[发明专利]一种涡轮叶片振动试验工装及涡轮叶片夹紧方法

说明书

本发明公开了一种涡轮叶片振动试验工装及涡轮叶片夹紧方法，振动试验工装包括主体，主体中开设有对口斜槽内腔和加力台阶孔，对口斜槽内腔的夹角与叶片榫齿夹角相同，对口斜槽内腔用于放置夹块；夹块上开设有夹持榫槽和大圆弧过渡空心弹性段，夹块一端开设有和空心弹性段连通的螺纹孔，所述螺纹孔用于安装加力螺杆；一端与夹块连接，另一端与螺母连接；止动块在调节螺栓作用下顶紧叶片榫底；加力螺杆穿过主体上的加力台阶孔伸入夹块的螺纹孔中，止动块穿过主体和夹块，主体上安装有用于调节止动块位置的调节螺栓。该结构通过压紧与顶紧综合作用固持叶片榫头，使得叶片榫齿面与工装榫槽贴合面积大，接触均匀，固持刚性大、一致性好。

技术领域

本发明属于结构件振动试验技术领域，具体涉及一种涡轮叶片振动试验工装及涡轮叶片夹紧方法。

背景技术

航空发动机涡轮叶片装机前需进行测频及抽样疲劳检查试验，试验过程中要求叶片榫头固持，叶身悬臂，保证叶片具有良好的固持刚性和装夹一致性。目前，多采用压紧与顶紧两种方式实现对叶片榫头的固持，压紧方式由门型方框与钳形弹性压块结构组成，其中门型方框由钢制的横梁与两竖直支板组成，该结构刚性较弱，重量大，一阶固有频率较低，容易与叶片发生耦合振动；钳形弹性压块压紧叶片后，叶片榫齿受力不均匀，第一对榫齿受力最大，最后一个榫齿受力最小，固持状态容易受叶片及压块榫齿面尺寸差异影响，固持刚性较弱、一致性较差。顶紧方式工装为一体式结构，通过后顶螺钉顶压叶片榫头底部实现固持，顶紧后叶片与工装榫齿配合面为上齿面，下齿面并不受力，固持面积小，同样固持状态容易受叶片及压块榫齿面尺寸差异影响，固持刚性弱、一致性较差。因此，对于刚性很大的涡轮叶片疲劳试验或测频来说，工装重量大、固持刚性弱、固持一致性差等因素将使得叶片激振异常困难，应力难以施加，叶身应力分布随装夹状态变化，给试验带来困难。

发明内容

本发明提供了一种涡轮叶片振动试验工装及涡轮叶片夹紧方法，有效解决航空发动机高压涡轮叶片装夹刚性弱、一致性差，激振困难的问题。

为达到上述目的，本发明一种涡轮叶片振动试验工装，包括主体、夹块、止动块、加力螺杆、螺母和调节螺栓，主体中开设有对口斜槽内腔和加力台阶孔，对口斜槽内腔的夹角与叶片榫齿夹角相同，对口斜槽内腔用于放置夹块；主体上开设有用于插入止动块的横槽；

夹块上开设有用于夹持叶片榫齿的榫槽和空心弹性段，夹块的外表面夹角与主体的对口斜槽夹角相同，空心弹性段用于保证夹块在开合时的弹性，夹块一端开设有和空心弹性段连通的螺纹孔，螺纹孔用于安装加力螺杆；止动块在调节螺栓作用下顶紧叶片榫底；

加力螺杆穿过主体上的加力台阶孔伸入夹块的螺纹孔中，并通过螺母紧固；止动块穿过主体和夹块，主体上安装有用于调节止动块位置的调节螺栓。

进一步的，止动块为长方体结构。

进一步的，加力螺杆为双螺柱结构。

进一步的，夹块采用3Cr13材料制成。

进一步的，主体下部开有若干阶梯安装孔。

进一步的，主体为圆台形。

进一步的，主体的材料为铝镁合金。

一种基于上述一种涡轮叶片振动试验工装的涡轮叶片夹紧方法，包括以下步骤：

步骤1、将叶片安装在夹块内的榫槽中，然后将夹块放置在主体的对口斜槽内腔中；

步骤2、将加力螺杆穿过主体与夹块螺纹连接，然后将螺母垫片和螺母安装在加力螺杆上；

步骤3、将止动块安装到主体的横槽中，并将调节螺栓和锁紧螺母安装到主体侧面的螺纹孔中；