一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于發(fā)動機試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)。一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)，其特征是，本結(jié)構(gòu)由螺栓（1）、葉片試驗件（2）、螺母（3）、葉盆面配重塊（4）、葉背面配重塊（5）及鎖片（6）組成，其中，葉盆面配重塊（4）、葉背面配重塊（5）通過螺栓（1）和螺母（3）與葉片試驗件（2）相連，鎖片（6）位于配重塊與螺母、螺栓頭之間，裝配時鎖片要與配重塊和螺母、螺栓頭分別鎖緊。本發(fā)明可以大幅降低葉片固有頻率，從而保證葉片的高周疲勞試驗得以順利實施。本發(fā)明尤其適用于葉片頻率高，配重質(zhì)量大的葉片。通過將螺栓連接兩個配重塊來降低葉片固有頻率，既避免了粘接法連接強度過低的問題，又避免了焊接對葉片造成的缺陷問題。
【專利說明】一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]對航空發(fā)動機葉片的聞周疲勞試驗多在振動臺上進彳丁，而在振動臺上對聞頻葉片進行高周疲勞試驗首先要解決的問題就是葉片降頻問題。通常，降低葉片頻率方法有兩種:一種方法通過去掉葉片葉根部分的材料來實現(xiàn)降頻；另一種方法通過在靠近葉片葉尖位置處加配重來實現(xiàn)降頻。去除材料方法不但會改變?nèi)~片本身的結(jié)構(gòu)影響試驗效果，對于高頻葉片(去除較多材料)還涉及加工困難的問題。目前，對葉片降頻多采用加配重方法。先前的加配重方法通常是將配重粘接或焊接在葉尖附近。但是，兩種方法都存在無法避免的問題，粘接法的連接牢固度較低，一般只適用于低激振力葉片，且對粘接劑和粘接面質(zhì)量要求較高；焊接法雖然連接牢固度，但焊接時產(chǎn)生的高溫會破壞焊接處的晶相組織從而產(chǎn)生無法預(yù)料的缺陷，此外，焊接工藝、焊接位置選取、焊縫大小等都會對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:
[0004]本發(fā)明創(chuàng)造通過在高頻葉片上裝配螺栓連接的配重塊，使得葉片固有頻率大幅降低，從而保證高頻葉片在振動臺上的高周疲勞試驗得以順利實施。本發(fā)明針對高頻葉片的降頻提出了新的結(jié)構(gòu)解決方案，為推動我院各型發(fā)動機葉片的高周疲勞試驗提供了行之有效的技術(shù)解決途徑。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)，本結(jié)構(gòu)由螺栓1、葉片試驗件2、螺母3、葉盆面配重塊4、葉背面配重塊5及鎖片6組成，其中，葉盆面配重塊4、葉背面配重塊5通過螺栓1和螺母3與葉片試驗件2相連，鎖片6位于配重塊與螺母、螺栓頭之間，裝配時鎖片要與配重塊和螺母、螺栓頭分別鎖緊。
[0007]葉盆面配重塊4和葉背面配重塊5質(zhì)量一致。
[0008]配重塊與葉身接觸面輪廓邊K的設(shè)計與相應(yīng)位置處的葉型設(shè)計一致。
[0009]葉盆面配重塊4和葉背面配重塊5與螺母、螺栓頭的配合面加工成平面。
[0010]螺栓1與葉片試驗件2、配重塊4和5配合處為光桿，其長度不小于配重塊與葉片厚度之和。螺母3的擰緊力矩應(yīng)達到上限值。
[0011]在加配重塊和葉身接觸面之間添加厚度為0.1mm的銅墊片。
[0012]螺栓1和葉片試驗件2、葉盆面配重塊4和葉背面配重塊5開孔采用過盈配合。
[0013]將葉片試驗件2夾持面加工成平行面，加工時應(yīng)保證夾持面的平行度。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015]本發(fā)明可以大幅降低葉片固有頻率，從而保證葉片的高周疲勞試驗得以順利實施。本發(fā)明尤其適用于葉片頻率高，配重質(zhì)量大的葉片。通過將螺栓連接兩個配重塊來降低葉片固有頻率，既避免了粘接法連接強度過低的問題，又避免了焊接對葉片造成的缺陷問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的螺栓連接結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1-螺栓；2-葉片試驗件；3_螺母；4_葉盆面配重塊；5_葉背面配重塊；6_鎖片
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明通過在葉片試驗件的葉身中上部裝配螺栓連接的配重塊，達到大幅降低葉片固有頻率的目的。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。
[0018]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)由螺栓1、葉片試驗件2、螺母3、葉盆面配重塊4、葉背面配重塊5及鎖片6組成。葉盆面配重塊4、葉背面配重塊5通過螺栓1與葉片試驗件2相連，用螺母3擰緊連接件。鎖片6位于配重塊與螺母、螺栓頭之間，裝配時鎖片要與配重塊和螺母、螺栓頭分別鎖緊，防止振動時螺栓和配重塊之間發(fā)生松動。
[0019]螺栓1的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，在對螺栓1的設(shè)計進行設(shè)計時，將螺栓1與葉片試驗件2、配重塊4和5配合處設(shè)計為光桿，其長度不小于配重塊與葉片厚度之和；將螺栓1與螺母3連接處加工成與螺母3相匹配的螺紋。螺栓1和螺母3在材料選取時考慮高強度的航空材料。螺母3的擰緊力矩應(yīng)達到上限值。螺栓1和葉片試驗件2開孔采用過盈配
八
口 ο
[0020]葉盆面配重塊4和葉背面配重塊5結(jié)構(gòu)設(shè)計時，保證兩配重塊質(zhì)量接近。配重塊與葉身接觸面輪廓邊Κ的設(shè)計參考相應(yīng)位置處的葉型設(shè)計，在沿徑向劃分截面，給出輪廓邊Κ各截面徑向高度及輪廓曲線數(shù)據(jù)。配重塊加工完成后，需要將配重塊與葉身接觸面進行一對一修配，并在加配重塊和葉身接觸面之間添加厚度為0.1mm的銅墊片。葉盆面配重塊4、葉背面配重塊5與螺栓1為過盈配合。將葉盆面配重塊4與螺母3配合、葉背面配重塊5與螺栓1配合面加工成平面。將葉片試驗件2夾持面加工成平行面，加工時應(yīng)保證夾持面的平行度。
[0021]本發(fā)明通過螺栓將配重塊連接在葉身上，從而達到大幅降低了葉片固有頻率。該結(jié)構(gòu)具有創(chuàng)新性，結(jié)構(gòu)設(shè)計時綜合考慮了配重塊設(shè)計問題、配重塊與葉片的配合問題，螺栓設(shè)計問題以及螺栓與葉片、配重塊的配合問題等諸多問題。目前，該發(fā)明已應(yīng)用于發(fā)動機高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片的高周疲勞強度試驗，試驗證明該設(shè)計方案是可行的。
【權(quán)利要求】
1.一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)，其特征是，本結(jié)構(gòu)由螺栓(1)、葉片試驗件(2)、螺母(3)、葉盆面配重塊(4)、葉背面配重塊(5)及鎖片(6)組成，其中，葉盆面配重塊(4)、葉背面配重塊(5)通過螺栓(1)和螺母(3)與葉片試驗件(2)相連，鎖片(6)位于配重塊與螺母、螺栓頭之間，裝配時鎖片要與配重塊和螺母、螺栓頭分別鎖緊。
2.如權(quán)利要求1所述的一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)，其特征是，葉盆面配重塊(4)和葉背面配重塊(5)質(zhì)量一致。
3.如權(quán)利要求2所述的一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)，其特征是，配重塊與葉身接觸面輪廓邊K的設(shè)計與相應(yīng)位置處的葉型設(shè)計一致。
4.如權(quán)利要求3所述的一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)，其特征是，葉盆面配重塊(4)和葉背面配重塊(5)與螺母、螺栓頭的配合面加工成平面。
5.如權(quán)利要求3所述的一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)，其特征是，螺栓(1)與葉片試驗件(2)、配重塊(4)和(5)配合處為光桿，其長度不小于配重塊與葉片厚度之和，螺母(3)的擰緊力矩應(yīng)達到上限值。
6.如權(quán)利要求3所述的一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)，其特征是，在加配重塊和葉身接觸面之間添加厚度為0.1mm的銅墊片。
7.如權(quán)利要求3所述的一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)，其特征是，螺栓(1)和葉片試驗件(2)、葉盆面配重塊(4)和葉背面配重塊(5)開孔采用過盈配合。
8.如權(quán)利要求3所述的一種降低葉片高周疲勞試驗件頻率的配重塊連接結(jié)構(gòu)，其特征是，將葉片試驗件(2)夾持面加工成平行面，加工時應(yīng)保證夾持面的平行度。
【文檔編號】G01M7/02GK103728111SQ201310684834
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】高雄兵, 何凌川, 于進學(xué), 王虎, 胡中偉, 覃志賢 申請人:中國燃氣渦輪研究院