[发明专利]一种航空发动机叶片主被动柔性随动支撑装置

说明书

本发明涉及一种航空发动机叶片主被动柔性随动支撑装置，包括：支撑滚珠、滚珠支架、万向节、基座和弹性件，其中；支撑滚珠至少为3个，可滚动地分布于所述滚珠支架上；滚珠支架为凹形结构，其底部与万向节的上端相连；万向节支撑于基座上；基座开设有上下贯通的阶梯通孔，该阶梯通孔中设有弹性件；弹性件位于阶梯通孔中且支撑于万向节的下端和基座的下端之间。本发明的柔性随动装置采用多点接触、万向转动、柔性支撑相结合的方法，实现了航空发动机叶片超声滚压强化加工过程中的主被动柔性随动支撑，在保证支撑刚度减少航空发动机叶片形变的同时，减小航空发动机叶片的颤振，从而提高航空发动机叶片超声滚压强化加工的精度和稳定性。

技术领域

本发明涉及材料强化加工领域，更具体地涉及一种航空发动机叶片主被动柔性随动支撑装置。

背景技术

在对航空发动机叶片的表面强化研究中发现，一方面，具有高幅高频超声振动的强化工具作用于航空发动机叶片上会引起工件的颤振；另一方面，强化工具对航空发动机叶片施加的静压力会造成叶片较大的形变，这将严重影响航空发动机叶片超声滚压强化的表面改性效果和强化加工的几何精度。因此要想降低航空发动机叶片颤振形变造成的负面影响，就必须配备相应的辅助支撑系统及支撑策略，控制超声滚压强化工具与辅助支撑系统施加于航空发动机叶片上的力尽可能相同。

目前，常见的支撑装置多采用单点刚性支撑的方式，单点支撑方式支撑面积小，需要点对点的实时控制，控制难度较大；而刚性支撑又难以消除强化加工过程中振动带来的消极影响，因此单点刚性支撑的方式难以满足航空发动机叶片的支撑需求。虽然中国专利申请(申请号：201510038101.2)公开了一种用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头，该发明支撑头的中心采用主万向滚珠固定支撑，支撑头的周围采用辅万向滚珠在弹簧作用下柔性支撑的方式。但是该发明一方面不能控制中心固定支撑力的大小，且对于曲率变化较大的复杂曲面，周围各个辅万向滚珠施加于表面的力大小不一，若任一滚珠对表面挤压力过大，将会对表面造成破坏。

因此，为了保证航空发动机表面强化加工过程的精度和稳定性，需要开发一种针对航空发动机叶片主被动柔性支撑装置，在保证支撑强度的同时，抑制叶片发生颤振和形变，提高航空发动机叶片表面强化加工的精度。

发明内容

本发明提供一种航空发动机叶片主被动柔性随动支撑装置，采用多点接触、万向转动、柔性支撑相结合的方法，实现了航空发动机叶片超声滚压强化加工过程中的主被动柔性随动支撑，在保证支撑刚度减少航空发动机叶片形变的同时，减小航空发动机叶片的颤振。

本发明提供一种航空发动机叶片主被动柔性随动支撑装置，包括：支撑滚珠、滚珠支架、万向节、基座和弹性件，其中；

所述支撑滚珠，至少为3个，可滚动地分布于所述滚珠支架上；

所述滚珠支架，为凹形结构，其底部与所述万向节的上端相连；

所述万向节，支撑于所述基座上；

所述基座，开设有上下贯通的阶梯通孔，该所述阶梯通孔中设有弹性件；

所述弹性件，位于所述阶梯通孔中且支撑于所述万向节的下端和所述基座的下端之间。

进一步地，所述滚珠支架为凹型滚珠保持架，所述凹型滚珠保持架上设有滚珠保持槽，所述支撑滚珠安装在所述滚珠保持槽中。

进一步地，所述滚珠保持槽为四个，每个所述滚珠保持槽内安装有一个所述支撑滚珠，四个所述滚珠保持槽沿所述凹型滚珠保持架的周向均匀设置。

进一步地，所述万向节包括相互连接的万向节球型法兰和万向节球头支撑杆，所述万向节球型法兰与所述滚珠支架相连，所述万向节球头支撑杆的下端位于所述阶梯通孔中且与所述弹性件相连。

进一步地，还包括分别连接在所述弹性件两端的上端盖和下端盖，所述上端盖与所述万向节球头支撑杆的下端相连，所述下端盖安装在所述基座的下端。