[发明专利]一种用于高温振动试验的气冷装置

说明书

本发明公开了一种用于高温振动试验的气冷装置，气冷装置成截头锥体形，包括连接于夹具夹持部分的圆法兰盘、连接于振动试验台的圆形底座、连接所述圆法兰盘和所述圆形底座的侧壁以及气冷系统，气冷系统包括设置在所述圆形底座侧面上的长方形气冷流道进气口、设置在所述气冷装置内腔的气冷流道、等距均匀设置在所述侧壁上的多个长条形的气冷流道出气口。本发明的气冷装置解决了高温振动试验夹具的冷却问题，实现从高温试验环境到接近室温的冷却，并且不需要连接其他管道。

技术领域

本发明属于高温振动试验技术领域，特别地但不排外地，涉及一种用于高温振动试验的气冷装置

背景技术

在航空发动机中，将涡轮叶片应用在航空发动机之前必须对其进行一系列的重复性试验，这其中就包括高温高周疲劳试验。这里叶片不仅指转子叶片同时也包括静子叶片及导叶。叶片的高温高周疲劳试验是一种高温振动试验，利用振动台施加振动载荷，并利用高温炉将叶片加热至工作温度。由于振动台普遍不能承受高温甚至有些要求室温低于50℃才能正常工作，而叶片加热环境要达到几百摄氏度甚至上千摄氏度。因此连接叶片和振动台的夹具必须具有冷却结构。如果只是采用通用的隔热装置，夹具中使用大量的软质材料复合材料，这会直接影响振动的传递，导致试验结果不准确。现有夹具依靠的冷却方法都是水冷，水冷式夹具必须有水冷通道接口，会产生以下三点问题，第一接口长期高周振动会导致密封性能不好，漏水。第二，接口密封处采用软质密封环影响振动特性。第三夹具直接连有管路会影响夹具的刚度和振动特性，使固有频率较低。在振动过程中吸收能量，导致振动测试结果不准确。

发明内容

为了解决高温振动试验夹具的冷却问题，实现从高温试验环境到接近室温的冷却，本发明采用气冷方式，保证了气冷装置部分具有较低的温度。除夹具本身之外不需要连接其他管道，实现了底座无其他结构连接，不会产生水冷装置的漏水等其他问题。

根据本发明的一方面，提供一种用于高温振动试验的气冷装置，其特征在于，所述气冷装置成截头锥体形，包括：

-连接于夹具夹持部分的圆法兰盘；

-连接于振动试验台的圆形底座；

-连接所述圆法兰盘和所述圆形底座的侧壁；

-气冷系统，包括设置在所述圆形底座侧面上的长方形气冷流道进气口、设置在所述气冷装置内腔的气冷流道、均匀设置在所述侧壁上的多个长条形气冷流道出气口。

所述气冷流道出气口的高度可以是3mm、长度可以是67mm、个数可以是9-30个，优选地，所述气冷流道出气口的个数可以是9个。

所述气冷装置不附属任何连接管路。冷气直接从所述气冷流道进气口进入气冷装置，通过所述气冷流道，从所述气冷流道出气口流出。

在一些实施例中，在所述圆法兰盘和所述圆形底座之间、所述侧壁上沿圆周向可以均匀焊接3-6个空心肋板，所述空心肋板宽度可以是14-18mm、壁厚可以是2-3mm，优选地，所述空心肋板的个数可以为3个、宽度可以是16mm、壁厚可以是3mm。

在一些实施例中，各所述肋板的侧面可等距设置有15-20个连通于气冷流道的第一气膜孔，优选地，所述第一气膜孔的个数可以是17个。

在一些实施例中，所述圆形底座的底面可以均匀分布有不少于120个连通于气冷流道的第二气膜孔，所述圆形底座的下端沿圆周向可均匀设置有3-5个凹槽，优选地，所述凹槽的个数为3个。

在一些实施例中，除各所述肋板外，所述气冷装置采用K4169铸造成型。一体化铸造成形避免了螺纹连接。

在一些实施例中，所述圆法兰盘的上面和所述圆形底座的底面涂有氧化钇部分稳定的氧化锆涂层，氧化锆涂层可以增强夹具的隔热性能。

在一些实施例中，所述气冷装置是中空结构，外壁厚度可以是7-10mm，内壁厚度可以是5-8mm。这样可以减轻气冷装置的重量。