[发明专利]适用于大刚度高压涡轮叶片高周疲劳试验的夹持装置

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机叶片试验设备设计技术领域，具体涉及高压涡轮叶片高周疲劳试验的夹持装置。

背景技术

航空发动机零部件抗高周疲劳设计已经成为制约高性能发动机发展的关键技术之一，其中，工作在高温燃气环境中的涡轮叶片的高周疲劳裂纹故障问题尤其显著。开展涡轮叶片抗高周疲劳设计，最重要的环节则是通过开展高温条件下的高周疲劳试验，获得叶片构件实际的高周疲劳性能。

航空发动机高压涡轮叶片结构刚性大，如图1所示，高周疲劳试验时对叶片榫头部位的可靠夹持难度较大，传统的夹持装置由基座、活块和螺钉组成，如图2所示，这种装置难以保证在长时间以及加温条件下的高周疲劳试验中保持对叶片榫头的可靠夹持，无法通过试验获得高压涡轮叶片构件的高温高周疲劳性能。

发明内容

发明目的，为了解决现有夹持装置夹持可靠性差，从而影响高压涡轮叶片高周疲劳试验的问题，提出一种适用于大刚度高压涡轮叶片高周疲劳试验的夹持装置。

技术方案

一种适用于大刚度高压涡轮叶片高周疲劳试验的夹持装置，包括底座1、带榫槽活块2、顶紧螺钉3、连接螺钉5和缘板夹持活块6；待试验的高压涡轮叶片榫头装入带榫槽活块2内，通过顶紧螺钉3径向顶紧，，带榫槽活块2从底部向上装入底座1，缘板夹持活块6通过连接螺钉5与底座1连接，最后将夹持装置整体固定在水平振动平台上；为了防止叶片实验时损伤，在顶紧螺钉3与高压涡轮叶片之间设置垫块4。

有益效果：一种适用于大刚度高压涡轮叶片高周疲劳试验的夹持装置，该夹持装置中提供周向及径向夹持刚度的关键结构件受加温的影响较小，在加温及长时工作条件下仍能够保证夹持的可靠性，该夹持装置可适用于加温条件下的叶片高周疲劳试验；同时带榫槽活块以及缘板夹持活块均采用了可更换设计，可以通过更换实现对不同叶片的夹持，提高了经济性，解决了传统夹具试验过程中夹持容易出现松动、试验结果分散性大以及对试验叶片造成异常损伤等问题。

附图说明

图1为典型高压涡轮叶片结构示意图；

图2为传统的涡轮叶片疲劳试验夹持结构；

图3为本发明提出的夹持装置顶视图；

图4为本发明提出的夹持装置剖视图；

编号说明：1-底座、2-带榫槽活块、3-顶紧螺钉、4-垫块、5-连接螺钉、6-缘板夹持活块。

具体实施方式

待试验的高压涡轮叶片装入带榫槽活块2，通过顶紧螺钉3径向顶紧，在顶紧螺钉3与高压涡轮叶片之间设置垫块4，以保证叶片受力均匀，防止损伤叶片，带榫槽活块2从内部装入底座1，底座1与水平振动滑台通过螺钉连接并拧紧，带榫槽活块2与底座1安装面带有一定的安装角，通过带榫槽活块2与水平振动平台表面的过盈接触产生的楔形效应实现周向压紧，能够提供足够的周向夹持刚性，且能够在加温条件下保持稳定可靠。

夹持装置上方设置有可拆卸的涡轮叶片缘板夹持活块6，缘板夹持活块6通过连接螺钉5与底座1连接，通过楔形效应实现对叶片缘板的夹紧，进一步提高对叶片的周向夹持刚性。

在上述夹持装置的基础上，所述的带榫槽活块2以及缘板夹持活块6均为可更换设计，可根据不同的涡轮叶片结构形式进行对应的更换；顶紧螺钉3可根据叶片径向夹持力需要，更换为带一定过盈量的顶紧活块或者液压顶杆。