改變?nèi)~片自身固有頻率的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，是用葉片測頻儀測出選定目標葉片的固有頻率值,將上述目標葉片作為修頻葉片分為兩類，一類標記為H，一類標記為HH；測出并記錄目標葉片至少3個截面的弦寬、型面厚度和截面弦長尺寸；再用葉片定位及型面厚度測量儀測量并記錄上述截面上任意三點的厚度尺寸；機械加工目標葉片去材改變?nèi)~片固有頻率，再對上述測量點位置再次測量目標葉片弦寬、型面厚度，測出目標葉片目前所得實際修頻的固有頻率，并與目標葉片需要頻率值進行比較，比較結(jié)果在設定的頻率值范圍內(nèi)滿足需要，反之，重復上述過程，直至得到符合工藝裝配要求的修頻葉片。本發(fā)明解決了葉片成型后無法改變自身固有頻率的難題。
【專利說明】改變?nèi)~片自身固有頻率的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種主要改變發(fā)動機壓氣機轉(zhuǎn)子葉片自身固有頻率的方法。

【背景技術】
[0002] 壓氣機由靜子（stator)葉片與轉(zhuǎn)子（rotor)葉片組成，靜子葉片固定在發(fā)動機機 匣上，轉(zhuǎn)子葉片安裝在鼓盤上，通過轉(zhuǎn)軸與渦輪相連?，F(xiàn)役渦扇、渦噴發(fā)動機一般為8?12 級壓氣機，級數(shù)越多越往后壓力越大。發(fā)動機壓氣機葉片因振動而導致的疲勞裂紋故障是 航空發(fā)動機主要常見故障之一，特別是大推力渦輪風扇發(fā)動機振動大導致葉片裂紋故障尤 為關出。
[0003] 渦扇發(fā)動機葉片裂紋和渦噴發(fā)動機葉片裂紋在空中出現(xiàn)斷裂，會造成空中停車， 嚴重威脅正常飛行任務。通過渦扇發(fā)動機在試車過程中多次出現(xiàn)高壓轉(zhuǎn)子一級葉片斷裂， 分析發(fā)現(xiàn)，高壓轉(zhuǎn)子一級葉片38片，頻率比較接近，工作時易出現(xiàn)葉片共振，并導致葉片斷 裂。
[0004] 由于剛性物體在形狀、尺寸不發(fā)生改變，其自身固有頻率不發(fā)生改變。也就是說， 對剛性物體，具體到發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉片，只要改變其形狀或型面尺寸即可改變其固有頻率。而 改變形狀是發(fā)動機葉片不允許的，在弦寬尺寸、型面厚度尺寸允許范圍內(nèi)改變其型面尺寸 是允許的。通常渦扇發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子一級葉片裝配要求：①整級葉片的單片頻率不超過 687Hz;②整級葉片中頻率最大葉片與頻率最小葉片頻差為（30?35)Hz。因此為避免葉片 工作時出現(xiàn)共振，需改變發(fā)動機葉片頻率，特別是在相鄰葉片頻率接近時，可以過機械加工 方法改變?nèi)~片固有頻率，使相鄰葉片滿足頻率差值要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的任務是針對現(xiàn)有技術轉(zhuǎn)子葉片振動故障突出的問題，提供一種可以通過 已有成熟加工技術、手段，對成型葉片進行二次加工，改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，在控 制型面尺寸和質(zhì)量的前提下，達到改變?nèi)~片固有頻率的目的，以解決葉片成型后無法改變 其自身固有頻率的難題。
[0006] 本發(fā)明可通過以下措施來達到，一種改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，其特征在于 包括如下步驟：用葉片測頻儀測出選定目標葉片的固有頻率值，對目標葉片截面高度進行 標注，將上述目標葉片作為修頻葉片分為兩類，一類標記為"H"，一類標記為類在 葉身根部，且至少劃分為兩個截面區(qū)域，"HH"類在葉身，至少劃分為4-10個截面區(qū)域，測出 并記錄目標葉片至少3個截面的弦寬、型面厚度和截面弦長尺寸；再用葉片定位及型面厚 度測量儀測量并記錄上述截面上任意三點的厚度尺寸；機械加工目標葉片改變?nèi)~片固有頻 率，對目標葉片型面進行有控制的去材，去材修頻后用葉片定位及型面厚度測量儀，對上述 測量點位置再次測量目標葉片弦寬、型面厚度尺寸，并用葉片測頻儀測出目標葉片目前所 得實際修頻的固有頻率，將上述實際固有頻與目標葉片需要得到的頻率值進行比較，比較 結(jié)果在設定的頻率值范圍內(nèi)滿足需要，反之，重復上述過程，直至得到符合工藝裝配要求的 修頻葉片。
[0007] 本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術具有如下有益效果： 本發(fā)明根據(jù)"剛性物體在形狀、尺寸不發(fā)生改變，其自身固有頻率不發(fā)生改變"原理，對 發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉片型面二次加工，找出葉片型面尺寸變化與葉片自身固有頻率改變之間存在 關系，并通過專用測具確保葉片型面二次加工尺寸符合設計文件要求。除解決高壓轉(zhuǎn)子一 級葉片成套瓶頸外，還可節(jié)約備件儲存成本，綜合平均每臺可節(jié)約近20萬。同時，為以后其 它機型葉片修頻打下堅實基礎。
[0008] 本發(fā)明通過對發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子80件一級葉片型面進行二次加工（即再加工），每 次加工去材按0. 01mm控制，并測量頻率變化，得出如下數(shù)據(jù)。
[0009] 表1 :ix、X截面二次加工頻率改變情況

【權(quán)利要求】
1. 一種改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，其特征在于包括如下步驟：用葉片測頻儀測出 選定目標葉片的固有頻率值，對目標葉片截面高度進行標注，將上述目標葉片作為修頻葉 片分為兩類，一類標記為"H"，一類標記為"皿";"H"類在葉身根部，且至少劃分為兩個截面 區(qū)域，"皿"類在葉身，至少劃分為4-10個截面區(qū)域，測出并記錄目標葉片至少3個截面的 弦寬、型面厚度和截面弦長尺寸；再用葉片定位及型面厚度測量儀測量并記錄上述截面上 任意H點的厚度尺寸；機械加工目標葉片改變?nèi)~片固有頻率，對目標葉片型面進行有控制 的去材，去材修頻后用葉片定位及型面厚度測量儀，對上述測量點位置再次測量目標葉片 弦寬、型面厚度尺寸，并用葉片測頻儀測出目標葉片目前所得實際修頻的固有頻率，將上述 實際固有頻與目標葉片需要得到的頻率值進行比較，比較結(jié)果在設定的頻率值范圍內(nèi)滿足 需要，反之，重復上述過程，直至得到符合工藝裝配要求的修頻葉片。
2. 如權(quán)利要求1所述的改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，其特征在于：按發(fā)動機高壓轉(zhuǎn) 子葉片裝配要求，選取一級葉片中頻率最大葉片與頻率最小葉片，頻差為30化?35化各3 片，最大和最小葉片兩兩成對形成H個隔離帶區(qū)域，所述隔離帶為將一圈葉片分成多個區(qū) 域，將頻率相近的葉片隔離開，區(qū)域邊界的葉片被稱為隔離帶。
3. 如權(quán)利要求2所述的改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，其特征在于：隔離帶上兩個葉 片的頻差不低于16化；H個區(qū)域內(nèi)不含隔離帶的葉片數(shù)為9?13個葉片，隔離帶葉片與相 鄰葉片頻率差不小于20化；H個區(qū)域內(nèi)相鄰2片葉片頻差為不小于（15?20) Hz ;允許有一 組葉片頻差大于25化，不允許連續(xù)H組葉片頻差相同。
4. 如權(quán)利要求1所述的改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，其特征在于：根據(jù)葉片狀態(tài)確 定修頻葉片編制工藝流程；挑選符合要求的葉片一除釋頭RTV-596膠一用CPY-SMS-3葉片 測頻儀測頻一在目標葉片葉身表面劃截面，確定二次加工位置一使用SY007-045葉片定位 及型面厚度測量儀測量厚度一通過48(70-4020)拋光機進行型面去材進行修頻一測量厚 度一測頻一英光W確保二次加工沒有對目標葉片造成損傷一噴丸一振動光飾一……。
5. 如權(quán)利要求1所述的改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，其特征在于；"H"類是在葉身根 部IX、X截面進行修頻，"皿"類是在葉身WKIX、X截面進行修頻，且拋修去除材料深度不超 過 0. 05mm。
6. 如權(quán)利要求5所述的改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，其特征在于；IX、X截面二次加 工頻率改變?yōu)椋?br> WI、IX、X截面二次加工頻率改變?yōu)椋?br> 7. 如權(quán)利要求1所述的改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，其特征在于：在葉片定位及型 面厚度測量儀測量目標葉片中，用底座支架（1)通過底座對目標葉片測量位置進行標注定

位，W保證多次測量位置為同一位置。
8.如權(quán)利要求7所述的改變?nèi)~片自身固有頻率的方法，其特征在于：底座支架（1)為 千分表提供定位，葉片底座（2)固定目標葉片，并保證葉片測量精度；厚度感應裝置及千分 表（3)通過杠桿原理測量不規(guī)則型面尺寸，并通過千分表輸出測量數(shù)據(jù)；墊塊組（4)調(diào)整支 架高度，保證測量葉片不同高度截面的各點厚度。
【文檔編號】F04D29/26GK104265681SQ201410377882
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】向巧, 滕健, 何勇, 白先玉 申請人:中國人民解放軍第五七一九工廠