一種葉片降頻結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于航空發(fā)動機葉片技術(shù)，具體涉及一種葉片降頻結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]對航空發(fā)動機葉片的高周疲勞試驗多在振動臺上進行，而在振動臺上對高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。
[0003]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。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型目的是:提供一種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的葉片降頻機構(gòu)。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種葉片降頻結(jié)構(gòu)，通過螺栓連接在葉片葉身兩側(cè)設(shè)置配重塊。
[0006]用于螺栓連接的葉身螺栓孔位于葉身中上部。
[0007]螺栓孔朝向垂直于葉型弦長方向。
[0008]螺栓與葉片試驗件和配重塊配合處為光桿，且光桿長度不小于配重塊與葉片厚度之和。
[0009]配重塊接觸面與葉型匹配。
[0010]配重塊與葉型之間設(shè)置有金屬墊片。
[0011]配重塊接觸面邊界具有倒圓。
[0012]本實用新型的技術(shù)效果是:本實用新型將配重通過螺栓與葉片連接結(jié)構(gòu)，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。本實用新型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。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型葉片降頻結(jié)構(gòu)示意圖前視圖；
[0014]圖2是本實用新型葉片降頻結(jié)構(gòu)不意圖俯視圖；
[0015]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。
[0016]圖3是葉身上螺栓孔位置示意圖；
[0017]圖4是螺栓結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5是葉盆面配重塊輪廓截面示意圖；
[0019]圖6是葉盆面配重塊輪廓俯視圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明:
[0021]本實用新型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。如圖1和圖2所示，本實用新型葉片降頻結(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I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4、配重塊5與螺母3、螺栓I頭部之間，裝配時鎖片6要與配重塊4、配重塊5和螺母3、螺栓I分別鎖緊，防止振動時螺栓I和配重塊4、配重塊5之間發(fā)生松動。
[0022]如圖3所示，用于螺栓連接的葉身螺栓孔位于葉身中上部，從而保證在降頻時盡可能降低配重質(zhì)量，同時保證開孔位置處所受應力滿足強度設(shè)計要求。
[0023]螺栓孔朝向垂直于葉型弦長方向，保證配重塊4、配重塊5沿激振力方向安裝，從而達到有效降頻。
[0024]螺栓I的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，在對螺栓I的設(shè)計進行設(shè)計時，將螺栓I與葉片試驗件2、配重塊4、配重塊5配合處(如圖4所示L2)設(shè)計為光桿，且光桿長度不小于配重塊4、配重塊5與葉片試驗件2厚度之和，從而避免試驗時葉片與配重塊開孔處局部應力過大以及微動磨損。
[0025]將螺栓I與螺母3連接處(如圖4所示LI)加工成與螺母3相匹配的螺紋。螺栓I和螺母3在材料選取時考慮高強度的航空材料。螺母3的擰緊力矩應達到上限值。
[0026]葉盆面配重塊4結(jié)構(gòu)示意圖分別見圖5?圖6。配重塊與葉身接觸面輪廓邊K的設(shè)計參考相應位置處的葉型設(shè)計，在沿徑向劃分截面(如圖5的1、I1、II1、IV和V截面)，給出輪廓邊K各截面徑向高度(如圖5的D0、D1、D2、D3和Dn)及輪廓曲線數(shù)據(jù)(如圖6所示a和Yh坐標值)。葉背面配重塊5的設(shè)計方法與葉盆面配重塊4 一致，設(shè)計時，保證兩配重塊質(zhì)量接近。
[0027]配重塊4、配重塊5接觸面邊界具有倒圓(如圖6所示)，從而避免試驗時配重塊邊界與葉身之間局部應力過大和微動磨損。
[0028]配重塊4、配重塊5加工完成后，需要將配重塊4、配重塊5與葉身接觸面進行一對一修配，并在所加配重塊和葉身接觸面之間設(shè)置金屬墊片，其目的是保證裝配面充分接觸。
[0029]葉片試驗件2、葉盆面配重塊4、葉背面配重塊5與螺栓I為過盈配合，以避免試驗時產(chǎn)生的微動磨損。將葉盆面配重塊4與螺母3配合、葉背面配重塊5與螺栓I配合面加工成平面。將葉片試驗件2夾持面加工成平行面，加工時應保證夾持面的平行度。
【主權(quán)項】
1.一種葉片降頻結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過螺栓連接在葉片葉身兩側(cè)設(shè)置配重塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片降頻結(jié)構(gòu)，其特征在于，用于螺栓連接的葉身螺栓孔位于葉身中上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉片降頻結(jié)構(gòu)，其特征在于，螺栓孔朝向垂直于葉型弦長方
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的葉片降頻結(jié)構(gòu)，其特征在于，螺栓與葉片試驗件和配重塊配合處為光桿，且光桿長度不小于配重塊與葉片厚度之和。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的葉片降頻結(jié)構(gòu)，其特征在于，配重塊接觸面與葉型匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的葉片降頻結(jié)構(gòu)，其特征在于，配重塊與葉型之間設(shè)置有金屬墊片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的葉片降頻結(jié)構(gòu)，其特征在于，配重塊接觸面邊界具有倒圓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的葉片降頻結(jié)構(gòu)，其特征在于，配重塊、葉片和螺栓之間為過盈配合。
【專利摘要】本實用新型屬于航空發(fā)動機葉片技術(shù)，具體涉及一種葉片降頻結(jié)構(gòu)。本實用新型通過螺栓連接在葉片葉身兩側(cè)設(shè)置配重塊，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。本實用新型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。
【IPC分類】F01D5-26, G01M7-02
【公開號】CN204357498
【申請?zhí)枴緾N201420794428
【發(fā)明人】何凌川, 高雄兵, 于進學, 王虎, 胡中偉, 覃志賢
【申請人】中國燃氣渦輪研究院
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月15日