JP2003270081A - Support structure of turbine moving blade - Google Patents

Support structure of turbine moving blade

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JP2003270081A
JP2003270081A JP2002075612A JP2002075612A JP2003270081A JP 2003270081 A JP2003270081 A JP 2003270081A JP 2002075612 A JP2002075612 A JP 2002075612A JP 2002075612 A JP2002075612 A JP 2002075612A JP 2003270081 A JP2003270081 A JP 2003270081A
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clamp
shank
turbine
blade
rotor blade
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JP2002075612A
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Inventor
Nobunaga Yoshino
展永 吉野
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of cracks due to fatigue breakdown from a portion other than a blade section that is a rating section by strongly performing cantilever support and fixation of a turbine moving blade to a tool-chucking section that is mounted to a fatigue-testing machine. <P>SOLUTION: Projecting portions of loop-side and rear-side clamps (8a, 8b) are inserted and engaged into loop-side and rear-side shank pockets (4a, 4b) of a shank section (4) at one end of a blade section (2) of a turbine moving blade (10), and the bottom surface of the shank pockets is gripped for fixing from both sides in the rotary direction of a turbine. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はタービン動翼の支持
構造に係るものであり、より詳しくは、疲労試験機に取
り付けられた治具にタービン動翼を片持支持・固定して
主として高サイクル疲労試験を行うためのタービン動翼
の支持構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for supporting a turbine rotor blade, and more specifically, it is mainly used for a high cycle by supporting and fixing the turbine rotor blade to a jig attached to a fatigue tester. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a turbine rotor blade support structure for performing a fatigue test.

【0002】[0002]

【従来の技術】流体の運動エネルギを回転運動に変え回
転動力を得るガスタービンのタービン動翼には、ガスタ
ービンの運転時に様々な方向の力やモーメントが作用す
るため、運転時の安全性を確認するため実機製造前には
種々の強度試験が行われる。運動する金属部品の破壊は
材料の疲れによるものが多く、そのため試験片となるタ
ービン動翼を連続的に繰り返して加振して行う疲労試験
は、タービン動翼の信頼性を保証する上で最も重要な強
度試験の一つである。
2. Description of the Prior Art Forces and moments in various directions act on the turbine rotor blade of a gas turbine for converting the kinetic energy of a fluid into rotary motion to obtain rotary power. For confirmation, various strength tests are performed before the actual production. Fracture of moving metal parts is often due to fatigue of the material.Therefore, a fatigue test, in which a turbine blade that is a test piece is continuously and repeatedly vibrated, is the most important factor in ensuring the reliability of the turbine blade. This is one of the important strength tests.

【0003】まず図6に示したタービン動翼の斜視図を
用いて、タービン動翼の各部の名称を説明する。このタ
ービン動翼(10)は、翼形状に形成された翼部(2)
と翼部の一端に形成されたプラットホーム部(7)から
なり、プラットホーム部はシャンク部(4)およびタブ
テール部(6)とから構成されている。シャンク部
(4)の両側にはタービン動翼の回転方向、すなわち翼
面に対して略法線方向(図では上下方向)に形成された
略楕円筒形状の凹みが形成されている。この凹みは、一
般に翼面の腹側のものを腹側シャンクポケット(4
a)、背側のものを背側シャンクポケット(4b)と呼
ばれている。この腹側および背側のシャンクポケット
(4a,4b)は稼動部であるタービン動翼(10)の
軽量化の要請によるものであり、タービン動翼の強度を
確保するために必要最低限の肉厚を残してシャンク部の
材料をそぎ落とした結果にできたものである。
First, the name of each part of the turbine rotor blade will be described with reference to the perspective view of the turbine rotor blade shown in FIG. This turbine rotor blade (10) has a blade portion (2) formed in a blade shape.
And a platform portion (7) formed at one end of the wing portion, and the platform portion includes a shank portion (4) and a tab tail portion (6). On both sides of the shank portion (4), there is formed a substantially elliptic cylinder-shaped recess formed in the rotational direction of the turbine rotor blade, that is, in the direction substantially normal to the blade surface (vertical direction in the figure). This recess is generally located on the ventral side of the wing surface and is located on the ventral side shank pocket (4
a) and the one on the back side is called the back side shank pocket (4b). The shank pockets (4a, 4b) on the ventral side and the dorsal side are required to reduce the weight of the turbine rotor blade (10), which is a moving portion, and have the minimum necessary thickness for securing the strength of the turbine rotor blade. This is the result of scraping off the material of the shank part while leaving the thickness.

【0004】シャンク部(4)にはタービン動翼をター
ビンディスクと係止して固定するためのタブテール部
(6)が一体的にのびている。また、シャンク部(4)
と翼部(2)との境目の部分には、複数のタービン動翼
が円周上に並べられた際に隣接するタービン動翼同士の
間隙を埋め、ガス流路を形成することとなるエンジェル
ウィング(14)と呼ばれる薄板状の突起が設けられて
いる。
The shank portion (4) integrally has a tab tail portion (6) for locking and fixing the turbine blade to the turbine disk. Also, shank part (4)
An angel that fills a gap between adjacent turbine moving blades when a plurality of turbine moving blades are arranged on the circumference and forms a gas flow path at a boundary between the blade and the blade portion (2). A thin plate-shaped protrusion called a wing (14) is provided.

【0005】図示したタービン動翼(10)の翼部
(2)の疲労強度を調べるための疲労試験は、主として
上下振動を発生させる疲労試験機に取り付けられた治具
のチャック部にタービン動翼を片持支持し、これをその
タービン動翼に固有の共振振動数で振動させることによ
り行われる。
The fatigue test for investigating the fatigue strength of the blade portion (2) of the illustrated turbine rotor blade (10) is conducted mainly by the turbine rotor blade on the chuck portion of the jig attached to the fatigue tester which causes vertical vibration. Is supported in a cantilever manner and is oscillated at a resonance frequency peculiar to the turbine rotor blade.

【0006】ここで従来法によるチャック部へのタービ
ン動翼の固定方法は、「シャンクポケットの縁となる
シャンク部のタービン回転方向の面(図中の16)をチ
ャック部によって、翼面に対して略法線方向(図では上
下方向)から挟み込んで拘束する方法」か、「プラッ
トホーム部に形成されたタブテール部およびエンジェル
ウィングを拘束して行う方法」により行われていた。な
おチャック部へのタービン動翼の拘束は、チャック部を
構成する厚板状の2つのクランプの間にタービン動翼を
配置した後に、2つクランプの平行状態を保ちながら複
数のボルト/ナットで一方のクランプを他方のクランプ
に付勢して2つのクランプ間の空隙を狭めることにより
行なっていた。
Here, the conventional method for fixing the turbine rotor blade to the chuck portion is as follows: "The surface of the shank portion, which is the edge of the shank pocket, in the turbine rotation direction (16 in the figure) is attached to the blade surface by the chuck portion. It is performed by sandwiching and constraining it from a substantially normal direction (vertical direction in the figure) or by "constraining the tab tail portion and the angel wing formed on the platform portion. Note that the turbine blade is restrained to the chuck part by arranging the turbine blade between two thick plate-shaped clamps that form the chuck part and then using a plurality of bolts / nuts while keeping the two clamps in parallel. This is done by urging one clamp toward the other clamp to narrow the gap between the two clamps.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来のの「シャンクポケットの縁となるシャンク部の
タービン回転方向の面をチャック部によって、翼面に対
して略法線方向から挟み込んで拘束する方法」では、支
持面積が小さく、また2次元的な面で支持するものであ
るため、近年の部品の軽量化に伴うシャンク部の薄肉化
により、強い力でこれを挟み込んで固定しようとすると
大きな定常応力がシャンク部に作用し薄肉状のシャンク
部に座屈変形を生じたり、評定部である翼部以外の部分
から疲労破壊によるクラックが発生するといった問題が
あった。また、上記の「プラットホーム部に形成され
たタブテール部およびエンジェルウィングを拘束して行
う方法」では、の方法に比べて若干の改善は見られる
ものの、プラットホーム部の形状によってはやはり上記
と同様に評定部である翼部以外の部分からクラックが発
生することがあった。
However, the above-described conventional "method of restraining the surface of the shank portion, which is the edge of the shank pocket, in the turbine rotation direction by the chuck portion from the substantially normal direction to the blade surface. ”, The supporting area is small and it is supported by a two-dimensional surface. Due to the thinning of the shank part due to the recent weight reduction of parts, it becomes a large steady force when sandwiching and fixing it with a strong force. There are problems that the stress acts on the shank portion to cause buckling deformation in the thin-walled shank portion, and cracks due to fatigue fracture occur from a portion other than the blade portion, which is the evaluation portion. Also, in the above "method of restraining the tab tail part and the angel wing formed on the platform part", although a slight improvement can be seen compared to the method, depending on the shape of the platform part, the same evaluation as above is also obtained. There were cases where cracks occurred from parts other than the blade part.

【0008】特に、低圧用のタービン動翼では翼部がプ
ラットホーム部に比べて大きいため、この方法によりタ
ービン動翼を疲労試験機に固定すると、多くの場合シャ
ンク部とタブテール部との境界付近に疲労破壊によるク
ラックが生じてしまうといといった問題があった。かか
る問題は高サイクルの疲労試験を実施しようとする場合
に特に顕著となっていた。
Particularly, in a low-pressure turbine rotor blade, the blade portion is larger than the platform portion. Therefore, when the turbine rotor blade is fixed to the fatigue tester by this method, in many cases, the vicinity of the boundary between the shank portion and the tab tail portion is reached. There was a problem that cracks would occur due to fatigue fracture. Such a problem has been particularly remarkable when trying to carry out a high cycle fatigue test.

【0009】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あって、タービン動翼を疲労試験機に取り付けられた治
具のチャック部に強固に片持支持・固定し、特に高サイ
クルの疲労試験の実施を可能とするとともに、評定部で
ある翼部以外の部分からの疲労破壊によるクラックの発
生を防止することができるタービン動翼の支持構造を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, in which a turbine rotor blade is strongly cantilever-supported and fixed to a chuck portion of a jig attached to a fatigue tester, and particularly a high-cycle fatigue test is performed. It is an object of the present invention to provide a support structure for a turbine rotor blade that enables the implementation of the above, and can prevent the occurrence of cracks due to fatigue fracture from the portion other than the blade portion that is the rating portion.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、翼部(2)の一端にシャンク部(4)およびタブ
テール部(6)からなるプラットホーム部(7)が形成
され、かつ該シャンク部の両側にタービン回転方向の凹
みからなる腹側シャンクポケット(4a)および背側シ
ャンクポケット(4b)を有するタービン動翼(10)
を、疲労試験機に取り付けた治具(20)に片持支持
し、これを加振して翼部の疲労強度を測定するためのタ
ービン動翼の支持構造であって、タービン動翼を片持支
持する前記治具のチャック部には、前記腹側シャンクポ
ケットおよび背側シャンクポケットの凹みに嵌合する凸
部を有する腹側クランプ(8a)および背側クランプ
(8b)が取り付けられており、該腹側クランプおよび
該背側クランプはそれぞれ前記腹側シャンクポケットお
よび前記背側シャンクポケットに挿入して嵌められ、腹
側シャンクポケットおよび背側シャンクポケットの底面
をタービン回転方向の両側から把持して固定する、こと
を特徴とするタービン動翼の支持構造を提供する。
According to the present invention for achieving the above object, a platform portion (7) including a shank portion (4) and a tab tail portion (6) is formed at one end of a wing portion (2), and Turbine rotor blade (10) having a ventral side shank pocket (4a) and a back side shank pocket (4b) formed on both sides of the shank portion, the recess being formed in the turbine rotation direction.
Is a supporting structure for a turbine blade for cantilever-supporting a jig (20) attached to a fatigue tester and vibrating the jig to measure the fatigue strength of the blade part. An abdominal clamp (8a) and a dorsal clamp (8b) having protrusions that fit into the recesses of the abdominal shank pocket and the back shank pocket are attached to the chuck portion of the jig that is held and supported. The ventral clamp and the dorsal clamp are inserted and fitted into the ventral shank pocket and the dorsal shank pocket, respectively, and grip the bottom surfaces of the ventral shank pocket and the dorsal shank pocket from both sides in the turbine rotation direction. (EN) A support structure for a turbine rotor blade, which is characterized in that it is fixed.

【0011】本発明によれば、腹側シャンクポケットお
よび背側シャンクポケットの凹みに嵌合する形状の腹側
クランプおよび背側クランプを用い、これをそれぞれ腹
側シャンクポケットおよび背側シャンクポケットに挿入
して嵌め、腹側シャンクポケットおよび背側シャンクポ
ケットの底面をタービン回転方向、すなわち翼面に対し
て略法線方向の両側から把持して固定することで支持面
積を増やし、かつ3次元的にタービン動翼を把持するた
め、治具にタービン動翼を強固に片持支持・固定するこ
とができる。また薄肉のシャンク部を固定するものでは
ないためシャンク部やタブテール部に疲労破壊を生じる
ことがなく、適切に翼部の疲労強度の試験を行うことが
できる。
According to the present invention, a ventral clamp and a dorsal clamp which are shaped to fit in the recesses of the ventral shank pocket and the dorsal shank pocket are used, and are inserted into the ventral shank pocket and the dorsal shank pocket, respectively. Then, the bottom surface of the ventral shank pocket and the back shank pocket is fixed by grasping and fixing the bottom surfaces of the turbine rotation direction, that is, from both sides in the substantially normal direction to the blade surface, and three-dimensionally. Since the turbine rotor blade is gripped, the turbine rotor blade can be firmly cantilevered and fixed to the jig. Further, since the thin shank portion is not fixed, fatigue failure does not occur in the shank portion and the tab tail portion, and the fatigue strength test of the blade portion can be appropriately performed.

【0012】また、前記腹側クランプ(8a)および前
記背側クランプ(8b)は、さらに前記腹側シャンクポ
ケット(4a)および背側シャンクポケット(4b)の
縁となるタービン回転方向のシャンク部(4)と隙間な
く当接し、これをタービン回転方向の両側から把持す
る、ことが好ましい。
Further, the ventral clamp (8a) and the dorsal clamp (8b) further include a shank portion (in the turbine rotation direction) which is an edge of the ventral shank pocket (4a) and the dorsal shank pocket (4b). It is preferable to contact with 4) without a gap and to grip this from both sides in the turbine rotation direction.

【0013】上記に加えてシャンクポケットの縁となる
タービン回転方向のシャンク部の面もタービン回転方向
の両側から把持することにより、クランプとの接触面積
をより増加させ、治具にタービン動翼を安定して片持支
持・固定することができる。なお、シャンクポケットは
クランプが挿入されて中実状態となるため、強い力でシ
ャンク部を挟み込んで把持しても薄肉状のシャンク部に
座屈変形やクラックを生じることはない。
In addition to the above, by gripping the surface of the shank portion in the turbine rotation direction, which is the edge of the shank pocket, from both sides in the turbine rotation direction, the contact area with the clamp is further increased, and the turbine blade is mounted on the jig. Can be stably supported and cantilevered. Since the clamp is inserted into the shank pocket to be in a solid state, buckling deformation or cracking does not occur in the thin-walled shank portion even if the shank portion is sandwiched and gripped by a strong force.

【0014】ここで、前記腹側クランプ(8a)および
前記背側クランプ(8b)は、タービン動翼(10)の
設計に用いられた3次元CADデータを基礎に腹側シャ
ンクポケット(4a)および背側シャンクポケット(4
b)の凹みの形状を算出し、金属材料を削り出すことに
より製作される、ことが好ましい。
Here, the ventral side clamp (8a) and the dorsal side clamp (8b) are based on the three-dimensional CAD data used for the design of the turbine blade (10), and the ventral side shank pocket (4a) and Back shank pocket (4
It is preferably manufactured by calculating the shape of the depression of b) and cutting out the metal material.

【0015】タービン動翼のプラットホーム部は3次元
CADによる設計データを基礎に主として鋳造により製
作されるが、この3次元CADデータを基にシャンクポ
ケットの凹みの形状を算出して製作することで、シャン
クポケットの形状と正確に嵌合することができる腹側お
よび背側クランプを形成することが可能となる。なお、
使い捨ての部品である腹側および背側クランプは比較的
単純な凸形状の部品であるため、材料からの削り出しも
比較的容易に行うことができる。
The platform of the turbine blade is manufactured mainly by casting based on the design data by three-dimensional CAD. By calculating the shape of the recess of the shank pocket based on this three-dimensional CAD data, It is possible to form ventral and dorsal clamps that can fit exactly into the shape of the shank pocket. In addition,
Since the ventral and dorsal clamps, which are disposable parts, are relatively simple convex parts, they can be cut out from the material relatively easily.

【0016】本発明の好ましい実施態様では、前記腹側
クランプ(8a)および前記背側クランプ(8b)の材
料には、高硬度のアルミ系金属材料を用いる。
In a preferred embodiment of the present invention, the abdominal clamp (8a) and the dorsal clamp (8b) are made of a high hardness aluminum metal material.

【0017】アルミ系金属材料を用いクランプを製作
し、これをシャンクポケットにクランプを挿入して嵌め
た後に強く把持することで、クランプに若干の縦ひずみ
および横ひずみを生じさせ、シャンクポケットを形成す
る凹みにクランプを十分に密着させることができる。こ
れによりタービン動翼は安定して治具に固定される。な
お高硬度のアルミ材を用いるのは、低硬度のアルミ材を
用いるとクランプ自体が緩衝作用を有する結果、適切な
疲労試験を行えなくなってしまうためである。
A clamp is manufactured by using an aluminum-based metal material, and the clamp is inserted into the shank pocket, fitted, and then firmly gripped, thereby causing a slight longitudinal strain and lateral strain in the clamp to form a shank pocket. The clamp can be sufficiently adhered to the recess. As a result, the turbine rotor blade is stably fixed to the jig. The reason why the high hardness aluminum material is used is that if the low hardness aluminum material is used, the clamp itself has a cushioning action, and as a result, an appropriate fatigue test cannot be performed.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本願発
明について説明する。図1から図4に本発明のタービン
動翼の支持構造の好適な実施例を示す。なお、各図にお
いて共通する部位については同一の符号を付し、重複し
た説明を省略する。ここで図1は治具にタービン動翼を
片持支持した状態を表す斜視図、図2はその正面図、図
3、図4はそれぞれ図2におけるX−X断面図、Y−Y
断面図を示している。なお、図2から図4中の二点破線
は治具に固定されるタービン動翼を透過的に表してい
る。この治具に片持支持・固定されるタービン動翼は図
6に示したタービン動翼と同じものであり、以下[従来
技術]で用いた各部の名称と同一の名称を用いて説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show a preferred embodiment of a support structure for a turbine rotor blade according to the present invention. In addition, the same reference numerals are given to the common parts in each drawing, and the duplicated description will be omitted. Here, FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a turbine blade is cantilevered and supported by a jig, FIG. 2 is a front view thereof, and FIGS. 3 and 4 are XX sectional views and YY in FIG. 2, respectively.
A cross-sectional view is shown. The two-dot broken line in FIGS. 2 to 4 transparently represents the turbine rotor blade fixed to the jig. The turbine rotor blade cantilever-supported and fixed to this jig is the same as the turbine rotor blade shown in FIG. 6, and will be described below using the same names as the names of the parts used in [Prior Art].

【0019】図1から図4に示した治具20は、疲労試
験機の図示しないシリンダロッド上に、その台座22に
おいて堅固に固定されている。なお24は台座22をシ
リンダロッドに固定するためのネジである。
The jig 20 shown in FIGS. 1 to 4 is firmly fixed on a cylinder rod (not shown) of a fatigue tester by a pedestal 22 thereof. Reference numeral 24 is a screw for fixing the pedestal 22 to the cylinder rod.

【0020】この疲労試験機はシリンダロッドの上面に
固定された治具20を上下方向に振動することで、治具
に片持支持・固定されたタービン動翼10に、そのター
ビン動翼が組み立てられた際の回転方向、すなわち翼面
に対して略法線方向の振動を繰り返し与え、翼部を連続
的にたわませることによって翼部の疲労強度を測定する
ものである。
This fatigue testing machine oscillates a jig 20 fixed on the upper surface of a cylinder rod in the vertical direction, so that the turbine moving blade 10 is cantilevered and fixed to the jig to assemble the turbine moving blade. The fatigue strength of the blade portion is measured by repeatedly giving the vibration in the rotation direction at the time of the rotation, that is, in the direction of the normal line to the blade surface to continuously bend the blade portion.

【0021】ここでタービン動翼に与える振動をそのタ
ービン動翼の固有の共振振動数とすることで小さな振動
力によっても比較的多きなたわみを翼部に生じさせるこ
とができる。また図示した治具20へのタービン動翼の
固定は翼面の腹側を上にして行われる。なお、翼部のた
わみ量は図示しない光学式変位計により管理されてい
る。
By setting the vibration applied to the turbine rotor blade to the resonance frequency specific to the turbine rotor blade, a relatively large deflection can be generated in the blade portion even with a small vibration force. Further, the turbine rotor blade is fixed to the illustrated jig 20 with the ventral side of the blade surface facing upward. The amount of deflection of the wing is controlled by an optical displacement meter (not shown).

【0022】この治具20は、その前面となる一面に開
口部26を有し、内部にタービン動翼のプラットホーム
部を配置可能な空間28形成され、かつ台座22と一体
的に形成された箱体32と、開口部26に取り付けら
れ、開口部26の上方の一部を覆う上部蓋34および開
口部の下方の一部を覆う下部蓋36と、によりその外形
が形成されている。この上部蓋34および下部蓋36は
それぞれ開口部26の前面からボルトによって箱体32
に固定できるようになっている。
The jig 20 has an opening 26 on one surface which is a front surface thereof, a space 28 in which a platform portion of a turbine rotor blade can be arranged is formed, and a box integrally formed with a pedestal 22. The outer shape is formed by the body 32, an upper lid 34 that is attached to the opening 26 and covers a portion above the opening 26, and a lower lid 36 that covers a portion below the opening 26. The upper lid 34 and the lower lid 36 are respectively attached to the box 32 by bolts from the front surface of the opening 26.
It can be fixed to.

【0023】空間28内にはタービン動翼10を片持支
持・固定するためのチャック部が配置されている。チャ
ック部は、腹側クランプ8a、背側クランプ8bおよび
腹側クランプを固定するプレート材38からなり、プレ
ート材38は空間28内の上面付近に取り付けられ、付
勢ネジ42によって腹側クランプ8aと一体的に垂直方
向下方に移動可能な形態をしている。また背側クランプ
8bは、空間28の底面に据え置かれている。
In the space 28, a chuck portion for cantilevering and supporting the turbine rotor blade 10 is arranged. The chuck portion is composed of a belly-side clamp 8a, a back-side clamp 8b, and a plate member 38 for fixing the belly-side clamp. The plate member 38 is attached near the upper surface in the space 28, and the belly-side clamp 8a is attached by a biasing screw 42. It has a form in which it can move integrally downward in the vertical direction. The back side clamp 8b is installed on the bottom surface of the space 28.

【0024】プレート材38および背側クランプ8bは
それぞれ上部蓋および下部蓋により治具前面から空間の
奥側へ付勢され、試験中に開口部から飛び出してくるこ
とがないように支えられている。
The plate member 38 and the back side clamp 8b are biased from the jig front surface toward the inner side of the space by the upper lid and the lower lid, respectively, and are supported so as not to come out from the opening during the test. .

【0025】腹側クランプ8aおよび背側クランプ8b
にはそれぞれ凸部が形成されている。腹側クランプ8a
の凸部は、タービン動翼10のシャンク部4に形成され
た凹みからなる腹側シャンクポケット4aと嵌合する形
状をしており、背側クランプ8bの凸部は、背側シャン
クポケット4bと嵌合する形状をしている。なお、図5
(a)に腹側クランプ、(b)に背側クランプの具体的
な形状を示した。この腹側クランプおよび背側クランプ
の凸部は、その軸を合わせて対向する状態で治具に取り
付けられる。
Ventral clamp 8a and dorsal clamp 8b
Each has a convex portion formed. Ventral clamp 8a
Has a shape that fits with an abdominal shank pocket 4a formed of a recess formed in the shank portion 4 of the turbine rotor blade 10, and the convex portion of the back clamp 8b is formed with the back shank pocket 4b. It is shaped to fit. Note that FIG.
The specific shape of the ventral clamp is shown in (a) and the dorsal clamp is shown in (b). The protrusions of the belly-side clamp and the back-side clamp are attached to the jig with their axes aligned and facing each other.

【0026】ここで腹側クランプ8aおよび背側クラン
プ8bはともに他の部品に用いられる金属材料よりも柔
軟な高硬度のアルミ系金属材料により製作されることが
好ましい。アルミ系金属材料を用いれば、その製作も容
易であり、使い捨ての部品であるクランプを比較的低廉
に提供することができる。また、アルミ系金属材料は若
干の柔軟性を有するため、タービン動翼を固定する際に
後述する利点を備えている。
Here, it is preferable that both the abdominal clamp 8a and the dorsal clamp 8b are made of an aluminum-based metallic material having a higher hardness and more flexible than metallic materials used for other parts. If an aluminum-based metal material is used, its manufacture is easy, and a clamp, which is a disposable component, can be provided at a relatively low cost. Further, since the aluminum-based metal material has some flexibility, it has the advantages described below when fixing the turbine rotor blade.

【0027】なお腹側および背側クランプの製作は、タ
ービン動翼の設計に用いられた3次元CADデータを基
礎に腹側シャンクポケットおよび背側シャンクポケット
の凹みの形状を算出して、材料を削り出すことにより行
われることが好ましい。シャンクポケットの形状の3次
元CADデータを基に腹側および背側クランプを製作す
ることで、シャンクポケットの凹みと正確に嵌合するク
ランプの凸部を製造することが可能となる。なお、腹側
および背側クランプは比較的単純な凸形状の部品である
ため、材料からの削り出しも比較的容易である。
The abdominal and dorsal clamps are manufactured by calculating the shapes of the depressions of the abdominal shank pocket and the dorsal shank pocket based on the three-dimensional CAD data used for designing the turbine blade. It is preferably carried out by shaving. By manufacturing the ventral and dorsal clamps based on the three-dimensional CAD data of the shape of the shank pocket, it becomes possible to manufacture the convex portion of the clamp that accurately fits the recess of the shank pocket. Since the ventral and dorsal clamps are relatively simple convex parts, it is relatively easy to cut out the material.

【0028】チャック部へのタービン動翼10の固定
は、プラットホーム部7を翼部2の腹側が上向きになる
ように空間28内に配置し、背側シャンクポケット4b
を背側クランプ8bに嵌合した後に、腹側シャンクポケ
ット4aの凹みにプレート材38に固定された腹側クラ
ンプ8aの凸部を挿入して行われる。腹側クランプはプ
レート材を下方に付勢する付勢ネジ42を締め付けるこ
とによりプレート材と一体的に垂直方向下方に移動し、
腹側クランプおよび背側クランプは腹側シャンクポケッ
トおよび背側シャンクポケットの底面をタービン回転方
向(図では上下方向)の両側から把持する。
For fixing the turbine rotor blade 10 to the chuck portion, the platform portion 7 is arranged in the space 28 so that the ventral side of the blade portion 2 faces upward, and the back side shank pocket 4b.
Is fitted to the dorsal clamp 8b, and then the convex portion of the abdominal clamp 8a fixed to the plate member 38 is inserted into the recess of the abdominal shank pocket 4a. The abdominal clamp moves vertically downward integrally with the plate material by tightening a biasing screw 42 that biases the plate material downward,
The ventral clamp and the dorsal clamp grasp the bottom surfaces of the ventral shank pocket and the dorsal shank pocket from both sides in the turbine rotation direction (vertical direction in the figure).

【0029】このとき、アルミ系金属材料のクランプ
は、若干の縦ひずみおよび横ひずみを生じ、シャンクポ
ケットを形成する凹みに十分に密着するため、タービン
動翼を安定して把持することができる。また、クランプ
の凸部はシャンクポケットの側壁をも3次元的に支持す
るため、薄肉状のシャンク部に疲労破壊を生じることが
なく、適切に翼部の疲労強度の試験を行うことができ
る。
At this time, the clamp made of the aluminum-based metal material causes a slight longitudinal strain and a lateral strain and sufficiently adheres to the recess forming the shank pocket, so that the turbine rotor blade can be stably gripped. Further, since the convex portion of the clamp also three-dimensionally supports the side wall of the shank pocket, fatigue fracture of the thin-walled shank portion does not occur, and the fatigue strength test of the blade portion can be appropriately performed.

【0030】さらに、腹側クランプ8aおよび背側クラ
ンプ8bは、腹側シャンクポケット4aおよび背側シャ
ンクポケット4bの縁となるタービン回転方向のシャン
ク部4の面16をもそれぞれタービン回転方向の両側か
ら把持して固定している。
Further, in the abdominal clamp 8a and the dorsal clamp 8b, the surfaces 16 of the shank portion 4 in the turbine rotating direction, which are the edges of the abdominal shank pocket 4a and the dorsal shank pocket 4b, are also provided from both sides in the turbine rotating direction. It is gripped and fixed.

【0031】図6に示したシャンク部4の面16をクラ
ンプの凸部の付け根部分で把持し、クランプとシャンク
部との接触面積をより増加させることで、タービン動翼
を治具により強固に片持支持・固定することができる。
The surface 16 of the shank portion 4 shown in FIG. 6 is gripped by the base portion of the convex portion of the clamp, and the contact area between the clamp and the shank portion is further increased, so that the turbine blade is firmly fixed to the jig. Can be cantilevered and fixed.

【0032】また、本実施例の治具ではタブテール部6
を支えるための支持材44が設けられている。シャンク
部4に加えてタブテール部6をも支持材44によって支
持することで、振動試験中のシャンク部に加わる力を分
散・減少させ、シャンク部からの疲労破壊の発生を充分
に抑制することができる。なおこの支持材44はタービ
ン動翼10を安定して片持支持するためには好ましいも
のではあるが、本発明の構成として必須のものではな
い。
In the jig of this embodiment, the tab tail portion 6
A support member 44 is provided to support the. By supporting not only the shank portion 4 but also the tab tail portion 6 by the support member 44, the force applied to the shank portion during the vibration test can be dispersed / reduced and the fatigue fracture from the shank portion can be sufficiently suppressed. it can. The support member 44 is preferable for stably supporting the turbine rotor blade 10 in a cantilever manner, but is not essential as the configuration of the present invention.

【0033】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、疲労
試験機に取り付けられた治具のチャック部にタービン動
翼を強固に片持支持・固定し、評定部である翼部以外の
部分からの疲労破壊によるクラックの発生を防止し、特
に高サイクルの疲労試験の適切な実施を可能とするター
ビン動翼の支持構造が提供される。
As described above, according to the present invention, the turbine rotor blade is firmly cantilevered and fixed to the chuck portion of the jig attached to the fatigue tester, except for the blade portion which is the evaluation portion. (EN) Provided is a support structure for a turbine rotor blade, which prevents the occurrence of cracks due to fatigue fracture from a part and enables appropriate execution of a particularly high cycle fatigue test.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 治具にタービン動翼を片持支持した状態を表
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a turbine blade is cantilevered and supported by a jig.

【図2】 本実施例における治具の正面図である。FIG. 2 is a front view of a jig in this example.

【図3】 図2におけるX−X断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line XX in FIG.

【図4】 図2におけるY−Y断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line YY in FIG.

【図5】 腹側クランプおよび背側クランプの具体的形
状を表した斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing specific shapes of an abdominal clamp and a dorsal clamp.

【図6】 タービン動翼を表した斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a turbine rotor blade.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 翼部 4 シャンク部 4a 腹側シャンクポケット 4b 背側シャンクポケット 6 タブテール部 7 プラットホーム部 8a 腹側クランプ 8b 背側クランプ 10 タービン動翼 14 エンジェルウィング 20 治具 22 台座 24 ネジ 26 開口部 28 空間 32 箱体 34 上部蓋 36 下部蓋 38 プレート材 42 付勢ネジ 44 支持材 2 wings 4 Shank part 4a Ventral shank pocket 4b Dorsal shank pocket 6 Tab tail part 7 Platform Department 8a Ventral clamp 8b Dorsal clamp 10 turbine blades 14 angel wings 20 jigs 22 pedestal 24 screws 26 opening 28 space 32 boxes 34 Upper lid 36 Lower lid 38 Plate material 42 biasing screw 44 Support material

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 翼部(2)の一端にシャンク部(4)お
よびタブテール部(6)からなるプラットホーム部
(7)が形成され、かつ該シャンク部の両側にタービン
回転方向の凹みからなる腹側シャンクポケット(4a)
および背側シャンクポケット(4b)を有するタービン
動翼(10)を、疲労試験機に取り付けた治具(20)
に片持支持し、これを加振して翼部の疲労強度を測定す
るためのタービン動翼の支持構造であって、 タービン動翼を片持支持する前記治具のチャック部に
は、前記腹側シャンクポケットおよび背側シャンクポケ
ットの凹みに嵌合する凸部を有する腹側クランプ(8
a)および背側クランプ(8b)が取り付けられてお
り、該腹側クランプおよび該背側クランプはそれぞれ前
記腹側シャンクポケットおよび前記背側シャンクポケッ
トに挿入して嵌められ、腹側シャンクポケットおよび背
側シャンクポケットの底面をタービン回転方向の両側か
ら把持して固定する、ことを特徴とするタービン動翼の
支持構造。
1. An abdomen formed on one end of the blade (2) with a platform portion (7) consisting of a shank portion (4) and a tab tail portion (6), and on both sides of the shank portion comprising depressions in the turbine rotation direction. Side shank pocket (4a)
And a jig (20) in which a turbine blade (10) having a back shank pocket (4b) is attached to a fatigue tester.
A turbine rotor blade supporting structure for cantilever-supporting and measuring the fatigue strength of the blade portion by vibrating this, wherein the chuck portion of the jig for cantilever-supporting the turbine rotor blade is An abdominal clamp (8) having a convex portion that fits into the depressions of the abdominal shank pocket and the back shank pocket (8
a) and a dorsal clamp (8b) are attached, the abdominal clamp and the dorsal clamp being inserted and fitted into the abdominal shank pocket and the dorsal shank pocket, respectively. A support structure for a turbine rotor blade, characterized in that the bottom surface of the side shank pocket is gripped and fixed from both sides in the turbine rotation direction.
【請求項2】 前記腹側クランプ(8a)および前記背
側クランプ(8b)は、さらに前記腹側シャンクポケッ
ト(4a)および背側シャンクポケット(4b)の縁と
なるタービン回転方向のシャンク部(4)と隙間なく当
接し、これをタービン回転方向の両側から把持する、こ
とを特徴とする請求項1に記載のタービン動翼の支持構
造。
2. The shank portion in the turbine rotation direction, which is the edge of the ventral side shank pocket (4a) and the back side shank pocket (4b), of the ventral side clamp (8a) and the dorsal side clamp (8b). The support structure for a turbine rotor blade according to claim 1, wherein the support structure is in contact with 4) without any clearance and is gripped from both sides in the turbine rotation direction.
【請求項3】 前記腹側クランプ(8a)および前記背
側クランプ(8b)は、タービン動翼(10)の設計に
用いられた3次元CADデータを基礎に腹側シャンクポ
ケット(4a)および背側シャンクポケット(4b)の
凹みの形状を算出し、金属材料を削り出すことにより製
作される、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のタ
ービン動翼の支持構造。
3. The ventral clamp (8a) and the dorsal clamp (8b) are based on the three-dimensional CAD data used for designing the turbine blade (10), and the ventral shank pocket (4a) and the dorsal clamp (8a). The turbine rotor blade support structure according to claim 1 or 2, which is manufactured by calculating a shape of a recess of the side shank pocket (4b) and shaving a metal material.
【請求項4】 前記腹側クランプ(8a)および前記背
側クランプ(8b)は、高硬度のアルミ系金属材料から
なる、ことを特徴とする請求項1乃至3に記載のタービ
ン動翼の支持構造。
4. The turbine rotor blade support according to claim 1, wherein the ventral side clamp (8a) and the back side clamp (8b) are made of a high hardness aluminum-based metal material. Construction.
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