KR20160009036A - 올리고사이클릭 피로 또는 올리고사이클릭 및 폴리사이클 피로 시험 장비 - Google Patents

Abstract

로터 디스크의 리세스 접촉 표면에 대해 적어도 한 개의 블레이드 루트 베어링과 같은 터빈 엔진 부분들의 베어링을 재현하기 위한 저사이클 선택적으로 고사이클 피로 시험 장비(100)로서, 프레임(108)에 고정되고 적어도 한 개의 베어링 표면(148)을 형성하는 지지 부재(126) 및 시험 편(110)을 포함하고 상기 시험 편은 시험편에 부하를 주기 위한 인장 수단(104)과 연결되어 시험 편은 상기 지지 부재의 각 베어링 표면에 대해 지지되는 시험 장비에 있어서, 상기 시험 장비는 상기 지지부재 상에서 제1 축(B) 주위에서 회전하도록 장착된 요소(136)에 의해 상기 베어링 표면(148)이 지지되고, 상기 제1축과 수직인 제2축(A) 주위에서 관절연결을 위한 수단(114)에 의해 상기 시험 편이 상기 인장 수단과 연결되며, 상기 축들 주위에서 상기 시험 편 및 상기 요소를 조정하고 구속하기 위한 수단을 추가로 포함한다.

Description

올리고사이클릭 피로 또는 올리고사이클릭 및 폴리사이클 피로 시험 장비{OLIGOCYCLIC FATIGUE OR OLIGOCYCLIC AND POLYCYCLIC FATIGUE TEST RIG}

본 발명은 로터 디스크(rotor disc)의 리세스 접촉 표면에 대해 적어도 한 개의 블레이드 루트 베어링(blade root bearing)과 같은 터빈 엔진 부분들의 베어링을 재현(reproducing)하기 위해 저사이클(low-cycle), 및 선택적으로 조합된 저사이클과 고사이클(high-cycle) 피로시험 장비에 관한 것이다.

터빈 엔진의 로터 디스크는, 로터 디스크의 주변부에서 원형 배열의 리세스들을 포함하고 상기 리세스 내부로 도브테일(dovetail) 형태를 가진 블레이드 루트들이 조립되어 로터 휠을 형성한다. 작동하는 동안, 블레이드들은 원심력에 노출되고, 블레이드의 루트들은 로터 디스크내에서 리세스의 횡 방향 접촉 표면들에 대해 지지된다. 상기 블레이드들은 또한, 상기 블레이드 루트 및 상기 디스크사이에서 상대 미끄럼운동을 초래하는 공기역학적 하중과 관련된 진동에 노출된다. 상기 부하들은 블레이드 디스크 부착부분의 사용 수명에 영향을 준다.

블레이드 부착부들의 사용수명에 관한 분석은, 계산된 응력 및 사용 수명에 대한 접촉 효과에 의해 복잡하게 만들어지는 계산을 기초로 한다. 사용 수명을 예측하기 위한 계산은 완전한 디지털 모델에 의해 가능해진다. 모델이 가지는 어려움은 요구되는 입력 데이터와 관련된다. 상기 모델을 위해, 상기 블레이드 디스크 접촉에 의해 발생되는 응력 범위 및 해당 크랙(crack)을 개시하기 위한 사이클 수 사이에 형성되는 상관 관계가 필요하다.

상기 분석을 고려할 때, 실험실 조건에서 저 사이클 피로(LCF) 또는 조합된 저사이클과 고사이클 피로(HCF) 부하가 작용하는 블레이드 디스크 접촉을 재현할 수 있는 시험을 고안하는 것이 필요하다. 시험 장비는 실험에 의해 상기 블레이드 디스 접촉에 관한 사용 수명을 결정할 수 있어야 한다. 최신 기술에 의하면, 저사이클 피로시험 장비는 프레임에 고정되고 적어도 한 개의 베어링 표면을 형성하는 지지 부재 및, 시험편을 포함하고, 상기 시험편은 시험편에 부하를 발생시키기 위한 인장 수단과 연결되며, 시험편은 상기 지지 부재의 각 베어링 표면에 대해 지지된다.

그러나 상기 시험장비는, 시험이 개시될 때 및 전체 시험 지속시간 동안 부품들사이에서 접촉부가 가지는 균일성(homogeneity)이 보장되지 못하기 때문에 완전히 만족스러운 것은 아니며, 이에 따라 사용수명을 평가하기 위한 계산이 왜곡될 수 있다. 또한, 상기 지지 부재 및 시험편은 시험장비내에서 상대적으로 부피를 차지한다. 또한, 상기 시험 장비에 계측 및 제어기기를 장착하기 어렵고 용이한 접근을 허용하지 않는다. 마지막으로, 상기 시험 장비들은 부품들의 산업적 적용과 관련하여 항상 대표적인 평가를 제공하는 것은 아니다.

본 발명의 목적은, 상기 문제점들 중 적어도 일부에 대해 간단하고 효과적이며 경제적인 해결책을 제공하는 것이다.

본 발명은, 로터 디스크의 리세스 접촉 표면에 대해 적어도 한 개의 블레이드 루트 베어링과 같은 터빈 엔진 부분들의 베어링을 재현하기 위한 저사이클 선택적으로 고사이클 피로 시험 장비로서, 프레임에 고정되고 적어도 한 개의 베어링 표면을 형성하는 지지 부재 및 시험 편을 포함하고 상기 시험 편은 시험편에 부하를 주기 위한 인장 수단과 연결되어 시험 편은 상기 지지 부재의 각 베어링 표면에 대해 지지되는 시험 장비에 관한 것으로서, 상기 지지부재 상에서 제1 축 주위에서 회전하도록 장착된 요소에 의해 상기 베어링 표면이 지지되고, 상기 제1축과 수직인 제2축 주위에서 관절연결을 위한 수단에 의해 상기 시험 편이 상기 인장 수단과 연결되며, 상기 축들 주위에서 상기 시험 편 및 상기 요소를 조정하고 구속하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기요소는 지지 부재에 대해 자유도를 가지고, 상기 시험 편은 인장 수단에 대해 자유도를 가진다. 상기 이중 자유도는 특히 유리한 데, 상기 시험 편 및 지지 부재에 의해 지지되는 요소가 정밀하게 조정될 수 있어서, 시험 편은 사실상 상기 지지 부재의 베어링 표면을 지지하게 된다. 일단 시험편 및 지지 부재가 정확하게 위치설정되면, 시험편과 지지 부재는 상기 위치에 구속되어 시험편과 지지 부재는 시험이 개시될 때 상기 위치들을 유지한다. 따라서 본 발명은 시험이 개시될 때 완전하게 균일한 접촉(homogeneous contact)을 보장한다.

본 발명을 따르는 시험 장비는, 프레임과 인장 수단이 종래기술에서 이용되는 것이기 때문에 종래기술에 대해 적응될 수 있다.

상기 요소는 사실상 원통형상인 외부표면을 포함하고, 상기 외부 표면은 상기 요소를 제1 축 주위에서 회전하며 안내하기 위해 상기 지지 부재와 짝을 이루는 표면과 함께 작동하는 것이 유리하다.

상기 요소 및/또는 시험 편을 구속하기 위한 수단은 예를 들어, 스크류 형태이다.

상기 요소를 구속하기 위한 수단은 상기 요소내에서 나사 구멍내부로 나사 체결되고 상기 지지 부재내에서 구멍을 통과하는 적어도 한 개의 스크류를 포함하고, 상기 스크류가 조여질 때 상기 스크류의 머리는 상기 지지 부재에 대해 배열되어 상기 요소를 제 위치에 고정시키며, 상기 구멍은 사실상 기다란 형상을 가져서 상기 스크류가 상기 요소 내부의 구멍 내부로 삽입되지만 조여지지 않을 때 상기 요소는 상기 제1 축 주위에서 각변위를 허용한다.

상기 요소는 적어도 한 개의 제1 암에 의해 기저부에 연결되는 부재의 중간 부분에 의해 지지되고, 상기 기저부는 프레임에 고정되며, 상기 제1 암은 상기 요소에 의해 형성되는 베어링 표면과 수직으로 배열되도록 상기 제1 암이 기울어져 배열된다. 따라서, 상기 제1 암은 상기 요소에 의해 형성되는 베어링 표면에 작용하는 전단하중과 동일선(collinear)상에 있거나 접선을 이룬다. 그 결과, 시험하는 동안 지지 부재가 변형되는 위험이 제한될 수 있다.

상기 중간 부분은 적어도 한 개의 제2 암에 의해 크로스 바와 연결되고 상기 크로스 바는 상기 기저부에 대해 사실상 평행하며, 상기 제2 암은 상기 요소에 의해 형성되는 베어링 표면의 법선에 대해 사실상 평행하도록 제2 암이 기울어져 배열된다. 따라서, 제2 암은 상기 요소의 베어링 표면에 작용하는 법선 하중에 대해 사실상 평행한다. 그 결과 시험하는 동안 상기 지지 부재가 변형되는 위험이 제한되고 부품들의 접촉부가 오정렬되는 위험이 상당히 감소된다. 그러므로 전체 시험과정 동안 부품들의 접촉을 유지할 수 있다.

상기 지지 부재는 상기 지지 부재의 두 개의 중간 부분 위에서 서로 떨어져 위치하고 서로 평행한 제1축들 주위를 회전하도록 장착된 두 개의 요소들을 포함하고, 상기 요소들은 로터 휠의 인접한 두 개의 블레이드 루트 부분들을 재현하기 위한 베어링 표면들을 포함한다. 다시 말해, 상기 시험 장비는 두 개의 블레이드 디스크 접촉부(blade disc contacts)들을 재현할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 지지 부재의 중간 부분들은 각각 두 개의 제2 암에 의해 두 개의 평행한 크로스 바와 연결되고, 상기 크로스 바들, 제1 및 제2 암, 중간 부분 및 기저부는 일체로 형성되며, 상기 시험 편은 조립위치에서 상기 크로스 바들 사이를 통과한다.

고사이클 피로 시험과정 동안, 상기 지지 부재는 가요성 중간 부분을 가진 I 자형 부분에 의해 프레임과 연결되고, 상기 시험 편은 진동 블레이드의 한쪽 단부와 연결되고, 다른 한쪽 단부는 가요성 중간 부분을 가진 또 다른 I 자형 부분에 의해 인장 수단과 연결되어, 상기 시험 편과 지지 부재는 제1 진동 모드의 진동 매듭 영역에 위치한 영역에서 지지된다.

베어링 영역의 상기 위치에 의해 접촉 영역에서 상기 부품들의 최대 미끄럼이 보장되며 조립체의 이동을 제한할 수 있다. 따라서, 복수 개의 기기들 및 특히 베어링 영역을 투시하기 위한 카메라를 상기 시험장비에 장착할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면들을 참고하고 본 발명을 제한하지 않는 예를 통해 하기 상세한 설명에 의해 본 발명의 다른 세부사항, 특징 및 장점들이 이해된다.

도 1은, 터빈 엔진의 로터 디스크 내부에 형성된 리세스내에 블레이드 루트의 부착부를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는, 본 발명을 따르는 저사이클 피로(low cycle fatigue) 시험 장비를 개략적으로 도시하고 상기 시험 장비의 지지 부재 및 시험 편을 도시한 부분 사시도.
도 3은, 도 2에 도시된 시험 편 및 지지 부재의 절반을 도시한 도면.
도 4는, 도 2에 도시된 지지 부재에 의해 지지되는 요소를 개략적으로 도시한 사시도.
도 5는, 도 2에 도시된 시험 편을 개략적으로 도시한 사시도.
도 6은, 도 2에 도시된 지지 부재의 요소들 중 한 개 및 시험편사이에 형성된 베어링 영역을 개략적으로 도시한 도면.
도 7은, 지지 부재의 일부분 및 상기 지지 부재의 기울어진 암들을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은, 본 발명을 따르는 저사이클 및 고사이클 피로 시험 장비를 개략적으로 도시한 사시도.
도 9는, 상기 시험 장비의 제1 진동모드에 대해 시험 편 및 지지 부재사이에 형성된 베어링 영역의 위치를 도시한 선도.

우선 터빈 엔진의 블레이드 디스크 부착부를 개략적으로 도시하는 도 1을 참고할 때, 블레이드(10)는 로터 디스크(16)의 주변부에서 리세스(14)내에 삽입된 루트(root)(12)를 포함하고, 상기 디스크는 블레이드 루트를 수용하고 원형 배열을 가진 상기 형태의 리세스(14)들을 포함한다. 디스크(16) 및 블레이드(10)들에 의해 형성되는 조립체는 상기 터빈 엔진의 로터 휠을 형성한다. 이 경우, 루트(12)는 도브테일(dovetail) 형태를 가진다. 상기 디스크(16)내부에서 근접하게 위치한 두 개의 리세스(14)들은 치형부(15)에 의해 서로 분리되고, 상기 블레이드가 가지는 루트(12)의 양쪽 측부에 위치한 상기 치형부(15)들이 도 1에 부분적으로 도시된다.

작동하는 동안, 상기 블레이드(10)에 의해 원심력(화살표(18))이 작용하고, 블레이드의 베인들은 (화살표(20)를 따라) 진동하게 되어, 블레이드 루트(12)의 횡 방향 부분들은 디스크내에서 상기 리세스(14)의 횡 방향 접촉 표면들을 지지하며 미끄럼 운동한다. 화살표(24)는 상기 블레이드 루트(12) 및 리세스(14)를 향하는 표면에 가해지는 법선 하중(normal forces)이고, 화살표(26)는 상기 표면에 작용하는 전단하중을 나타낸다.

도 2 내지 도 7에 도시되고 본 발명을 따르는 시험 장비의 실시예는, 저사이클 피로(LCF) 및 조합된 저사이클 및 고사이클 피로(HCF)가 작용하는 두 개의 블레이드 디스크 접촉부들을 재현하여 시험에 의해 상기 접촉부의 사용수명을 결정하도록 설계된다.

상기 시험장비(100)는, 사실상 두 개의 부분들, 인장 수단(104)과 연결되고 로터 디스크의 치형부를 재현하기 위한 제1 부분(102) 및, 고정 프레임(108)과 연결되고 상기 치형부와 연결된 두 개의 블레이드 루트 부분들을 재현하기 위한 제2 부분(106)을 포함한다.

상기 제1 부분(102)은, 블레이드(112)의 단부에 장착된 시험 편(110)을 포함하고, 상기 블레이드의 다른 한쪽 단부는 인장 수단(104)과 연결된다. 상기 인장 수단(104)은 예를 들어, 액추에이터를 포함하고 상기 액추에이터의 로드(rod)의 자유 단부는 블레이드(112)와 연결되고, 액추에이터의 실린더는 시험장비의 고정 부분에 의해 지지된다. 상기 액추에이터는 상기 블레이드(112)와 평행한 방향을 가져서, 인장 하중이 상기 블레이드(112)의 종 방향 축과 평행하게 된다.

상기 시험 편(110)은, 상기 블레이드(112)의 단부에 의해 지지되는 축(114)에 관절연결되어 축(A) 주위에서 상기 시험 편을 회전시키고, 상기 축(A)은 상기 블레이드(112)의 종 방향 축에 대해 사실상 수직으로 배열되고 도 3의 도면에 대해 평행하다. 도 5에 도시된 실시예에서, 상기 시험 편(110)은 서로 떨어져 배열되고 평행한 두 개의 레그(leg)(116)들을 포함한 U자 형상의 기저부를 포함하고, 상기 블레이드(112)의 평평한 단부는 상기 레그들사이에 삽입되며 상기 축(114)을 지지하고, 상기 축의 단부들은 상기 레그(116)들의 구멍내에 수용되고 회전하며 미끄럼 운동한다. 상기 시험 편(110)은 상기 축(A) 주위에서 대략 몇십 도 각도 범위에 걸쳐 회전할 수 있다.

상기 시험 편(110)이 가지는 적어도 한 개의 레그(116)는, 상기 시험 편(110)의 회전을 방지하는 (도면에 도시되지 않은) 장착 스크류를 위한 관통 나사 구멍(118)들을 포함한다. 상기 스크류의 자유 단부들은, 상기 블레이드(112)의 단부에 대해 배열되고 축(A) 주위의 미리 정해진 위치에서 상기 시험 편(110)을 제 위치에 고정하기 위한 것이다.

상기 시험 편(110)은, 디스크 치형부(disc tooth)로 형성되고 상기 기저부와 연결되는 부분을 추가로 포함하고, 상기 부분은 상기 디스크 내부에서 인접한 두 개의 리세스 부분들을 재현한다. 상기 부분은, 일반적인 도브테일 형상을 가지고 디스크 내부에서 인접한 두 개의 리세스들이 가지는 접촉 표면(120,122)들을 재현하도록 형성된 두 개의 횡 방향 면들을 포함한다. 각각의 상기 접촉 표면(120,122)들은 상대적으로 평평한 베어링 표면(124)(도 6)을 포함한다.

상기 시험 장비(100)의 제2 부분(106)은, 상기 프레임(108)에 고정된 기저부(128)를 포함한 지지 부재(126) 및 서로 평행하고 상기 기저부와 평행하며 서로 떨어져 배열된 두 개의 크로스 바(cross bar)(130)들을 포함하고, 상기 크로스 바(130)들은 상기 시험 편(110)의 베어링 요소(136)들을 지지하는 암(arm)(132)들에 의해 상기 기저부와 연결된다.

상기 기저부(128)는 평행 육면체 형상을 가지고 상기 프레임(108)상의 수평 위치에 평평하게 고정되는 것이 선호된다. 상기 기저부는 두 개의 마주보는 단부들에 의해 제1 암(132)의 하측 단부와 연결되고, 상기 제1 암의 상측단부들은 베어링 요소(136)들을 지지하기 위한 중간 부분(138)들과 연결되며, 상기 중간 부분(138)들은 제2 암(134)의 하측 단부들과 연결되고, 상기 제2 암의 상측 단부들은 상기 크로스 바(130)의 단부들과 연결된다.

도시된 실시예에서, 각각의 중간 부분(138)은 원통 형상 부분이고 상기 지지 부재(126)의 내부를 향하는 내측 원통 표면 부분(140) 및 상기 지지 부재의 외측부를 향하는 외측 원통 표면 부분(142)을 포함한다.

두 개의 제1 암(132) 또는 하측 암들은 각각 기저부(128)의 단부를 중간 부분(138)의 하측 단부에 연결시킨다. 아래 상세한 설명에서와 같이, 상기 암(132)은 특히 기저부(128)에 대해 기울어져 있다.

네 개의 제2 암(134) 또는 상측 암들이 제공되고, 각각의 중간 부분(138)은 한 쌍의 제2 암(134)에 의해 상기 크로스 바(130)의 제1 단부들과 연결되며, 상기 크로스 바의 마주보는 단부들은 다른 한 쌍의 제2 암(134)들에 의해 다른 중간 부분(138)과 연결된다. 각 쌍의 제2 암(134)들은 서로 평행하고 떨어져 배열되며, 각각의 크로스 바(130) 및 상기 크로스 바와 연결된 제2 암(134)은 사실상 동일한 평면에 위치한다. 상기 암(134)들은 상기 기저부(128) 및 크로스 바(130)에 대해 기울어져 배열된다.

상기 베어링 요소(136)들은 평행한 축(B) 주위에서 중간 부분(138)의 내측 원통 표면(140)상에서 회전하도록 장착되며, 상기 축(B)은 사실상 축(A)과 수직으로 배열되고 즉 도 3의 평면과 수직이다.

도 4에서 좀 더 용이하게 확인할 수 있는 각각의 베어링 요소(136)는 사실상 원통형상인 외부 표면(144)을 포함하고, 상기 외부 표면(144)은 해당 중간 부분(138)의 내부 표면(140)과 짝을 이루어 상기 베어링 요소(136)가 지지 부재에 대해 축(B) 주위에서 회전하며 미끄럼 운동할 수 있다. 각각의 베어링 요소(136)는 상기 시험 편(110)의 표면(124)들 중 한 개에 대해 지지되기 위한 평평한 표면(148)을 포함한 베어링 패드(bearing pad)(146)를 추가로 포함한다. 상기 해당 축(B) 주위에서 각각의 베어링 요소(136)의 위치는, 베어링 요소내에서 나사구멍(150) 내부로 나사체결되는 (도면에 도시되지 않은) 스크류에 의해 조정되고 구속된다. 상기 스크류들은 기다란 형상을 가진 부재의 중간 부분(138)내부에서 구멍(152)들을 관통하고, 지지 부재의 신장 축(elongation axis)은 사실상 축(B)과 수직이다. 스크류들은 지지 부재의 외측부로부터 상기 베어링 요소내에서 나사 구멍 및 상기 구멍속으로 삽입되고, 스크류의 머리들은 중간 부분(138)의 외부 표면(142)에 대해 배열되어 상기 베어링요소(136)를 고정한다.

도 2 및 도 3에 도시된 조립 위치에서, 시험 편(110)은 상기 지지 부재(126)의 크로스 바(130)들사이에서 연장되어 블레이드(112)는 상기 기저부와 마주보는 방향으로 연장된다. 상기 시험 편(110)의 표면(124)들은 상기 베어링 요소(136)에 대해 지지된다.

도 6을 참고할 때 조립된 상태에서 상기 표면(124,148)들은 작은 유극을 가지며 서로 분리될 수 있고 상기 표면들이 서로 완전히 접촉할 수 없을 정도로 서로에 대해 약간 기울어져 배열될 수 있다.

종래기술의 문제점들이 상기 시험 편(110) 및 베어링 요소(136)의 축(A,B)들이 가지는 두 개의 2 자유도들에 의해 극복되고 상기 시험 편과 베어링 요소의 상대위치를 정밀하게 조정할 수 있으며 상기 베어링 표면(124,148)들은 시험이 개시될 때 서로 접촉된다. 일단 상기 위치들이 조정되면 베어링 표면들은 상기 스크류에 의해 구속된다.

도 7을 참고할 때, 각각의 제1 암(132)들은 해당 베어링 요소(136)의 표면(148)에 가해지는 법선 하중(화살표(154))과 사실상 평행하고, 각각의 제2 암(134)은 상기 표면에 가해지는 전단 하중(화살표(156))과 평행하다. 따라서, 사용시 지지 부재의 변형이 제한되고 상기 베어링 요소 및 시험 편사이의 접촉은 전체 시험과정동안 유지된다.

도 8에 도시되고 본 발명을 따르는 시험 장비(200)의 변형예는, 이 경우 저사이클 피로(LCF) 및 고사이클 피로(HCF)가 작용하는 두 개의 블레이드 디스크 접촉부를 재현하도록 설계된다.

상기 시험 장비(200)는 시험장비(100)의 모든 특징을 가지며 추가로 하기 특징을 포함한다.

상기 지지 부재(126)는 I자형 부분(158)에 의해 프레임에 고정된다. 상기 부분(158)은 가요성 벽(162)에 의해 서로 연결된 두 개의 평행한 사실상 평행 육면체 형상의 중실 블록(solid block)(160)을 포함하고, 상기 가요성 벽은 상기 블록에 대해 수직이다. 상기 지지 부재(126)의 기저부(128)는 상기 블록(160)들 중 한 개에 부착되고 고정되며, 제2 블록은 상기 프레임(108)에 고정된다.

블레이드(112)는, 블록(160)과 사실상 동일한 또 다른 I 형상 부분(164)에 의해 인장 수단에 고정된다. 상기 부분(164)의 블록(166)들 중 한 개가 (시험 편(110)과 마주보는) 블레이드(112)의 한쪽 단부에 고정되고, 다른 한 개의 블록(166)은 인장수단에 연결된다. 상기 I자 형상의 부분의 가요성 벽(162,168)들은 사실상 공면(coplanar)을 형성한다.

상기 시험 장비(200)는 셰이커(shaker)와 같은 여자 수단(excitation means)을 포함하고, 상기 여자수단은 예를 들어, 상기 블레이드(112)에 연결된 블록(166)의 영역에서 블레이드(112)와 연결된 I자 형상 부분(164)에 대해 지지되어 상기 블레이드(112)를 진동하게 만든다.

도 9를 참고할 때, 시험 장비(200) 및 상기 시험 장비의 제1 진동 모드(170)가 개략적으로 도시된다. 도 9에 도시된 것처럼 상기 시험 편(110) 및 지지 부재(126)에 의해 지지되는 베어링 요소(136)의 베어링 표면들은 제1 모드의 진동 마디(vibration knot)(172)에 위치하여 상기 블레이드(112)를 높은 진폭(amplitude)으로 여자시키고 상기 시험 편 및 상기 지지 부재사이에서 상대운동(미끄럼)을 최대화시키며 상기 시험 편(110) 및 지지 부재(126)에 의해 형성된 조립체의 운동을 제한한다.

100....피로 시험 장비,
108....프레임,
148....베어링 표면,
126....지지 부재,
110....시험 편,
104....인장 수단.

Claims (9)

1. 로터 디스크의 리세스 접촉 표면에 대해 적어도 한 개의 블레이드 루트 베어링과 같은 터빈 엔진 부분들의 베어링을 재현하기 위한 저사이클 선택적으로 고사이클 피로 시험 장비(100)로서, 프레임(108)에 고정되고 적어도 한 개의 베어링 표면(148)을 형성하는 지지 부재(126) 및 시험 편(110)을 포함하고 상기 시험 편은 시험편에 부하를 주기 위한 인장 수단(104)과 연결되어 시험 편은 상기 지지 부재의 각 베어링 표면에 대해 지지되는 시험 장비에 있어서,
   상기 지지부재 상에서 제1 축(B) 주위에서 회전하도록 장착된 요소(136)에 의해 상기 베어링 표면(148)이 지지되고, 상기 제1축과 수직인 제2축(A) 주위에서 관절연결을 위한 수단(114)에 의해 상기 시험 편이 상기 인장 수단과 연결되며, 상기 축들 주위에서 상기 시험 편 및 상기 요소를 조정하고 구속하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시험 장비.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 요소(136)는 사실상 원통형상인 외부표면(144)을 포함하고, 상기 외부 표면은 상기 요소를 제1 축(B) 주위에서 회전하며 안내하기 위해 상기 지지 부재(126)와 짝을 이루는 표면(140)과 함께 작동하는 것을 특징으로 하는 시험 장비.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요소(136) 및/또는 시험 편(110)을 구속하기 위한 수단은 스크류형태인 것을 특징으로 하는 시험 장비.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 요소(136)를 구속하기 위한 수단은 상기 요소내에서 나사 구멍(150)내부로 나사 체결되고 상기 지지 부재(126)내에서 구멍(152)을 통과하는 적어도 한 개의 스크류를 포함하고, 상기 스크류가 조여질 때 상기 스크류의 머리는 상기 지지 부재에 대해 배열되어 상기 요소를 제 위치에 고정시키며, 상기 구멍(152)은 사실상 기다란 형상을 가져서 상기 스크류가 상기 요소 내부의 구멍(150) 내부로 삽입되지만 조여지지 않을 때 상기 요소(136)는 상기 제1 축(B) 주위에서 각변위를 허용하는 것을 특징으로 하는 시험 장비.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소(136)는 적어도 한 개의 제1 암(132)에 의해 기저부(128)에 연결되는 부재(126)의 중간 부분(138)에 의해 지지되고, 상기 기저부는 프레임(108)에 고정되며, 상기 제1 암은 상기 요소에 의해 형성되는 베어링 표면(148)과 수직으로 배열되도록 상기 제1 암이 기울어져 배열되는 것을 특징으로 하는 시험 장비.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 중간 부분(138)은 적어도 한 개의 제2 암(134)에 의해 크로스 바(130)와 연결되고 상기 크로스 바는 상기 기저부(128)에 대해 사실상 평행하며, 상기 제2 암은 상기 요소에 의해 형성되는 베어링 표면(148)에 대해 사실상 평행하도록 제2 암이 기울어져 배열되는 것을 특징으로 하는 시험 장비.
   
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 지지 부재(126)는 상기 지지 부재의 두 개의 중간 부분(138) 위에서 서로 떨어져 위치하고 서로 평행한 제1 축(B)들 주위를 회전하도록 장착된 두 개의 요소(136)들을 포함하고, 상기 요소(136)들은 로터 휠의 인접한 두 개의 블레이드 루트 부분들을 재현하기 위한 베어링 표면(148)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 시험 장비.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 지지 부재(126)의 중간 부분(138)들은 각각 두 개의 제2 암(134)에 의해 두 개의 평행한 크로스 바(130)와 연결되고, 상기 크로스 바들, 제1 및 제2 암(132,134), 중간 부분 및 기저부(128)는 일체로 형성되며, 상기 시험 편(110)은 조립위치에서 상기 크로스 바들 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는 시험 장비.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 부재(126)는 가요성 중간 부분을 가진 I 자형 부분(158)에 의해 프레임(108)과 연결되고, 상기 시험 편(110)은 진동 블레이드의 한쪽 단부와 연결되고, 다른 한쪽 단부는 가요성 중간 부분을 가진 또 다른 I 자형 부분(164)에 의해 인장 수단과 연결되어, 상기 시험 편과 지지 부재는 고사이클 피로 시험동안 제1 진동 모드(170)의 진동 매듭(172) 영역에 위치한 영역에서 지지되는 것을 특징으로 하는 시험 장비.
   

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