[发明专利]一种涡轮叶片的高温高周复合疲劳试验平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种疲劳试验平台，具体涉及一种涡轮叶片的高温高周复合疲劳试验平台。

背景技术

涡轮叶片的疲劳试验平台广泛应用在航天航空等领域，实现对重型燃汽轮机叶片疲劳寿命的预测、评估和设计，消除对飞行的危害。目前涡轮叶片的疲劳试验平台主要是高低周复合疲劳试验台，叶片夹具设计比较复杂，成本较高，灵活性较低，对单一的高周疲劳试验的适应性差。以往叶片夹具均采用贴合设计，对于叶片不具有通用性，而且振动控制方向单一，由于航空航天技术的发展，对高周疲劳寿命的预测，不仅有较好通用性的要求，而且对高周疲劳载荷提出了较高准确度的要求。推力轴承和支架简化了叶片夹具的设计，也方便实验榫槽第一榫齿处的寿命。通过调节摆杆的长度、拉伸弹簧的刚度和活节螺栓的长度，就能很好地调节振幅以及激振力的大小。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种涡轮叶片的高温高周复合疲劳试验平台，实现对激振力的振幅和频率的可控，通用性较好。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种涡轮叶片的高温高周复合疲劳试验平台，包括电机1，电机1通过螺栓组10连接在底座11一端的正中央位置，电机1输出轴通过键3和轴套4连接，摆杆5通过螺纹对称安装在轴套4上，支座2连接在电机1和摆杆5之间的底座11上，并和电机1、摆杆5之间留有空隙，钢丝6两端分别与活节螺栓7的头部和支座2上部中间位置的孔相连，活节螺栓7尾部固定在振动器9上的靠近电机1的一侧，振动器9通过螺栓组10连接在底座11的另一端中央，叶片8安装在振动器9的上部。

所述的振动器9包括放置叶片8的叶片榫槽座12，叶片榫槽座12通过螺栓组10和上支座13相连，上支座13通过活节螺栓7、拉伸弹簧14和下支座15连接，下轴承座18通过支架19以及螺栓20连接在下支座15之上的凹槽中，上轴承座17位于上支座13下部的凹槽中，滚珠16在轴向方向与上轴承座17和下轴承座18相连，滚珠16在周向和径向方向上与支架19相连接。

所述叶片榫槽座12是根据相应的叶片隼部和对应的镍基合金材料配做。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1、电机1可根据实际需要选用不同规格，也可以配用一个电机调速器，可自由调整电机输出的扭矩和转速，从而改变输入到振动器9的激振力的大小。

2、通过活节螺栓7调整钢丝6的刚度，以及调节摆杆5与钢丝6的接触长度，可以很好地将电机1的功率转化为激振器9的激振力。

3、上轴承座17、滚珠16和下轴承座18均为推力轴承标准件，易于选用和更换，激振力在此处转换为激振器9的高周振动。可通过更换螺栓20，限定上轴承座17的振动幅度，即可限制激振力的最大的振幅在某一值。

4、叶片榫槽座12可根据叶片8的隼部结构设计加工，更换方便，省去了复杂的叶片贴合式的夹具，通用性较好。

5、可将拉伸弹簧14更换为刚度和长度不同的其他类型拉伸弹簧，选用简单，即可改变对激振力施加的阻尼力的大小，实现对激振力的振幅和频率的可控。

附图说明

图1为本发明涡轮叶片的高温高周复合疲劳试验平台的结构示意图。

图2为本发明振动器9的结构示意图。

图3为本发明中用于连接电机1和摆杆5的轴套4的结构示意图。

图4为本发明摆杆5的结构示意图。

图5为本发明中用于固定钢丝的支座2的结构示意图。

图6为本发明中用来固定叶片8的叶片榫槽座12的结构示意图。

图7为本发明中用于连接上轴承座17并用来固定叶片榫槽座12的上支座13的结构示意图。

图8为本发明中用来连接上支座13和下支座15的轴承的结构示意图。

图9为本发明中用来固定滚珠16和下轴承座18的支架19的结构示意图。

图10为本发明中用于固定下轴承座18的下支座15的结构示意图。

图11为本发明中用来固定振动器9、电机1和支座2的底座11的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。