[发明专利]用于航空发动机轮盘强度和寿命试验的夹紧装置

说明书

本发明公开了一种用于航空发动机轮盘强度和寿命试验的夹紧装置，所述夹紧装置通过连接轴和压块分别与试验件的上下端面连接，并通过中心拉杆和锁紧螺母对该连接结构进行锁紧，保证了夹持结构的稳固性和可靠性，并且，在进行装配时通过对中心拉杆进行轴向预拉伸，利用中心拉杆的收缩力对压块、试验件和连接轴整体进行轴向压紧，使压块、试验件、连接轴三者形成稳固的夹持结构，在轮盘强度和寿命试验过程中，压块和连接轴可以始终稳固夹持住试验件，不会出现松动，保证了轮盘强度和寿命试验结果的可靠性和准确性。

技术领域

本发明涉及航空发动机轮盘强度和寿命试验技术领域，特别地，涉及一种用于航空发动机轮盘强度和寿命试验的夹紧装置。

背景技术

轮盘作为现代航空燃气涡轮发动机转子部件的重要组成部份，通常需要在高温、高压、高转速的环境下工作，其结构强度和寿命的可靠性直接关系到发动机的安全，因此，在航空发动机研制过程中，必须对轮盘的结构强度和寿命进行系统的试验验证。轮盘的强度试验和寿命试验通常在立式轮盘旋转试验器上进行，试验前，轮盘需先与夹紧装置进行装配，再整体安装在试验器上，试验时，立式轮盘旋转试验器输出动力，带动轮盘旋转，当载荷超出轮盘的承载极限时，或者试验循环次数超过轮盘疲劳寿命后，轮盘将发生爆裂。

但是，现有的夹紧装置通常是采用两个夹持件将试验件夹持锁紧后安装在试验器上，夹持结构的稳定性较差，在试验前虽然可以稳固夹持轮盘试验件，但在开始试验后，随着夹紧装置和轮盘试验件不断旋转，在离心力、重力等多因素作用下，夹紧装置与轮盘试验件之间慢慢出现松动，试验结果的准确性和可靠性较差，甚至可能会在未达到轮盘的承载极限或者疲劳寿命之前轮盘试验件脱离夹紧装置甩飞出去。另外，在轮盘发生爆裂后，夹紧装置也会因结构失稳而发生剧烈摆动，并在设备动力输出端处发生断裂，夹紧装置随后掉落在防爆仓内，在这个过程中，不仅会对试验器造成损伤，夹紧装置会被破坏而无法继续使用，而且试验件爆裂后的残骸也有可能受到二次损伤，从而影响试验结果分析。

发明内容

本发明提供了一种用于航空发动机轮盘强度和寿命试验的夹紧装置，以解决现有夹紧装置在轮盘强度和寿命试验过程中无法稳固夹持试验件的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于航空发动机轮盘强度和寿命试验的夹紧装置，包括连接轴、压块、中心拉杆和锁紧螺母，所述连接轴的顶端与设备动力输出端固定连接，所述连接轴的底端与试验件的顶端连接，所述压块的顶端与试验件的底端连接，所述中心拉杆的顶端依次穿过所述压块、试验件后锁紧在所述连接轴上，所述锁紧螺母安装在所述中心拉杆的底端上并顶紧在所述压块的底端端面上，在进行装配时，对所述中心拉杆进行轴向预拉伸，通过所述中心拉杆的收缩力对压块、试验件和连接轴进行轴向压紧。

进一步地，还包括呈长圆筒形结构的撑杆，所述撑杆套设在所述中心拉杆上并位于所述中心拉杆上的凸台与所述压块之间，所述撑杆的顶端与所述中心拉杆固定连接，且所述撑杆的顶端端面压紧在所述中心拉杆的凸台定位面上，所述撑杆的底端与所述中心拉杆之间为间隙配合，且所述撑杆的底端端面与所述压块之间保留预设间隙，当试验件发生爆裂后，所述压块失去轴向定位，所述中心拉杆快速收缩并通过所述锁紧螺母带动所述压块沿轴向运动，直至所述压块被所述撑杆顶住，所述撑杆重新为所述压块提供支撑定位。

进一步地，所述撑杆的内孔顶端与所述中心拉杆的外圆通过过盈配合定位或者通过定位销连接。

进一步地，所述撑杆的内孔底端与所述中心拉杆的外圆之间的径向间隙为0.01mm～0.02mm。

进一步地，所述撑杆的底端端面与所述压块之间的预设轴向间隙需大于试验件的轴向变形量，且小于所述中心拉杆的轴向拉伸量。

进一步地，所述中心拉杆的中间部位设置有凸台，中部凸台与所述撑杆之间为小间隙配合，在所述撑杆发生共振时起到限制振动幅度的作用。