[發(fā)明專利]一種壓氣機(jī)圓弧齒轉(zhuǎn)子葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)夾具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810039930.6
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108393818A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮志;徐華;王成霖;陳洲能;吳凡;衛(wèi)廣龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)貴州黎陽航空動(dòng)力有限公司
• 主分類號: B25B11/00
• 分類號: B25B11/00;G01M15/02;G01M13/00
• 代理公司: 貴陽睿騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發(fā)明公開了一種壓氣機(jī)圓弧齒轉(zhuǎn)子葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)夾具，包括底座和上定位塊、下定位塊組合構(gòu)成的圓弧齒榫頭夾頭，其中底座上的夾頭安裝面與底座下端與激振臺的連接面之間有一夾角，該夾角確保葉片葉身與激振臺所釋放能量方向垂直。本發(fā)明有效避免了夾具在振動(dòng)疲勞試驗(yàn)過程中出現(xiàn)傳振不靈敏，連接件之間出現(xiàn)斷裂，傳振不連續(xù)或突然終止，致使振動(dòng)頻率值異常波動(dòng)或監(jiān)測儀檢測頻率值為常數(shù)，特改變現(xiàn)有分體水平式結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞試驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)方式，減少夾具零件之間的連接件，結(jié)構(gòu)簡單輕便，易于裝夾，傳振靈敏，使頻率檢測儀穩(wěn)定可靠地檢測壓氣機(jī)圓弧齒轉(zhuǎn)子葉片真實(shí)有效的性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及疲勞試驗(yàn)用夾具,特別是適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈦合金和高溫合金材料一至九級轉(zhuǎn)子葉片且葉片振型為一階彎曲振動(dòng)的疲勞性能試驗(yàn)夾具。

背景技術(shù)

目前，大部分振動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)夾具為45號鋼，采用多零件分體水平式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過螺栓連接和壓緊，其缺點(diǎn)是分體水平式結(jié)構(gòu)夾具應(yīng)力集中嚴(yán)重，且夾頭應(yīng)力集中部位與在UD電磁振動(dòng)臺產(chǎn)生的剪切力成90°，振動(dòng)試驗(yàn)過程中極容易出現(xiàn)斷裂，嚴(yán)重影響夾具使用壽命。同時(shí)，該分體水平式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其體積大，整體剛性差，傳振不靈敏，在傳振動(dòng)過程中會出現(xiàn)采集數(shù)據(jù)中斷，導(dǎo)致振動(dòng)疲勞系統(tǒng)采集數(shù)值為一恒定常數(shù)(失效)，由于振動(dòng)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)相對不穩(wěn)定，其數(shù)據(jù)不能作為有效反應(yīng)轉(zhuǎn)子葉片的真實(shí)性能依據(jù)，試驗(yàn)傳振初期，由于夾具自身體積大，零件多，導(dǎo)致傳振動(dòng)不靈敏，試驗(yàn)調(diào)試時(shí)間過長，對現(xiàn)場操作人員水平要求較高，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，該結(jié)構(gòu)夾具在使用過程中通用性很差，尤其在批產(chǎn)機(jī)型疲勞實(shí)驗(yàn)過程中耗時(shí)較長，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度的向前推進(jìn)。

如圖1，圖1-1和圖1-2所示，為分體水平式振動(dòng)疲勞試驗(yàn)夾具，通過連接螺栓連接定位塊和壓緊塊方式組合而成，從圖中不難看出夾具的一些弊端：

1、在振動(dòng)疲勞試驗(yàn)過程中由于夾頭位置突變處應(yīng)力比較集中，隨著時(shí)間的進(jìn)行應(yīng)力集中處裂紋加大，夾具的承載能力下降直到斷裂，導(dǎo)致試驗(yàn)終止。其二由于夾頭在實(shí)驗(yàn)過程中隱性斷裂但未明顯脫落，導(dǎo)致振動(dòng)系統(tǒng)能量無法傳遞到試驗(yàn)葉片上，所以試驗(yàn)試驗(yàn)系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)為一恒定常數(shù)，數(shù)據(jù)采集失敗，這種隱性斷裂最為難查找試驗(yàn)失敗原因。

2、夾具的定位塊和壓緊塊是由連接螺栓連接，通過擰緊夾具尾部螺釘來實(shí)現(xiàn)壓緊葉片，但在實(shí)驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)過程中連接螺栓與振動(dòng)方向成垂直，形成強(qiáng)有力的橫向剪切力，由于連接螺栓本身結(jié)構(gòu)應(yīng)力非常集中，外加長時(shí)間承受高能量載荷，所以試驗(yàn)中連接螺栓極易斷裂。

分體水平式振動(dòng)疲勞夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分案由于各種弊端，嚴(yán)重影響其使用效果和壽命，使得振動(dòng)疲勞夾具更換率極高，增加生產(chǎn)成本，嚴(yán)重制約葉片的生產(chǎn)進(jìn)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種壓氣機(jī)圓弧齒轉(zhuǎn)子葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)夾具，有效避免夾具在振動(dòng)疲勞試驗(yàn)過程中出現(xiàn)傳振不靈敏，連接件之間出現(xiàn)松脫，連接螺栓被振斷，傳振不連續(xù)或突然終止，致使振動(dòng)頻率值異常波動(dòng)或監(jiān)測儀檢測頻率值為常數(shù)的情況，同時(shí)，改變現(xiàn)有分體水平式結(jié)構(gòu)，減少夾具零件之間的連接件，結(jié)構(gòu)簡單輕便，易于裝夾，傳振靈敏，使頻率檢測儀穩(wěn)定可靠地檢測壓氣機(jī)圓弧齒轉(zhuǎn)子葉片真實(shí)有效的性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種壓氣機(jī)圓弧齒轉(zhuǎn)子葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)夾具，包括底座和圓弧齒榫頭夾頭，所述底座的圓弧齒榫頭夾頭安裝面和所述底座下端與激振臺的連接面之間有一夾角，所述夾角確保葉片葉身與激振臺所釋放能量方向垂直。

所述圓弧齒榫頭夾頭與底座上的夾頭安裝面通過定位銷定位，連接螺栓連接。

所述連接螺栓軸向與振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的剪切力方向成一非90度夾角。

所述底座下端與激振臺的連接面的表面粗糙度為0.8。

所述圓弧齒榫頭夾頭包括上定位塊和下定位塊,上定位塊和下定位塊平行連接于圓弧齒榫頭夾頭安裝面上。