本發(fā)明涉及一種加載裝置和試驗器，特別涉及一種葉片加載裝置、槽間墊片加載裝置與減振試驗器，屬于航空航天技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在航空發(fā)動機(jī)中，通過在風(fēng)扇葉片的榫頭與輪盤的榫槽之間的間隙插入一個槽間墊片，可以吸收沖擊載荷的部分能量，有一定的減振作用，在先進(jìn)高涵道比渦扇發(fā)動機(jī)如CFM56-7、GE90中均有應(yīng)用。

然而國內(nèi)外鮮有公開文獻(xiàn)涉及槽間墊片減振效果的試驗研究，因此目前對槽間墊片的減振效果影響規(guī)律尚不明確，這為槽間墊片在航空發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用帶來了很大障礙。槽間墊片屬于新型結(jié)構(gòu)，需要設(shè)計一種風(fēng)扇葉片槽間墊片加載裝置與減振試驗器。

另一方面，發(fā)動機(jī)工作時，風(fēng)扇葉片與槽間墊片均按照工作轉(zhuǎn)速繞軸轉(zhuǎn)動，均會受到離心力作用，但由于風(fēng)扇葉片與槽間墊片質(zhì)量相差較大，因此它們受到的離心力也相差較大，但風(fēng)扇葉片受到的離心力與槽間墊片的離心力均由轉(zhuǎn)速唯一確定，具有一一對應(yīng)的關(guān)系。為了準(zhǔn)確模擬發(fā)動機(jī)真實的工作狀態(tài)，并且可以研究不同工作轉(zhuǎn)速情況下槽間墊片的減振效果，因此必須要對葉片和槽間墊片分別施加大小可調(diào)、數(shù)值可預(yù)測的載荷。這為風(fēng)扇葉片槽間墊片減振試驗器的設(shè)計提出了巨大挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有的用于葉片的減振試驗裝置，只能對葉片施加載荷模擬離心力的作用，不具有對葉片和槽間墊片分別施加大小可調(diào)、數(shù)值可預(yù)測的載荷的能力。本發(fā)明的目的是設(shè)計一種能夠同時準(zhǔn)確對葉片和槽間墊片施加大小不同的載荷的加載裝置以及葉片的減振特性試驗器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種葉片加載裝置、槽間墊片加載裝置與減振試驗器，解決背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題，可以模擬風(fēng)扇葉片和槽間墊片的真實受力狀態(tài)，用于研究槽間墊片對葉片在外界激勵作用下的振動響應(yīng)的影響規(guī)律。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種葉片加載裝置，包括葉片、支架、橫梁、滑道板、加載梁、螺釘定位塊、安裝塊、拉力傳感器、#1號頂緊螺釘、定位襯套和可拆卸式連接；

所述葉片的葉根部位在兩側(cè)各有一個伸出端，所述定位襯套有四個，可以在穿在葉片的伸出端上且自如移動；

所述支架可以被#2號安裝螺釘固定到實驗臺上；所述橫梁有兩個，沿著長度方向開有槽，可被螺釘定位塊固定到支架上，所述滑道板有四個，可以在橫梁上移動，也可被#3號安裝螺釘固定在橫梁的槽任意位置，所述加載梁有兩個，所述滑道板中間有孔可供所述加載梁從中穿過，且所述加載梁可在所述滑道板的孔中上下移動，所述#1號頂緊螺釘有四個，可以穿過所述橫梁的槽和滑道板底部中間的螺紋孔，頂在所述加載梁上；

所述螺釘定位塊和安裝塊中間有孔，可以穿在加載梁上并自由地移動，所述安裝塊可以與所述拉力傳感器連接，所述拉力傳感器通過可拆卸式連接到所述葉片的伸出端。

一種槽間墊片加載裝置，包括基座、底座、墊塊、#2號頂緊螺釘、鋼板；

所述基座中間開有槽，槽的上半部分與真實輪盤的榫槽形狀一致，下半部分留有足夠的空間便于對槽間墊片施加載荷；

所述底座和墊塊可以被螺栓一起固定在實驗臺上，所述基座可以被螺釘固定到底座上，所述傳力機(jī)構(gòu)安裝在所述基座的槽的下半部分且可在槽的下半部分上下移動，所述底座中間開有孔可供所述#2號頂緊螺釘穿過，所述基座底部開有螺紋孔可供所述#2號頂緊螺釘穿過頂在所述鋼板上，所述鋼板可以把#2號頂緊螺釘?shù)捻斁o力傳遞給槽間墊片。

一種減振試驗器，包括上述葉片加載裝置和上述槽間墊片加載裝置，

所述葉片可裝入所述基座中，與所述基座的槽的上半部分構(gòu)成間隙配合；

所述葉片受到的拉力可以通過擰所述#1號頂緊螺釘調(diào)節(jié)，拉力大小可以由所述拉力傳感器讀?。?/p>

槽間墊片受到的頂緊力可以通過改變所述#2號頂緊螺釘?shù)臄Q緊力矩調(diào)節(jié)，頂緊力大小可以由擰緊力矩?fù)Q算得到。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的風(fēng)扇葉片槽間墊片減振試驗器，結(jié)構(gòu)簡單，安裝和拆卸方便，通過葉片加載裝置和槽間墊片加載裝置分別準(zhǔn)確模擬風(fēng)扇葉片和槽間墊片受到的離心載荷，可以用于測試在各種不同轉(zhuǎn)速下，槽間墊片對葉片的減振效果。

附圖說明

圖1是航空發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片與槽間墊片裝配示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是圖2中葉盤連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖2中葉片加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖2中槽間墊片加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是圖2中槽間墊片加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(從底部觀看)。

圖中a.航空發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇葉片b.槽間墊片c.輪盤；

1.葉片，2.基座，3.槽間墊片(試驗件)，4.鋼板，5.底座，6.墊塊，7.#2號頂緊螺釘，8.#1號安裝螺釘，9.螺栓，10.螺母，11.支架，12.橫梁，13.滑道板，14.加載梁，15.螺釘定位塊，16.#2號安裝螺釘，17.安裝塊，18.拉力傳感器，19.吊鉤，20.鋼絲繩，21.#1號頂緊螺釘，22.#3號安裝螺釘，23.定位襯套，24.#4號安裝螺釘。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

結(jié)合圖2～6說明本實施例。本發(fā)明提供一種葉片槽間墊片減振試驗器，包括帶有伸出端的葉片1、模擬真實輪盤的榫槽的基座2、鋼板4、槽間墊片3、支架11、橫梁12、滑道板13、加載梁14、螺釘定位塊15、安裝塊17、拉力傳感器18、可拆卸連接、定位襯套23、底座5、墊塊6、#1號頂緊螺釘21、#2號頂緊螺釘7和必要的螺紋連接(#1號安裝螺釘8、螺栓9、螺釘定位塊15、#2號安裝螺釘16、#3號安裝螺釘22和#4號安裝螺釘24)。

其中，葉片1、支架11、橫梁12、滑道板13、加載梁14、螺釘定位塊15、安裝塊17、拉力傳感器18、#1號頂緊螺釘21和可拆卸式連接組成了葉片加載裝置。

葉片根部的榫頭段向兩端伸出一定的長度，方便施加拉力。橫梁12上與滑道板13相適應(yīng)的位置開有槽，滑道板13可以在橫梁12上側(cè)向移動，#3號安裝螺釘22可以固定滑道板13的位置。定位塊15、安裝塊17均可在加載梁14上移動，擰緊螺釘定位塊15上的#2號安裝螺釘16可以固定定位塊15的位置。本實例中螺釘定位塊15與拉力傳感器18通過螺紋連接，可選地，螺釘定位塊15下方可以設(shè)計成與拉力傳感器18相適應(yīng)的連接部件。采用可拆卸式連接將拉力傳感器18和葉片1的伸出端連接起來，定位襯套23可以在葉片1伸出端移動，通過#4號安裝螺釘24可以限定可拆卸式連接的位置。

需要說明的是，可拆卸式連接可以為多種，本實施例中優(yōu)先采用通過吊鉤19和鋼絲繩20連接。吊鉤和鋼絲繩均為標(biāo)準(zhǔn)件，成本低廉，易于獲取?？蛇x地，用彈簧代替鋼絲繩20，降低連接的剛性，更易連續(xù)調(diào)節(jié)葉片1所受的拉力。

基座2中間開有槽，槽的上半部分與真實輪盤的榫槽形狀一致，下半部分留有足夠的空間便于對槽間墊片3施加載荷。#2號頂緊螺釘7被擰緊時的頂緊力可以模擬槽間墊片3所受的離心力，鋼板4將#2號頂緊螺釘7的頂緊力傳遞給槽間墊片3。通過改變#2號頂緊螺釘7的擰緊力矩可以改變槽間墊片3所受頂緊力大小。螺釘?shù)臄Q緊力矩與頂緊力間存在換算關(guān)系：

T＝K·P₀·d·10^-3 (1)

式中，T為擰緊力矩，K為擰緊力系數(shù)(與材料的表面狀態(tài)及硬度有關(guān))，P₀為螺釘作用在槽間墊片上的頂緊力，d為螺釘公稱直徑。

本實施例的具體工作過程如下：

將基座2通過#1號安裝螺釘8固定到底座上，而底座通過螺栓9和螺母10被固定到實驗臺上，底座與試驗臺之間有墊塊6，通過調(diào)整墊塊6的厚度以提供足夠的空間調(diào)節(jié)螺釘7的擰緊力矩。

將鋼板4、槽間墊片3和葉片1依次裝入基座2的槽中。根據(jù)給定的工作轉(zhuǎn)速求出槽間墊片3受到的離心力大小，將槽間墊片3的離心力換算為#2號頂緊螺釘7的擰緊力矩，然后通過力矩扳手將#2號頂緊螺釘7的擰緊力矩調(diào)至指定值。

支架11被四個#2號安裝螺釘16固定在實驗臺上，橫梁12被四個螺釘定位塊15固定在支架上，按照圖4所示安裝滑道板13、加載梁14、螺釘定位塊15、安裝塊17和拉力傳感器18，通過可拆卸式連接將安裝在加載梁上的拉力傳感器18與葉片1的伸出端連接起來，調(diào)整滑道板13與螺釘定位塊15的位置保證鋼絲繩20處于豎直狀態(tài)，然后擰緊#2號安裝螺釘16、#3號安裝螺釘22和#4號安裝螺釘24。根據(jù)給定的工作轉(zhuǎn)速求出葉片1受到的離心力大小，然后根據(jù)拉力傳感器的示數(shù)調(diào)節(jié)#1號頂緊螺釘21直至葉片1受到的拉力等于離心力大小。

此時槽間墊片與葉片受到的力與在實際工作狀態(tài)下受到的離心力相當(dāng)，試驗器設(shè)置完成，即可應(yīng)用于研究槽間墊片對葉片在外界激勵作用下的振動響應(yīng)的影響規(guī)律。當(dāng)研究的轉(zhuǎn)速變化時，重復(fù)以上過程重新設(shè)置試驗器再進(jìn)行試驗。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。