[发明专利]利用主流气动力紧固的叶片安装结构、方法及其应用

说明书

本发明公开了一种利用主流气动力紧固的叶片安装结构、方法及其应用，涉及叶栅试验叶片安装技术领域，该安装结构包括叶片、试验台、叶片底座、安装座，所述叶片底座处于叶片下方，安装座设置于试验台内，所述叶片底座包括不完整圆片、不完整矩形片、圆柱叠加而成，不完整圆片的轴线与圆柱轴线重合、不完整矩形片对角线的交点在圆柱轴线上，不完整圆片直径大于试验叶型上任意两点的距离。其技术方案的要点是：试验台设有安装座，将叶片底座插入壁面后旋转，利用主流对叶片的气动力使得叶片固定，无需其他零件与工具，安装简单，可以缩短叶片安装时间。

技术领域

本发明属于叶栅试验叶片安装技术领域，具体地说，设计一种利用主流气动力紧固的叶片安装结构、安装方法及其应用。

背景技术

燃气涡轮发动机是一种基于布雷顿循环的热动力装置，依靠其强大的输出功率和高热效率已广泛应用于现代军事和工业。发动机中不可或缺的压气机部件与涡轮部件均为叶轮机，需要叶片用于减速扩压或收缩通道、加速气流、降低温度或做功；而在叶片相关试验中，无论是针对静叶(或导叶)或者动叶，静止叶栅试验是设计、验证叶片相关性能的重要试验形式。在试验中，均需要在主流条件下，将叶片安装、固定在叶栅通道中。

目前，静止叶栅试验叶片的固定方式一般为法兰螺栓连接或榫连接。其中，法兰螺栓连接方式需要大量的螺栓结构，这使得更换试验件的过程费时费力，并且，某些静止叶栅试验在腔体中进行，较为紧凑的试验台腔体无法提供螺栓的拆卸与安装过程中扳手伸入所必需的空间。而榫连接的榫头类型包括销钉式榫头、轴向燕尾榫头、环形燕尾榫头、枞树形榫头。在工作过程中，气动力会使叶片沿槽向移动，因此榫连接需要锁定结构。锁定结构会增加零件个数，而且锁定结构往往是利用自身结构的塑性变形来提供安装固定所需的力，在需要反复更换叶片的静止叶栅试验中是不可取的。在叶栅试验中，更换叶片的时间在整体试验周期中往往比重较大，叶片的固定效果则直接决定了试验过程中的安全程度与试验结果的可靠性。

此外，现有技术如，中国专利申请，其申请号：CN2019104427051，公开号：CN110145372A，公开一种汽轮机转子叉形叶片安装结构，涉及汽轮机叶片安装技术领域，旨在解决传统的安装叶片时，无法消除安装间隙的问题，其技术方案要点是：包括转子以及连接于转子的叉形叶片，所述转子侧壁连接有安装座，所述安装座与转子同轴开设有环形的叉形轮槽，所述叉形轮槽内滑动卡接有若干中间叶片，所述叉形轮槽侧壁沿转子径向开设有轮槽，所述轮槽内穿设有末叶片，所述轮槽设置有用于对末叶片锁紧的锁紧组件。申请号：CN2017108308230，公开号：CN107725117A，公开一种可应用于地面燃气轮机、航空发动机等领域的一种静子叶片安装结构，包括带压板的静子叶片、内外环轻质弹性件、内外环机匣以及外环压板用卡箍。通过上述零件，可实现静子叶片的单片可拆卸功能，由于采用了轻质弹性件，利用轻质弹性件与叶片内外环叶型的冷态过盈量，实现整环静子叶片的装配及定位。装配状态下，该组件具有一定的刚性，并可将静子叶片的气动扭矩传递给相应的机匣安装边位置处。

然而，上述现有技术安装复杂，不利于安装定位。因此，改进叶片安装结构，在保证可靠性的前提下，尽可能减少零件个数、简化安装步骤、减小安装所需的空间，对于提升静止叶栅试验效率是十分必要和有意义的。

发明内容

为了提升静止叶栅试验效率，实现有限空间内的叶片安装，本发明提出了一种利用主流气动力紧固的叶片安装结构及其安装方法，具有安装简单的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种利用主流气动力紧固的叶片安装结构，包括叶片、试验台、叶片底座、安装座，其特征为：

所述叶片底座与安装座相互接触，起到连接叶片与试验台的作用，保证在试验过程中，叶片能固定在试验台上，所述叶片底座由不完整圆片、不完整矩形片、圆柱叠加而成，不完整圆片的轴线与圆柱轴线重合、不完整矩形片对角线的交点在圆柱轴线上，使得不完整矩形片插入试验台后能够绕该轴线旋转。