[发明专利]一种压气机圆弧齿转子叶片振动疲劳试验夹具

说明书

本发明公开了一种压气机圆弧齿转子叶片振动疲劳试验夹具，包括底座和上定位块、下定位块组合构成的圆弧齿榫头夹头，其中底座上的夹头安装面与底座下端与激振台的连接面之间有一夹角，该夹角确保叶片叶身与激振台所释放能量方向垂直。本发明有效避免了夹具在振动疲劳试验过程中出现传振不灵敏，连接件之间出现断裂，传振不连续或突然终止，致使振动频率值异常波动或监测仪检测频率值为常数，特改变现有分体水平式结构振动疲劳试验夹具设计方式，减少夹具零件之间的连接件，结构简单轻便，易于装夹，传振灵敏，使频率检测仪稳定可靠地检测压气机圆弧齿转子叶片真实有效的性能实验数据。

技术领域

本发明涉及疲劳试验用夹具,特别是适用于航空发动机钛合金和高温合金材料一至九级转子叶片且叶片振型为一阶弯曲振动的疲劳性能试验夹具。

背景技术

目前，大部分振动疲劳实验夹具为45号钢，采用多零件分体水平式结构设计，通过螺栓连接和压紧，其缺点是分体水平式结构夹具应力集中严重，且夹头应力集中部位与在UD电磁振动台产生的剪切力成90°，振动试验过程中极容易出现断裂，严重影响夹具使用寿命。同时，该分体水平式结构设计，其体积大，整体刚性差，传振不灵敏，在传振动过程中会出现采集数据中断，导致振动疲劳系统采集数值为一恒定常数(失效)，由于振动系统采集数据相对不稳定，其数据不能作为有效反应转子叶片的真实性能依据，试验传振初期，由于夹具自身体积大，零件多，导致传振动不灵敏，试验调试时间过长，对现场操作人员水平要求较高，劳动强度较大，该结构夹具在使用过程中通用性很差，尤其在批产机型疲劳实验过程中耗时较长，严重影响生产进度的向前推进。

如图1，图1-1和图1-2所示，为分体水平式振动疲劳试验夹具，通过连接螺栓连接定位块和压紧块方式组合而成，从图中不难看出夹具的一些弊端：

1、在振动疲劳试验过程中由于夹头位置突变处应力比较集中，随着时间的进行应力集中处裂纹加大，夹具的承载能力下降直到断裂，导致试验终止。其二由于夹头在实验过程中隐性断裂但未明显脱落，导致振动系统能量无法传递到试验叶片上，所以试验试验系统所采集的数据为一恒定常数，数据采集失败，这种隐性断裂最为难查找试验失败原因。

2、夹具的定位块和压紧块是由连接螺栓连接，通过拧紧夹具尾部螺钉来实现压紧叶片，但在实验夹具设计过程中连接螺栓与振动方向成垂直，形成强有力的横向剪切力，由于连接螺栓本身结构应力非常集中，外加长时间承受高能量载荷，所以试验中连接螺栓极易断裂。

分体水平式振动疲劳夹具结构设计分案由于各种弊端，严重影响其使用效果和寿命，使得振动疲劳夹具更换率极高，增加生产成本，严重制约叶片的生产进度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种压气机圆弧齿转子叶片振动疲劳试验夹具，有效避免夹具在振动疲劳试验过程中出现传振不灵敏，连接件之间出现松脱，连接螺栓被振断，传振不连续或突然终止，致使振动频率值异常波动或监测仪检测频率值为常数的情况，同时，改变现有分体水平式结构，减少夹具零件之间的连接件，结构简单轻便，易于装夹，传振灵敏，使频率检测仪稳定可靠地检测压气机圆弧齿转子叶片真实有效的性能实验数据。

本发明的技术方案如下：

一种压气机圆弧齿转子叶片振动疲劳试验夹具，包括底座和圆弧齿榫头夹头，所述底座的圆弧齿榫头夹头安装面和所述底座下端与激振台的连接面之间有一夹角，所述夹角确保叶片叶身与激振台所释放能量方向垂直。

所述圆弧齿榫头夹头与底座上的夹头安装面通过定位销定位，连接螺栓连接。

所述连接螺栓轴向与振动系统产生的剪切力方向成一非90度夹角。

所述底座下端与激振台的连接面的表面粗糙度为0.8。

所述圆弧齿榫头夹头包括上定位块和下定位块,上定位块和下定位块平行连接于圆弧齿榫头夹头安装面上。