專利名稱：復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置的制作方法
復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于振動性能檢測領(lǐng)域，具體涉及一種葉片振動性能檢測的固定裝夾裝置。
背景技術(shù)：
目前，空氣壓縮機(jī)、水輪機(jī)以及燃?xì)廨啓C(jī)等流體機(jī)械在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，它們被廣泛應(yīng)用到航空、航天以及能源等領(lǐng)域。葉片是流體機(jī)械中非常重要部件，通常用作傳輸流體介質(zhì)和轉(zhuǎn)換能量，工作環(huán)境惡劣如飛機(jī)發(fā)動機(jī)中的壓縮葉片在承受非常高的燃?xì)鉁囟鹊耐瑫r(shí)還進(jìn)行著快速旋轉(zhuǎn)。通常情況下，葉片沿著轉(zhuǎn)軸圓周均勻分布。但由于生產(chǎn)制造和材料本身等因素影響，不可避免引起葉片偏心，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動部件圍繞轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量分布不均衡，進(jìn)而引起轉(zhuǎn)動軸振動甚至整機(jī)振動。特別是在高轉(zhuǎn)速環(huán)境下，葉片引起的偏心力非常大，甚至?xí)沟谜麢C(jī)動態(tài)性能變差，產(chǎn)生安全隱患；同時(shí)葉片偏心力使葉片與機(jī)體連接根部產(chǎn)生周期性載荷，這種周期性載荷可能導(dǎo)致材料產(chǎn)生疲勞損傷，甚至斷裂。因此，葉片振動性能檢測已引起工程界的廣泛關(guān)注。
葉片固定裝夾裝置是葉片振動性能檢測的必備工裝，其直接影響葉片振動性能分析結(jié)果。一般而言，葉片多為空間扭曲的復(fù)雜型面，具有薄壁、剛度差等特點(diǎn)。針對葉片裝夾，目前已有許多方法或夾具，主要包括1、葉片萬能裝夾工裝該工裝在固定板側(cè)部有縱向凹槽，支撐板通過該凹槽與固定板滑動連接，借助液壓千斤頂推動固定板，實(shí)現(xiàn)工裝夾緊；2、五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床裝夾固定該方法通過修改數(shù)據(jù)程序方法實(shí)現(xiàn)葉片毛坯一次裝夾， 避免了多次裝夾；3、葉片裝夾式分級輪該方法采用機(jī)械方式固定，通過葉片凹槽與夾具凹槽之間固定連接實(shí)現(xiàn)葉片夾緊與裝拆；4、一種軸流風(fēng)機(jī)葉片夾緊箍該裝置采用拉擠鋁型材作為夾緊箍的基體，其上開設(shè)有安裝孔，并在該基體上開設(shè)用于固定該夾緊箍的安裝孔，實(shí)現(xiàn)葉片夾緊；5、拋丸葉片裝夾機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)針對葉片拋丸工藝，利用葉片旋轉(zhuǎn)離心力實(shí)現(xiàn)葉片鎖緊；而更為常用的方法是針對不同形狀的葉片加工專用的夾具。同時(shí)，針對葉片裝夾過程中的彈性變形問題，許多科研院所開展了葉片裝夾方案設(shè)計(jì)和優(yōu)化研究，通過理論分析和數(shù)值模擬進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。上述這些葉片裝夾裝置或方法主要應(yīng)用于葉片制造加工過程中的定位與裝夾，并沒有涉及振動性能檢測情況下的葉片固定裝夾裝置。針對不同形狀的葉片加工專用的夾具又使得制造成本較高，缺乏通用性。
葉片振動性能檢測是非生產(chǎn)制造環(huán)境下進(jìn)行的離線式測試分析，對外部環(huán)境例如振動、噪音以及輻射等要求較高，因此葉片振動性能檢測環(huán)境明顯不同葉片生產(chǎn)制造工況。 葉片結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及葉片裝夾工具在設(shè)計(jì)時(shí)針對該特點(diǎn)需要解決主要問題如下1、由于葉片多為薄壁件，剛度差，單端固定形成懸臂式結(jié)構(gòu)，這要求裝夾裝置具有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免基座的固有頻率與葉片的固有頻率發(fā)生混頻，以保證葉片振動檢測信號的正確性和可靠性；2、在固定裝夾端，葉片結(jié)構(gòu)形式為空間扭曲面，用于固定的接觸面的結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜，這要求裝夾裝置在葉片裝夾過程中不能破壞葉片的結(jié)構(gòu)外形并不得接觸葉片表面，即避免葉片發(fā)生變形或破損；3、為全面檢測葉片振動性能，需在不同裝夾狀態(tài)下進(jìn)行振動性能檢測，這就要求葉片固定裝夾裝置具備一定的自由度(通常是4 6自由度)，以實(shí)現(xiàn)高度或角度調(diào)整。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的葉片固定裝夾裝置多涉及葉片制造加工過程中的定位與裝夾，并沒有涉及振動性能檢測情況下的葉片固定裝夾裝置。從以上分析可以看出，振動性能檢測情況下的葉片固定裝夾因環(huán)境明顯不同葉片生產(chǎn)制造工況，對裝夾裝置的剛度、強(qiáng)度、接觸面的形狀以及自由度等都提出了新的要求。發(fā)明內(nèi)容
針對檢測葉片振動性能時(shí)對葉片固定裝夾裝置的剛度、強(qiáng)度、接觸面的形狀以及自由度等的需求，本發(fā)明提出一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，包括基座、 立柱和固定組件，立柱為柱形，固定于基座上，固定組件套接在立柱上，其特征在于，還包括與固定組件連接的夾持組件，所述夾持組件包括支撐臂、至少兩個(gè)定位螺栓和鏈?zhǔn)綂A具，所述支撐臂的第一端具有固定銷孔，鏈?zhǔn)綂A具兩端具有與固定銷孔對應(yīng)的銷孔，鏈?zhǔn)綂A具的第一端與支撐臂的第一端銷接于固定銷孔，鏈?zhǔn)綂A具的第二端與支撐臂的第二端連接形成平面弓形結(jié)構(gòu)，定位螺栓位于平面弓形結(jié)構(gòu)的弓形平面內(nèi)并與支撐臂垂直連接。
上述復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置還包括內(nèi)橡膠墊和外橡膠墊，所述內(nèi)橡膠墊安裝于定位螺栓與葉片之間用于保護(hù)葉片，所述外橡膠墊安裝于葉片與鏈?zhǔn)綂A具之間用于保護(hù)葉片。
上述鏈?zhǔn)綂A具包括N個(gè)偏心輪和N+1個(gè)連接板，N彡1，偏心輪具有一個(gè)中心孔和一個(gè)偏心孔，連接板兩端具有與中心孔或偏心孔對應(yīng)的銷孔；第η連接板/第η偏心輪是指從所述鏈?zhǔn)綂A具的一端數(shù)到另一端的第η個(gè)連接板/第η個(gè)偏心輪，I;所述第η 偏心輪與第η連接板銷接于中心孔,第η偏心輪與第n+1連接板銷接于偏心孔。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，通過設(shè)置偏心輪鏈?zhǔn)綂A具及固定瓦組件等機(jī)構(gòu)，使本發(fā)明可以針對不同形狀的葉片進(jìn)行振動性能檢測的快速固定裝夾，且具有一定柔性裝夾功能。


圖I是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的另一視角下的立體結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明的偏心輪鏈?zhǔn)綂A具的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明的偏心輪及連接銷的結(jié)構(gòu)圖。
附圖標(biāo)記說明基座I、立柱2、固定組件3、IU固定瓦31、后固定瓦32、聞度調(diào)整螺栓33、夾持組件4、支撐臂41、固定銷孔411、鏈?zhǔn)綂A具42、連接板421、偏心輪422、輪體 4221、中心孔4222、偏心孔4223、撥動臂4224、連接銷423、定位螺栓43、角度調(diào)整螺栓44、 橡膠墊45、內(nèi)橡膠墊451、外橡膠墊452、葉片5。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
如圖I及圖2所示一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，包括基座I、 立柱2和固定組件3，立柱2為柱形，固定于基座I上，固定組件3套接在立柱2上，其特征在于，還包括與固定組件3連接的夾持組件4，所述夾持組件4包括支撐臂41、至少兩個(gè)定位螺栓43和鏈?zhǔn)綂A具42，所述支撐臂41的第一端具有固定銷孔411，鏈?zhǔn)綂A具42兩端具有與固定銷孔411對應(yīng)的銷孔，鏈?zhǔn)綂A具42的第一端與支撐臂41的第一端銷接于固定銷孔411，鏈?zhǔn)綂A具42的第二端與支撐臂41的第二端連接形成平面弓形結(jié)構(gòu)，定位螺栓43位于平面弓形結(jié)構(gòu)的弓形平面內(nèi)并與支撐臂41垂直連接。
上述復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置還包括內(nèi)橡膠墊451和外橡膠墊 452，所述內(nèi)橡膠墊451安裝于定位螺栓43與葉片5之間用于保護(hù)葉片5，所述外橡膠墊452 安裝于葉片5與鏈?zhǔn)綂A具42之間用于保護(hù)葉片5。
如圖3所示，上述鏈?zhǔn)綂A具42的一個(gè)實(shí)施例包括三個(gè)偏心輪422和四個(gè)連接板 421 ;所述鏈?zhǔn)綂A具42也可以包括N個(gè)偏心輪422和N+1個(gè)連接板421，N彡1，偏心輪422 具有一個(gè)中心孔4222和一個(gè)偏心孔4223，連接板421兩端具有與中心孔4222或偏心孔 4223對應(yīng)的銷孔；第η連接板421/第η偏心輪422是指從所述鏈?zhǔn)綂A具42的一端數(shù)到另一端的第η個(gè)連接板421/第η個(gè)偏心輪422,1彡η彡N ;所述第η偏心輪422與第η連接板421銷接于中心孔4222，第η偏心輪422與第n+1連接板421銷接于偏心孔4223。連接板421和偏心輪422有多種尺寸，比如長度分別為10mm、20mm或50mm的連接板421，可以根據(jù)被測葉片形狀的不同選用不同尺寸和數(shù)量的連接板421及偏心輪422組成鏈?zhǔn)綂A具42。
如圖4所示，上述偏心輪還具有撥動臂4224。
上述支撐臂41的第二端包含限位結(jié)構(gòu)，用于限制鏈?zhǔn)綂A具42的第二端的位置。所述限位結(jié)構(gòu)可以是各種公知的能防止鏈?zhǔn)綂A具42的第二端在支撐臂41上滑動的結(jié)構(gòu)，比如說垂直于弓形平面的銷孔或垂直于弓形平面的銷槽或凸起等。
上述夾持組件4與固定組件3活動連接。具體可以是支撐臂41具有一中心通孔，夾持組件4由角度調(diào)整螺栓44穿過中心通孔螺紋連接到固定組件3上固定，夾持組件4 可在角度調(diào)整螺栓3松開時(shí)繞角度調(diào)整螺栓3轉(zhuǎn)動，在支撐臂41與前固定瓦31接觸面上還可以增設(shè)摩擦片，以增強(qiáng)固定效果。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到所述通過角度調(diào)整螺栓固定夾持組件4的方式也非本發(fā)明的唯一方式，夾持組件4與固定組件3活動連接還包括其他公知的連接方式比如軸接。
上述立柱2與基座I通過焊接或鑄造垂直連接為一個(gè)整體，也可以使用他公知的連接方式固定。
如圖I所示，固定組件3為固定瓦，包括前固定瓦31、后固定瓦32和高度調(diào)整螺栓 33，前固定瓦31與后固定瓦32通過高度調(diào)整螺栓33連接，前固定瓦31與后固定瓦32組成的內(nèi)表面與立柱2外表面吻合，可被套接在立柱2上，固定組件3可在高度調(diào)整螺栓33 松開時(shí)沿立柱2滑動和繞立柱2轉(zhuǎn)動。根據(jù)本發(fā)明的方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到所述固定瓦并非本發(fā)明的唯一方案，還可以選用其他公知的固定方式比如一體式的固定夾來替代本發(fā)明中的固定瓦，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明裝置的功能，其仍然屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
定位螺栓43與支撐臂41也可以有多種連接方式，其目的是實(shí)現(xiàn)定位螺栓43相對于支撐臂41在所述限定條件下可調(diào)，比如支撐臂41上設(shè)有與定位螺栓43對應(yīng)的螺紋孔， 定位螺栓43與支撐臂41螺紋連接于螺紋孔，根據(jù)本發(fā)明的方案，定位螺栓43包括尺寸不同的多個(gè)系列，并可以選擇安裝到本發(fā)明裝置上的定位螺栓43的數(shù)量。
上述立柱2垂直固定到基座I上。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，針對不同的葉片凹曲面形狀，可通過調(diào)整定位螺栓數(shù)、調(diào)整各定位螺栓栓進(jìn)深度、更換不同尺寸的偏心輪鏈?zhǔn)綂A具42和增加/減少偏心輪等多種途徑實(shí)現(xiàn)對葉片的有效固定，并可通過調(diào)節(jié)固定瓦高度、固定瓦水平角度以及支撐臂41角度等參數(shù)實(shí)現(xiàn)對葉片振動性能進(jìn)行有效檢測。
上述部分組件的功能如下支撐臂41主要用于固定鏈?zhǔn)綂A具42及與固定組件3 連接；定位螺栓43用于對不同形狀的葉片進(jìn)行法向定位；鏈?zhǔn)綂A具42用于夾緊葉片5 ;高度調(diào)整螺栓33用于調(diào)整固定瓦的高度；角度調(diào)整螺栓44用于調(diào)整支撐臂41的角度；固定銷用于使鏈?zhǔn)綂A具42與支撐臂41銷接，使鏈?zhǔn)綂A具42僅能圍繞固定銷旋轉(zhuǎn)，活動銷可自由插拔，可實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)綂A具42與支撐臂41的打開和閉合；前固定瓦31和后固定瓦32用于固定支撐臂41并通過高度調(diào)整螺栓33實(shí)現(xiàn)高度和水平角度調(diào)整。前固定瓦31設(shè)有螺紋孔， 支撐臂41通過角度調(diào)整螺栓44固定在前固定瓦31上；支撐臂41設(shè)有多個(gè)螺紋孔，用于與定位螺栓43螺紋連接，針對不同形狀葉片，通過調(diào)整各定位螺栓43的栓進(jìn)深度至與葉片表面接觸而實(shí)現(xiàn)定位。
本發(fā)明的上述實(shí)施例的裝置的使用方法如下
I、松動高度調(diào)整螺栓33，根據(jù)葉片5高度尺寸調(diào)整前/后固定瓦的高度，同時(shí)根據(jù)試驗(yàn)需求轉(zhuǎn)動前/后固定瓦，實(shí)現(xiàn)水平方向角度調(diào)整，待豎直高度和水平角度調(diào)整好后，擰緊高度調(diào)整螺栓33，將前/后固定瓦固定在立柱2上。補(bǔ)充說明可通過移動基座I調(diào)整裝置的水平位置。2、松動角度調(diào)整螺栓44，根據(jù)葉片5測試需求轉(zhuǎn)動支撐臂41，實(shí)現(xiàn)豎直方向上的角度調(diào)整，待豎直方向上的角度調(diào)整好后，擰緊角度調(diào)整螺栓44，將支撐臂41與前固定瓦31固定連接，從而實(shí)現(xiàn)支撐臂41的固定。為保證支撐臂41與前固定瓦31之間固定的可靠性，在兩者接觸面之間可增加摩擦片，增強(qiáng)固定效果。3、拔出鏈?zhǔn)綂A具42的活動銷，使得鏈?zhǔn)綂A具42可以圍繞固定銷自由旋轉(zhuǎn)，根據(jù)葉片5實(shí)際寬度，調(diào)整偏心輪422和連接板421的數(shù)目及尺寸，以使葉片5能被有效固定。4、將葉片5靠在支撐臂41上，調(diào)整各定位螺栓43，實(shí)現(xiàn)葉片5凹曲面與定位螺栓43初步接觸(完成定位螺栓43調(diào)整)。然后， 將內(nèi)橡膠墊451放置在葉片凹曲面與定位螺栓43之間，并進(jìn)一步調(diào)整各定位螺栓43，實(shí)現(xiàn)各定位螺栓43與葉片5凹曲面的可靠全面接觸。若葉片凹曲面曲率過大，使得定位螺栓43 與其接觸面較小，可增加橡膠墊或改用厚橡膠墊，以增強(qiáng)接觸效果。5、在葉片5凸曲面上放置外橡膠墊452，轉(zhuǎn)動鏈?zhǔn)綂A具42，將各偏心輪422與葉片5凸曲面相接觸，通過活動銷將鏈?zhǔn)綂A具42連接在支撐臂41上(如圖I所示的連接狀態(tài))，轉(zhuǎn)動撥動臂4221使鏈?zhǔn)綂A具 42鎖緊，若偏心輪422與葉片5凸曲面間鎖緊程度不足，可再添加外橡膠墊452。6、檢查葉片5夾緊程度，若全部偏心輪422的撥動臂4221都已壓下，仍不滿足鎖緊要求，則通過擰緊定位螺栓43進(jìn)一步調(diào)整鎖緊力以達(dá)到鎖緊要求。7、當(dāng)拆卸葉片5時(shí)，擰松定位螺栓43或松動偏心輪422即可。
通過上述步驟可知，本發(fā)明的裝置可簡單、快速地實(shí)現(xiàn)葉片夾緊固定和拆卸，并且能滿足不同型面葉片的固定裝夾需求。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的實(shí)施方法，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，包括基座、立柱和固定組件，立柱為柱形，固定于基座上，固定組件套接在立柱上，其特征在于，還包括與固定組件連接的夾持組件，所述夾持組件包括支撐臂、至少兩個(gè)定位螺栓和鏈?zhǔn)綂A具，所述支撐臂的第一端具有固定銷孔，鏈?zhǔn)綂A具兩端具有與固定銷孔對應(yīng)的銷孔，鏈?zhǔn)綂A具的第一端與支撐臂的第一端銷接于固定銷孔，鏈?zhǔn)綂A具的第二端與支撐臂的第二端連接形成平面弓形結(jié)構(gòu)，定位螺栓位于平面弓形結(jié)構(gòu)的弓形平面內(nèi)并與支撐臂垂直連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，所述復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置還包括內(nèi)橡膠墊和外橡膠墊，所述內(nèi)橡膠墊安裝于定位螺栓與葉片之間用于保護(hù)葉片，所述外橡膠墊安裝于葉片與鏈?zhǔn)綂A具之間用于保護(hù)葉片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，所述鏈?zhǔn)綂A具包括N個(gè)偏心輪和N+1個(gè)連接板，N > 1，偏心輪具有一個(gè)中心孔和一個(gè)偏心孔，連接板兩端具有與中心孔或偏心孔對應(yīng)的銷孔；第η連接板/第η偏心輪是指從所述鏈?zhǔn)綂A具的一端數(shù)到另一端的第η個(gè)連接板/第η個(gè)偏心輪，I ^ n ^ N ;所述第η偏心輪與第η連接板銷接于中心孔，第η偏心輪與第n+1連接板銷接于偏心孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，所述偏心輪具有撥動臂。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，所述支撐臂的第二端包含限位結(jié)構(gòu)，用于限制鏈?zhǔn)綂A具的第二端的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，所述夾持組件與固定組件活動連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，所述支撐臂上設(shè)有與定位螺栓對應(yīng)的螺紋孔，定位螺栓與支撐臂螺紋連接于螺紋孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，所述固定組件為固定瓦，包括前固定瓦、后固定瓦和高度調(diào)整螺栓，前固定瓦與后固定瓦通過高度調(diào)整螺栓連接，前固定瓦與后固定組成的內(nèi)表面與立柱外表面吻合，可被套接在立柱上，固定組件可在高度調(diào)整螺栓松開時(shí)沿立柱滑動和繞立柱轉(zhuǎn)動。
全文摘要
針對檢測葉片振動性能時(shí)對葉片固定裝夾裝置的剛度、強(qiáng)度、接觸面的形狀以及自由度等的需求，本發(fā)明提出一種復(fù)雜型面葉片振動性能檢測固定裝夾裝置，包括基座、立柱和固定組件，還包括與固定組件連接的夾持組件，所述夾持組件包括支撐臂、至少兩個(gè)定位螺栓和鏈?zhǔn)綂A具，所述支撐臂的第一端具有固定銷孔，鏈?zhǔn)綂A具兩端具有與固定銷孔對應(yīng)的銷孔，鏈?zhǔn)綂A具的第一端與支撐臂的第一端銷接于固定銷孔，鏈?zhǔn)綂A具的第二端與支撐臂的第二端連接形成平面弓形結(jié)構(gòu)，定位螺栓位于平面弓形結(jié)構(gòu)的弓形平面內(nèi)并與支撐臂垂直連接。本發(fā)明的有益效果是可以針對不同形狀的葉片進(jìn)行振動性能檢測的快速固定裝夾，且具有一定柔性裝夾功能。
文檔編號G01M7/02GK102922444SQ20121037637
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者王振偉, 田野, 陳豐, 劉烔 申請人:電子科技大學(xué)