一種用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤技術(shù)，涉及一種用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)由配重塊和輪盤組成，所述配重塊為周向分塊結(jié)構(gòu)，設(shè)置在輪盤外緣，通過設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)配重塊的位置、數(shù)量以及結(jié)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪盤離心力的模擬，并大幅降低試驗(yàn)成本。另外，本實(shí)用新型通過在配重塊上設(shè)置平衡螺栓安裝孔，有效降低振動(dòng)，提高試驗(yàn)?zāi)M效果，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】一種用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤技術(shù)，涉及一種用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)中輪盤的功用是固定工作葉片并將工作葉片獲得的功率傳到軸上，輪盤主要承受工作葉片、榫槽凸塊等結(jié)構(gòu)和盤體本身的巨大離心力，以及由盤體溫度梯度而引起的熱應(yīng)力。輪盤是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件，它的破壞會(huì)造成飛機(jī)的災(zāi)難性事故，所以必須避免發(fā)生輪盤的失效。因此，輪盤應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以承受適航標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)定的超轉(zhuǎn)、破裂和疲勞等試驗(yàn)條件。
[0003]通常的輪盤試驗(yàn)件是直接選用發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)零部件，由葉片和輪盤等零件組成。葉片一般包含葉身、緣板和榫頭等部分，安裝在輪盤上的葉片等零件都位于輪盤的外緣，為了考慮輪盤外緣承受的離心載荷，輪盤上要加工用于安裝葉片的榫槽凸塊，在裝配中還需使用鎖片等零件將葉片鎖緊。這種輪盤試驗(yàn)件加工難度大、加工周期長(zhǎng)，而且制造成本高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的:本實(shí)用新型提供了一種在不影響輪盤強(qiáng)度考核試驗(yàn)的前提下，可有效降低加工難度、縮短加工周期，提高經(jīng)濟(jì)效益的用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)，其包括配重塊和輪盤，其中，所述配重塊為周向分塊結(jié)構(gòu)，設(shè)置在輪盤外緣，數(shù)量為％，單個(gè)配重塊沿周向的角度為360° /?，所述配重塊沿輪盤軸向的厚度匕與真實(shí)輪緣軸向厚度一致，配重塊底部半徑I與真實(shí)輪盤榫槽底部一致。
[0006]配重塊的周向邊界與其分割線的距離為12，相鄰兩個(gè)配重塊之間的周向邊界距離為21”
[0007]所述的取值范圍為1?1.5111111，配重塊的徑向高度^的取值范圍不超過^-(1^+2?)，其中，112不超過葉片數(shù)II ”民為輪盤的葉尖半徑，尺3為卸荷槽圓弧半徑。
[0008]所述配重塊根部設(shè)置有卸荷槽。
[0009]所述配重塊沿輪盤軸線的厚度方向設(shè)計(jì)有平衡螺栓安裝孔。
[0010]平衡螺栓安裝孔的半徑為I，每個(gè)配重塊中線上設(shè)置一個(gè)，與配重塊分割線的夾角為180。/^,半徑％取值范圍為2.5?3.0臟。
[0011〕 平衡螺栓安裝孔沿輪盤徑向的移動(dòng)間隙為(^+2?)?(1^+24+?)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)，采用配重塊代替真實(shí)葉片、榫槽凸塊等結(jié)構(gòu)，并可以較為真實(shí)的模擬輪緣上的實(shí)際離心載荷。由于采用配重塊的輪盤試驗(yàn)件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少了零件數(shù)量，可靠性高，且不需要真實(shí)葉片，因此有效降低試驗(yàn)件加工難度，加工周期縮短，大幅減少試驗(yàn)成本，產(chǎn)生了較大經(jīng)濟(jì)效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是圖1的六-八剖視圖；
[0015]圖3是配重塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是卸荷槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]其中，1-配重塊；2-輪盤；3-卸荷槽；4-平衡螺栓安裝孔。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:請(qǐng)同時(shí)參閱圖1、圖2、圖3，其中，圖1是本實(shí)用新型用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的八-八剖視圖，圖3是配重塊的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是卸荷槽的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)由配重塊1和輪盤2組成，配重塊1與輪盤2是整體加工成型，其中，輪盤盤體結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)輪盤的結(jié)構(gòu)一致。
[0019]所述配重塊沿輪盤軸向的厚度匕與真實(shí)輪緣軸向厚度一致，配重塊底部半徑I？工與真實(shí)輪盤榫槽底部一致；真實(shí)輪盤的葉尖半徑為民，葉片數(shù)量為!V配重塊為周向分塊結(jié)構(gòu)，數(shù)量為％，單個(gè)配重塊沿周向的角度為360° /?，配重塊的周向邊界與其分割線的距離為12，相鄰兩個(gè)配重塊之間的周向邊界距離為212，配重塊的徑向高度為氏。本實(shí)用新型利用離心力等效原則，通過調(diào)整配重塊的徑向高度氏等結(jié)構(gòu)參數(shù)來改變配重塊質(zhì)量和質(zhì)心，并根據(jù)單個(gè)配重塊的離心力與輪盤外緣總的離心力需求調(diào)整配重塊數(shù)量112，調(diào)整輪盤上的應(yīng)力分布，以實(shí)現(xiàn)用圖2所示配重塊來模擬葉片和榫槽凸塊等真實(shí)結(jié)構(gòu)的離心力。
[0020]為了降低配重塊根部的應(yīng)力水平，在配重塊根部設(shè)計(jì)有卸荷槽3，圖3所示卸荷槽兩端為半徑％的圓弧，圓弧端點(diǎn)到配重塊周向邊界距離為“，卸荷槽沿徑向高度為2?，沿周向長(zhǎng)度為2(1^+1^+?)。對(duì)于卸荷槽圓弧半徑％的調(diào)整，以其應(yīng)力參數(shù)小于輪盤壽命考核點(diǎn)為準(zhǔn)，也可通過調(diào)整半徑％實(shí)現(xiàn)對(duì)榫槽應(yīng)力的模擬；而相鄰兩卸荷槽間距14則以保證縮頸截面強(qiáng)度為準(zhǔn)。對(duì)于配重塊的結(jié)構(gòu)參數(shù)，其中。的取值范圍為1?1.5皿，^的取值范圍不超過(^+2?)，數(shù)量1?不超過葉片數(shù)II ！。
[0021]當(dāng)輪盤試驗(yàn)件的重心和轉(zhuǎn)動(dòng)中心不重合時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏心距，使輪盤試驗(yàn)件在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)大的振動(dòng)，因此，配重塊沿輪盤軸線的厚度方向設(shè)計(jì)有平衡螺栓安裝孔4，其目的是可在此處加裝合適質(zhì)量的平衡螺栓，以調(diào)整輪盤試驗(yàn)件的重心使其接近轉(zhuǎn)動(dòng)中心來減少不平衡量，降低振動(dòng)水平。平衡螺栓安裝孔4的半徑為1？4，每個(gè)配重塊中線上設(shè)置一個(gè)，與配重塊分割線的夾角為180° /11,,半徑％取值范圍為2.5?3.0皿，平衡螺栓安裝孔4可沿輪盤徑向在￠42?)?(1^+21^+?)范圍移動(dòng)。本實(shí)用新型通過在輪盤上設(shè)置配重塊，并對(duì)配重塊的位置，結(jié)構(gòu)參數(shù)等進(jìn)行多方設(shè)計(jì)考慮，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪盤離心力的有效模擬，并大幅降低試驗(yàn)成本。而且通過在配重塊上設(shè)置平衡螺栓安裝孔，有效降低振動(dòng)，提高試驗(yàn)?zāi)M效果，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。
【權(quán)利要求】
1.一種用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括配重塊和輪盤，其中，所述配重塊為周向分塊結(jié)構(gòu)，設(shè)置在輪盤外緣，數(shù)量為n2，單個(gè)配重塊沿周向的角度為360° /n2，所述配重塊沿輪盤軸向的厚度U與真實(shí)輪緣軸向厚度一致，配重塊底部半徑與真實(shí)輪盤榫槽底部一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)，其特征在于，配重塊的周向邊界與其分割線的距離為L(zhǎng)2，相鄰兩個(gè)配重塊之間的周向邊界距離為2L2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述L2的取值范圍為1?1.5mm，配重塊的徑向高度H1的取值范圍不超過R 2_ 0^+2?)，其中，n2不超過葉片數(shù)rv R2為輪盤的葉尖半徑，R 3為卸荷槽圓弧半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述配重塊根部設(shè)置有卸荷槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述配重塊沿輪盤軸線的厚度方向設(shè)計(jì)有平衡螺栓安裝孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)，其特征在于，平衡螺栓安裝孔的半徑為R4，每個(gè)配重塊中線上設(shè)置一個(gè)，與配重塊分割線的夾角為180° /n2，半徑R4取值范圍為2.5?3.0mmo
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于輪盤試驗(yàn)的輪緣離心載荷模擬結(jié)構(gòu)，其特征在于，平衡螺栓安裝孔沿輪盤徑向的移動(dòng)間隙為(Ri+2R3)?(RpRjH)。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK204255625SQ201420706154
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】潘容, 馮引利, 楊勛, 何云, 龔夢(mèng)賢, 孫海鶴, 劉紅彬 申請(qǐng)人:中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院