【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航空系統的，尤其涉及一種可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置。
技術介紹
1、在航空發動機中，渦輪葉片是重要的零部件之一，其工作條件惡劣、工作環境苛刻，常在高速旋轉下承受高溫高壓燃氣帶來的周期變化沖擊力，而引起高周循環疲勞振動。為提高渦輪轉子整體剛度、增強抗振性能，降低渦輪轉子葉片的最大振動應力，延長使用壽命，常把葉片設計成帶鋸齒冠結構，如此可以利用相鄰鋸齒冠的相互抵緊和摩擦，以此減小葉片的扭轉變形和彎曲變形，增加葉片剛性，提高葉片的自振頻率，吸收振動能量，實現減振目的。
2、帶鋸齒冠葉片的振動特性分析是帶鋸齒冠葉片設計的主要內容，也是帶鋸齒冠葉片的減振特性分析的重要前提，其結果的準確與否，直接影響了帶鋸齒冠葉片減振特性分析結果的精度高低。在對帶鋸齒冠葉片進行振動特性分析時，接觸剛度直接影響了鋸齒冠工作面間的摩擦力以及接觸狀態的變化，進而影響帶鋸齒冠葉片的固有頻率和響應，從而影響鋸齒冠的減振效果和葉片的動力特性。國內外諸多學者對接觸剛度模型進行了研究，包括庫侖摩擦模型、“滯后”彈簧摩擦模型以及整體或局部統一滑動摩擦模型，但這些接觸剛度模型僅注重于求解鋸齒冠工作面間的切向接觸剛度和摩擦阻尼，在法向接觸剛度往往以經驗值代替，忽略了法向接觸剛度對帶鋸齒冠振動特性的影響。為了研究需要，選用了一種利用m-b分形接觸模型而推導的鋸齒冠工作面間接觸剛度模型，然而此種接觸剛度模型在鋸齒冠工作面上的運用還屬于首例，缺乏試驗數據的支撐，來驗證此接觸剛度模型在帶鋸齒冠振動特性分析中的適用性。另外，在對振動特性影響的參數
3、中國專利申請號201310159983.9公開的“一種鋸齒形三聯裝帶冠葉片減振特性實驗裝置”，實現了不同接觸角、預扭角、接觸正壓力下的帶冠葉片減振特性研究。但其在對預扭角關鍵參數影響進行實驗時，需要調整裝置保證葉冠接觸角不變，實驗步驟繁瑣，裝置結構復雜。中國專利申請號202321589383.1公開的“一種帶冠葉片實驗工裝及帶冠葉片實驗裝置”，通過葉根轉動調節帶冠葉片預扭角，同時改變了葉片的接觸正壓力，滿足測量不同預扭角葉冠葉片振動特性實驗要求。但在改變預扭角時，需要同時對葉片根部四組螺栓進行調節，調節預扭角度大小過程較為復雜。并且兩個專利在使用時均需要三組葉冠葉片才能進行實驗，無法滿足測量單組葉冠葉片振動特性實驗需求，除此之外，未說明如何使用該裝置進行模態實驗，沒有交代具體的實驗方法和測量儀器。本設計的操作方案更加便捷，實驗裝置更加簡單，只需要控制預扭角度參數，調節六角法蘭面螺栓改變預扭角度大小，使用專利中的測量儀器與實驗方法，即可實現對單組葉冠葉片接觸應力、頻率、陣型的測量。
技術實現思路
1、本部分的目的在于概述本專利技術的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和專利技術名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和專利技術名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本專利技術的范圍。
2、鑒于上述現有可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置存在的問題，提出了本專利技術。
3、因此，本專利技術目的是提供一種可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其能夠測量不同扭轉角度下帶鋸齒冠葉片的固有頻率和振型，獲得不同扭轉角度下的振動特性影響規律，配合相應的測量儀器，獲取不同扭轉角度下鋸齒冠工作面間的接觸應力變化，以此驗證所選用接觸剛度模型在鋸齒冠工作面間的適用性。實現扭轉角可調，擠壓力、頻率、陣型可測，而且測試精度高。
4、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，包括：
5、鋸齒冠葉片、夾持機構和加載機構；
6、鋸齒冠葉片為一簡化葉片，葉身與葉冠以及葉片底座垂直；
7、加載機構由推動片組件和扭轉盤組成，推動片組件分為第一推動片和第二推動片，分別位于鋸齒冠工作面兩側，并與工作面抵緊接觸，安裝固定于扭轉盤表面，扭轉盤表面開有環形槽，與夾持機構配合后使其僅能扭轉，側面開有滑槽，供推動片滑動抵緊鋸齒冠工作面；
8、夾持機構包括底坐、葉片夾持端以及扭轉盤夾持端；
9、其中，葉片夾持端具有固定鋸齒冠葉片作用，扭轉盤夾持端具有固定加載機構作用；底座開有滑槽，供葉片夾持端組件和扭轉盤夾持端組件調整距離，使鋸齒冠工作面與第一推動片和第二推動片的工作面對齊。
10、作為本專利技術所述可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置的一種優選方案，其中：所述鋸齒冠葉片中葉片葉身的根部底座開有對稱螺栓孔，通過擰緊外六角螺栓，使鋸齒冠葉片固定安裝于葉片夾持端側面。
11、作為本專利技術所述可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置的一種優選方案，其中：所述葉片夾持端底面開有對稱螺栓孔，通過擰緊t形螺栓-m12，使葉片夾持端固定安裝于底座上，側面開有對稱螺栓孔，能夠安裝固定鋸齒冠葉片；扭轉盤夾持端底面開有對稱螺栓孔，通過擰緊螺栓t形螺栓，使扭轉盤夾持端固定于底座上。
12、作為本專利技術所述可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置的一種優選方案，其中：所述扭轉盤夾持端側面開有對稱螺栓孔，與扭轉盤環形對稱槽對齊，通過擰緊六角法蘭面螺栓螺母組件，使扭轉盤固定于扭轉盤夾持端上。
13、作為本專利技術所述可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置的一種優選方案，其中：所述加載機構包括扭轉盤和推動片組件；其中，扭轉盤開有圓形孔，供外部鋼絲繩纏繞捆緊，施加拉力；兩側開有環形槽，防止扭轉盤上下左右移動，與扭轉盤夾持端配合后，使其僅能繞著扭轉盤圓心轉動；頂部開有l形槽，供角度測量儀安裝。
14、作為本專利技術所述可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置的一種優選方案，其中：所述加載機構中的推動片組件包含兩個推動片，分為第一推動片和第二推動片，第一推動片和第二推動片分別開有兩個螺栓孔，供推動片固定于扭轉盤上。
15、作為本專利技術所述可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置的一種優選方案，其中：所述扭轉盤兩側開有t形槽，通過插入t形螺栓-m63-2與第一推動片和第二推動片的螺栓孔配合，可供推動片在鋸齒冠工作面法向滑動，調整第一推動片和第二推動片的位置，使第一推動片和第二推動片的工作面抵緊鋸齒冠工作面，通過擰緊t形螺栓-m63-2螺母組件將推動片固定于扭轉盤上。
16、作為本專利技術所述可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置的一種優選方案，其中：所述底座開有t形槽，供葉片夾持端組件和扭轉盤夾持端組件調整距離，使鋸齒冠工作面與第一推動片和第二推動片的工作面對齊，通過擰緊t形螺栓螺母組件，使葉片夾持端組件與扭轉夾持端組件固定于底座上。
17、作為本專利技術所述可調預扭角的鋸齒形本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：所述鋸齒冠葉片(1-1)中葉片葉身的根部底座開有對稱螺栓孔，通過擰緊外六角螺栓(2-3)，使鋸齒冠葉片(1-1)固定安裝于葉片夾持端(2-4)側面。
3.根據權利要求1所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：所述葉片夾持端(2-4)底面開有對稱螺栓孔，通過擰緊T形螺栓-M12(2-2)，使葉片夾持端(2-4)固定安裝于底座(2-1)上，側面開有對稱螺栓孔，能夠安裝固定鋸齒冠葉片(1-1)；扭轉盤夾持端底面開有對稱螺栓孔，通過擰緊螺栓T形螺栓，使扭轉盤夾持端(2-6)固定于底座(2-1)上。
4.根據權利要求3所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：所述扭轉盤夾持端(2-6)側面開有對稱螺栓孔，與扭轉盤環形對稱槽對齊，通過擰緊六角法蘭面螺栓(2-5)螺母組件，使扭轉盤(3-3)固定于扭轉盤夾持端(2-6)上。
5.根據權利要求1所述的可調預扭
6.根據權利要求1所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：所述加載機構中的推動片組件包含兩個推動片，分為第一推動片(3-1(a))和第二推動片(3-1(b))，第一推動片(3-1(a))和第二推動片(3-1(b))分別開有兩個螺栓孔，供推動片(3-1)固定于扭轉盤(3-3)上。
7.根據權利要求6所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：所述扭轉盤(3-3)兩側開有T形槽，通過插入T形螺栓-M6(3-2)與第一推動片(3-1(a))和第二推動片(3-1(b))的螺栓孔配合，供推動片(3-1)在鋸齒冠工作面法向滑動，調整第一推動片(3-1(a))和第二推動片(3-1(b))的位置，使第一推動片(3-1(a))和第二推動片(3-1(b))的工作面抵緊鋸齒冠工作面，通過擰緊T形螺栓-M6(3-2)螺母組件將推動片(3-1)固定于扭轉盤(3-3)上。
8.根據權利要求1所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：所述底座(2-1)開有T形槽，供葉片夾持端組件和扭轉盤夾持端組件調整距離，使鋸齒冠工作面與第一推動片(3-1(a))和第二推動片(3-1(b))的工作面對齊，通過擰緊T形螺栓螺母組件，使葉片夾持端組件與扭轉夾持端組件固定于底座(2-1)上。
9.根據權利要求1所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：基于可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性實驗裝置的試驗方法，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：所述鋸齒冠葉片(1-1)中葉片葉身的根部底座開有對稱螺栓孔，通過擰緊外六角螺栓(2-3)，使鋸齒冠葉片(1-1)固定安裝于葉片夾持端(2-4)側面。
3.根據權利要求1所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：所述葉片夾持端(2-4)底面開有對稱螺栓孔，通過擰緊t形螺栓-m12(2-2)，使葉片夾持端(2-4)固定安裝于底座(2-1)上，側面開有對稱螺栓孔，能夠安裝固定鋸齒冠葉片(1-1)；扭轉盤夾持端底面開有對稱螺栓孔，通過擰緊螺栓t形螺栓，使扭轉盤夾持端(2-6)固定于底座(2-1)上。
4.根據權利要求3所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：所述扭轉盤夾持端(2-6)側面開有對稱螺栓孔，與扭轉盤環形對稱槽對齊，通過擰緊六角法蘭面螺栓(2-5)螺母組件，使扭轉盤(3-3)固定于扭轉盤夾持端(2-6)上。
5.根據權利要求1所述的可調預扭角的鋸齒形葉冠葉片振動特性試驗裝置，其特征在于：所述加載機構包括扭轉盤(3-3)和推動片(3-1)組件；其中，扭轉盤(3-3)開有圓形孔，供外部鋼絲繩纏繞捆緊，施加拉力；兩側開有環形槽，防止扭轉盤(3-3)上下左右移動，與扭轉盤夾持端(2-6)配合后，使其僅能繞著扭轉盤圓心轉動；頂部開有l形槽，供角度測量儀安裝。
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐穎，嚴芳，漆文凱，楊坤，崔海濤，張宏建，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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