[發(fā)明專利]利用主流氣動力緊固的葉片安裝結構、方法及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210401466.7
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114705413B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設計）人: 李海旺;樓雨杼;陶智;周志宇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京君有知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11630
• 代理人: 焦麗雅

本發(fā)明公開了一種利用主流氣動力緊固的葉片安裝結構、方法及其應用，涉及葉柵試驗葉片安裝技術領域，該安裝結構包括葉片、試驗臺、葉片底座、安裝座，所述葉片底座處于葉片下方，安裝座設置于試驗臺內(nèi)，所述葉片底座包括不完整圓片、不完整矩形片、圓柱疊加而成，不完整圓片的軸線與圓柱軸線重合、不完整矩形片對角線的交點在圓柱軸線上，不完整圓片直徑大于試驗葉型上任意兩點的距離。其技術方案的要點是：試驗臺設有安裝座，將葉片底座插入壁面后旋轉(zhuǎn)，利用主流對葉片的氣動力使得葉片固定，無需其他零件與工具，安裝簡單，可以縮短葉片安裝時間。

技術領域

本發(fā)明屬于葉柵試驗葉片安裝技術領域，具體地說，設計一種利用主流氣動力緊固的葉片安裝結構、安裝方法及其應用。

背景技術

燃氣渦輪發(fā)動機是一種基于布雷頓循環(huán)的熱動力裝置，依靠其強大的輸出功率和高熱效率已廣泛應用于現(xiàn)代軍事和工業(yè)。發(fā)動機中不可或缺的壓氣機部件與渦輪部件均為葉輪機，需要葉片用于減速擴壓或收縮通道、加速氣流、降低溫度或做功；而在葉片相關試驗中，無論是針對靜葉(或?qū)~)或者動葉，靜止葉柵試驗是設計、驗證葉片相關性能的重要試驗形式。在試驗中，均需要在主流條件下，將葉片安裝、固定在葉柵通道中。

目前，靜止葉柵試驗葉片的固定方式一般為法蘭螺栓連接或榫連接。其中，法蘭螺栓連接方式需要大量的螺栓結構，這使得更換試驗件的過程費時費力，并且，某些靜止葉柵試驗在腔體中進行，較為緊湊的試驗臺腔體無法提供螺栓的拆卸與安裝過程中扳手伸入所必需的空間。而榫連接的榫頭類型包括銷釘式榫頭、軸向燕尾榫頭、環(huán)形燕尾榫頭、樅樹形榫頭。在工作過程中，氣動力會使葉片沿槽向移動，因此榫連接需要鎖定結構。鎖定結構會增加零件個數(shù)，而且鎖定結構往往是利用自身結構的塑性變形來提供安裝固定所需的力，在需要反復更換葉片的靜止葉柵試驗中是不可取的。在葉柵試驗中，更換葉片的時間在整體試驗周期中往往比重較大，葉片的固定效果則直接決定了試驗過程中的安全程度與試驗結果的可靠性。

此外，現(xiàn)有技術如，中國專利申請，其申請?zhí)枺篊N2019104427051，公開號：CN110145372A，公開一種汽輪機轉(zhuǎn)子叉形葉片安裝結構，涉及汽輪機葉片安裝技術領域，旨在解決傳統(tǒng)的安裝葉片時，無法消除安裝間隙的問題，其技術方案要點是：包括轉(zhuǎn)子以及連接于轉(zhuǎn)子的叉形葉片，所述轉(zhuǎn)子側壁連接有安裝座，所述安裝座與轉(zhuǎn)子同軸開設有環(huán)形的叉形輪槽，所述叉形輪槽內(nèi)滑動卡接有若干中間葉片，所述叉形輪槽側壁沿轉(zhuǎn)子徑向開設有輪槽，所述輪槽內(nèi)穿設有末葉片，所述輪槽設置有用于對末葉片鎖緊的鎖緊組件。申請?zhí)枺篊N2017108308230，公開號：CN107725117A，公開一種可應用于地面燃氣輪機、航空發(fā)動機等領域的一種靜子葉片安裝結構，包括帶壓板的靜子葉片、內(nèi)外環(huán)輕質(zhì)彈性件、內(nèi)外環(huán)機匣以及外環(huán)壓板用卡箍。通過上述零件，可實現(xiàn)靜子葉片的單片可拆卸功能，由于采用了輕質(zhì)彈性件，利用輕質(zhì)彈性件與葉片內(nèi)外環(huán)葉型的冷態(tài)過盈量，實現(xiàn)整環(huán)靜子葉片的裝配及定位。裝配狀態(tài)下，該組件具有一定的剛性，并可將靜子葉片的氣動扭矩傳遞給相應的機匣安裝邊位置處。

然而，上述現(xiàn)有技術安裝復雜，不利于安裝定位。因此，改進葉片安裝結構，在保證可靠性的前提下，盡可能減少零件個數(shù)、簡化安裝步驟、減小安裝所需的空間，對于提升靜止葉柵試驗效率是十分必要和有意義的。

發(fā)明內(nèi)容

為了提升靜止葉柵試驗效率，實現(xiàn)有限空間內(nèi)的葉片安裝，本發(fā)明提出了一種利用主流氣動力緊固的葉片安裝結構及其安裝方法，具有安裝簡單的優(yōu)點。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：

一種利用主流氣動力緊固的葉片安裝結構，包括葉片、試驗臺、葉片底座、安裝座，其特征為：

所述葉片底座與安裝座相互接觸，起到連接葉片與試驗臺的作用，保證在試驗過程中，葉片能固定在試驗臺上，所述葉片底座由不完整圓片、不完整矩形片、圓柱疊加而成，不完整圓片的軸線與圓柱軸線重合、不完整矩形片對角線的交點在圓柱軸線上，使得不完整矩形片插入試驗臺后能夠繞該軸線旋轉(zhuǎn)。