气孔。
9.根据权利要求1所述的测试用涡轮叶片，其特征在于，所述传感器包括应变片、温度传感器或压力传感器。
10.一种测试用叶轮，包括叶盘和叶片，其特征在于，所述测试用叶轮的叶轮盘上设置有信号传输设备，至少一个所述叶片配置为权利要求1至8其中任一所述的测试用涡轮叶片，所述叶轮的后挡板设置有引线孔，以容许所述叶片上的引线通过所述引线孔延伸至所述叶盘上。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN116124464A (zh) * | 2023-04-17 | 2023-05-16 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 用于多级涡轮叶片动应力测量的轮缘引线结构及设计方法 |
| CN116380295A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-07-04 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种压气机中间级整体叶盘叶片高温应变片的走线方法 |
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2022
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| CN116124464B (zh) * | 2023-04-17 | 2023-08-18 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 用于多级涡轮叶片动应力测量的轮缘引线结构及设计方法 |
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