Устройство для закрепления рабочей лопатки турбомашины с замковым элементом при усталостных испытаниях

Изобретение относится к конструированию приспособлений для закрепления рабочих лопаток турбомашины на вибростенде при усталостных испытаниях. Устройство для закрепления рабочей лопатки турбомашины с замковым элементом при усталостных испытаниях содержит корпус, жестко закрепленный на вибростоле с помощью кронштейна, зажим с элементами фиксации, расположенный на корпусе. В зажиме выполнен паз, повторяющий замковую часть лопатки. Устройство снабжено гибким шлангом, закрепленным на корпусе при помощи резьбового соединения. В корпусе выполнена полость. В корпусе рядом с зажимом выполнены отверстия, соединяющие полую часть с атмосферой. Элементы фиксации расположены между пазом и полой частью корпуса. Зажим состоит из двух частей, одна из которых выполнена подвижной, с возможностью съема и содержит зацеп, а другая является частью корпуса и содержит выемку, повторяющую своей формой зацеп. Технический результат заключается в снижении влияния температуры испытаний на жесткость устройства и расширении номенклатуры применяемых материалов для производства его элементов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к конструированию приспособлений для закрепления рабочих лопаток турбомашины на вибростенде при усталостных испытаниях.

В качестве наиболее близкого аналога выбрано устройство для закрепления рабочей лопатки турбомашины с замковым элементом при усталостных испытаниях, содержащее корпус, жестко закрепленный на вибростоле с помощью кронштейна, зажим с элементами фиксации, расположенный на корпусе, при этом в зажиме выполнен паз, повторяющий замковую часть лопатки (патент RU №2029269, G01M 3/04, 20.02.1995 г.).

Основным недостатком известного технического решения является нагрев приспособления при усталостных испытаниях рабочей лопатки при эксплуатационных температурах, что снижает жесткость элементов приспособления в процессе испытаний, то есть меняет собственные частоты объекта испытаний и требует дополнительной настройки вибростенда, при этом элементы устройства, подверженные тепловому воздействию, необходимо выполнять из жаропрочных материалов.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение влияния температуры испытаний на жесткость устройства и расширение номенклатуры применяемых материалов для производства его элементов.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства, является снижение температуры элементов устройства в процессе усталостных испытаний рабочей лопатки, что, как следствие, обеспечит меньшее изменение жесткости элементов устройства в условиях усталостных испытаний рабочей лопатки при высоких температурах, то есть сузит диапазон изменения собственной частоты колебания объекта испытания на вибростенде, что упрощает проведение испытания, а также позволяет использовать конструкционные стали для изготовления элементов устройства при сохранении надежности закрепления рабочей лопатки в последнем, что снижает стоимость приспособления, и себестоимость испытаний в целом.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что устройство для закрепления рабочей лопатки турбомашины с замковым элементом при усталостных испытаниях содержит корпус, жестко закрепленный на вибростоле с помощью кронштейна, зажим с элементами фиксации, расположенный на корпусе, при этом в зажиме выполнен паз, повторяющий замковую часть лопатки, при этом оно снабжено гибким шлангом, закрепленным на корпусе при помощи резьбового соединения, полостью, выполненной в корпусе, в корпусе рядом с зажимом выполнены отверстия, соединяющие полую часть с атмосферой, элементы фиксации расположены между пазом и полой частью корпуса, а зажим состоит из двух частей, одна из которых выполнена подвижной, с возможностью съема и содержит зацеп, а другая является частью корпуса и содержит выемку, повторяющую своей формой зацеп.

Кроме того, полость в корпусе выполнена цилиндрической, на наружной поверхности которой выполнена резьба для соединения с гибким шлангом.

Кроме того, по меньшей мере одно отверстие выполнено наклонным.

Снабжение устройства гибким шлангом, закрепленным на корпусе при помощи резьбового соединения, полостью, выполненной в корпусе и выполнение отверстий в последнем, рядом с зажимом, соединяющие полую часть с атмосферой, обеспечивает возможность охладить элементы приспособления, подверженные нагреву в процессе усталостных испытаний рабочей лопатки, что позволяет использовать конструкционные стали для изготовления элементов устройства и, при этом, надежно фиксировать рабочую лопатку, а также свести к минимуму изменение собственных частот колебаний объекта испытаний от влияния градиента температуры, что упрощает испытания, снижает стоимость устройства и себестоимость испытаний в целом.

Расположение элементов фиксации между пазом и полой частью корпуса позволяет их охладить, что позволяет использовать конструкционные стали для изготовления элементов фиксации и, при этом, надежно крепить рабочую лопатку, что снижает стоимость устройства и себестоимость испытаний в целом.

Выполнение зажима из двух частей, одна из которых выполнена подвижной, с возможностью съема и содержит зацеп, а другая является частью корпуса и содержит выемку, повторяющую своей формой зацеп, позволяет надежно фиксировать рабочую лопатку в устройстве в процессе усталостных испытаний.

Выполнение полости в корпусе цилиндрической, на наружной поверхности которой выполнена резьба для соединения с гибким шлангом позволяет более равномерно подводить, например, охлаждающий воздух в зону, подверженную температурному воздействию при усталостных испытаниях рабочей лопатки, что позволяет использовать конструкционные стали для изготовления элементов устройства и, при этом, надежно фиксировать рабочую лопатку, а также свести к минимуму изменение собственных частот колебаний объекта испытаний от влияния градиента температуры, что упрощает испытания, снижает стоимость устройства и себестоимость испытаний в целом.

Выполнение по меньшей мере одного отверстия наклонным позволяет подвести, например, охлаждающий воздух к максимально подверженной нагреву зоне устройства, что позволяет использовать конструкционные стали для изготовления элементов устройства и, при этом, надежно фиксировать рабочую лопатку, а также свести к минимуму изменение собственных частот колебаний объекта испытаний от влияния градиента температуры, что упрощает испытания, снижает стоимость устройства и себестоимость испытаний в целом.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежом, на котором представлено устройство для закрепления рабочей лопатки турбомашины с замковым элементом при усталостных испытаниях.

В частном случае реализации устройство для закрепления рабочей лопатки турбомашины с замковым элементом при усталостных испытаниях содержит корпус 1, установленный на вибростоле 2 вибростенда посредством разъемного кронштейна 3, зажим 4 с элементами фиксации 5, расположенный на корпусе 1, при этом в зажиме 4 выполнен паз 6, повторяющий своей формой замковую часть рабочей лопатки. В частном случае реализации корпус 1 выполнен цилиндрическим. Зажим 4 выполнен состоящим из двух частей. Первая часть зажима 4 выполнена подвижной и съемной, при этом на подвижной части 7 зажима 4 выполнен зацеп 8. Вторая часть зажима 4 выполнена зацело с корпусом 1 и содержит выемку 9, повторяющей своей формой зацеп 8, и предназначенную для более надежного крепления рабочей лопатки. Фиксируется подвижная часть 7 на корпусе 1 при помощи элементов фиксации 5, например, болтами.

В противоположной зажиму 4 части корпуса 1 выполнена цилиндрическая полость 10, к которой при помощи резьбового соединения присоединен гибкий шланг 11, предназначенный для подвода охлаждающего воздуха. При этом в корпусе 1 со стороны зажима 4 выполнены отверстия 12, соединяющие полость 10 с атмосферой.

Сборка устройства осуществляется следующим образом: на зафиксированный на вибростоле 2 кронштейн 3 устанавливают корпус 1. Далее устанавливают рабочую лопатку в паз 6 и крепят ее в зажиме 4 при помощи элемента фиксации 5. При затяжке элемента фиксации 5 подвижная часть 7 зажима 4 упирается в корпус 1 сначала зацепом 8, что позволяет более надежно зафиксировать рабочую лопатку в пазе 6 зажима 4. После подсоединяют при помощи резьбового соединения гибкий шланг 11.

При усталостных испытаниях подают охлаждающий воздух в полость 10 корпуса 1 посредством гибкого шланга 11. Рабочую лопатку нагревают до рабочей температуры. Вибростенд настраивают на резонансный режим испытаний рабочей лопатки. При этом температура элементов устройства, подверженных воздействию температуры от нагревателя, не превышает максимально допустимой рабочей температуры применяемых материалов. Это достигается путем выдувания охлаждающего воздуха из отверстий 12, выполненных в корпусе 1 в области зажима 4. Для более равномерного охлаждения элементов устройства некоторые отверстия 12 выполнены наклонными. Эффективность охлаждения также может регулироваться расходом охлаждающего воздуха.

Исполнение заявленной конструкции охлаждаемой позволяет использовать конструкционные стали для изготовления элементов устройства и, при этом, надежно фиксировать рабочую лопатку, а также свести к минимуму изменение собственных частот колебаний объекта испытаний от влияния градиента температуры на элементах устройства, что упрощает испытания, снижает стоимость устройства и себестоимость испытаний в целом.

1. Устройство для закрепления рабочей лопатки турбомашины с замковым элементом при усталостных испытаниях, содержащее корпус, жестко закрепленный на вибростоле с помощью кронштейна, зажим с элементами фиксации, расположенный на корпусе, при этом в зажиме выполнен паз, повторяющий замковую часть лопатки, отличающееся тем, что оно снабжено гибким шлангом, закрепленным на корпусе при помощи резьбового соединения, полостью, выполненной в корпусе, при этом в корпусе рядом с зажимом выполнены отверстия, соединяющие полую часть с атмосферой, элементы фиксации расположены между пазом и полой частью корпуса, а зажим состоит из двух частей, одна из которых выполнена подвижной, с возможностью съема и содержит зацеп, а другая является частью корпуса и содержит выемку, повторяющую своей формой зацеп.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полость в корпусе выполнена цилиндрической, на наружной поверхности которой выполнена резьба для соединения с гибким шлангом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере одно отверстие выполнено наклонным.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга технического состояния зданий и сооружений и может быть использовано при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений.

Данное изобретение имеет отношение к испытательной технике, а именно к способам формирования спектров случайной вибрации, и может быть использовано в машиностроении.

Изобретение относится к вибрационной технике. Способ возбуждения колебаний заключается в том, что возбуждают резонансные колебания, задают жесткость упругих подвесок колебательной системы, образованной рабочим органом и вибровозбудителем.

Изобретение относится к авиационной испытательной технике, а именно к стендам для испытаний элементов вертолета с соосными винтами. Устройство содержит фундамент стенда, силовой каркас, зажимные приспособления, раму монтажную, каркас фюзеляжа, амортизаторы, мотораму, двигатель внутреннего сгорания, подредукторную раму, редуктор, выходные соосные валы, автомат перекоса, соосные винты, муфту, рычаги, коромысла, нагрузочное устройство, устройство пилотирования с приводами управления автоматом перекоса, систему топливную, смазки, системы охлаждения, систему управления двигателем, устройство пожаротушения, систему приточно-вытяжной вентиляции, пульт управления, органы управления пилота, электрический привод несущих винтов, блок защиты и коммутации, электрохимический рекуператор, анализатор источников тока, высокоскоростные видеокамеры, тепловизоры, анализатор спектра, система шумоанализа, средства технологического контроля электретных микрофонов, параметрический тестер последовательных каналов информационного обмена, оптическая система контроля тел вращения, средства сопряжения с системой обеспечения эксплуатации вертолета, автономные источники бесперебойного питания.

Изобретение относится к области измерительной и испытательной техники и может быть использовано для формирования переменных нагрузок в циклических программных испытаниях для определения надежности и эксплуатационного ресурса авиационных конструкций.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и диагностики технического состояния конструкций. При реализации способа на диагностируемую конструкцию устанавливают датчики ускорений.

Изобретение относится к метрологии, в частности к резонансным испытаниям механических конструкций. Способ определения параметров собственных тонов колебаний конструкций заключается в выделении собственных тонов методом фазового резонанса путем использования многоканальной системы возбуждения и измерения колебаний, определении частот фазовых резонансов, представлении колебаний конструкции по каждому собственному тону линейным осциллятором, характеристиками которого являются обобщенная сила возбуждения колебаний, обобщенная масса, обобщенное демпфирование и обобщенная жесткость соответствующего тона, определении обобщенных масс, обобщенного демпфирования и обобщенных жесткостей тонов по вибрационному отклику конструкции.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проведении испытаний изделий на линейные перегрузки, а также при прочих видах испытаний, требующих пространственного разделения испытуемого и стендового оборудования.

Изобретение относится к области строительства и касается конструктивного выполнения прибора, обеспечивающего измерение и регистрацию ускорений колебаний почвы и объектов в широком диапазоне частот и ускорений от самых незначительных и до превышающих lg, на которых предусмотрено размещение как инженерно-сейсмометрических станций, так и станций мониторинга технического состояния несущих конструкций зданий и сооружений.

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам измерения динамических процессов. Способ фильтрации нестационарных сигналов, представляющих реализации исследуемых динамических процессов с последующим выделением полезного сигнала, осуществляют следующим образом.

Балансировочное устройство, а также соответствующие способ и балансировочный винт, для вращающейся детали газотурбинного двигателя. Балансировочное устройство содержит кожух, в котором выполнено множество отверстий, через каждое из которых проходит балансировочный винт, имеющий стержень и головку, в которой выполнено углубление.

Радиальный компрессор (10) с направляющим аппаратом (1), выполненным в виде входного направляющего аппарата (1), в частности, для компрессора (10), с по меньшей мере одной лопаткой (4), имеющей обтекаемое текучей средой (2) перо (3) лопатки, с регулировочным устройством (12) для регулировки лопатки (4), отличающийся тем, что прогиб (5) средней линии (6) профиля пера (3) лопатки имеет точку (7) перегиба, причем перо (3) лопатки выполнено таким образом, что длина хорды (8) профиля пера лопатки изменяется по его длине (9), причем перо (3) лопатки выполнено таким образом, что изменяется также толщина (11) профиля с изменяющейся длиной хорды (8) профиля пера (3) лопатки по длине (9) пера (3) лопатки, что соответственно изменению длины хорды профиля также изменяется толщина (11) профиля.

Проточная часть (10) компрессора с регулируемым сужением, выполненная с конфигурацией, обеспечивающей возможность лучшего распределения ограниченной проточной части (10) в компрессорах (12) в газотурбинных двигателях (14).

Рабочая лопатка (10) осевого компрессора, содержащая хвостовик (11), посредством которого она крепится на диске ротора осевого компрессора, и перо (12), служащее для отклонения потока, причем перо (12) имеет входную кромку (14), выходную кромку (15), а также проходящую между входной кромкой (14) и выходной кромкой (15) сторону нагнетания (16) и проходящую также между входной кромкой (14) и выходной кромкой (15) сторону всасывания (17), и причем входная кромка (14), выходная кромка (15), сторона нагнетания (16) и сторона всасывания (17) сообща определяют профиль пера (12) в значениях х, у, z декартовых координат таким образом, что первые и вторые координаты профиля или значения х, у координат при их соединении непрерывными дугами описывают соответственно гладкий разрез профиля на радиальной высоте разреза вдоль третьей координаты профиля или вдоль третьего значения z координаты и что соединение радиальных разрезов профиля со сглаживающей функцией описывает профиль пера (12), причем в зоне каждого радиального разреза профиля максимальная толщина профиля лежит в диапазоне 45-52% длины хорды (18), проходящей от входной кромки (14) в направлении выходной кромки (15) и между стороной нагнетания (16) и стороной всасывания (17).
Лопатка турбины содержит канал охлаждения, сформированный в лопатке и проходящий в направлении ее высоты, и множество отверстий охлаждения. Спинка пера и корыто пера лопатки покрыты теплозащитным покрытием.
Полая лопатка содержит главную часть и крышку, устанавливаемую в проем главной части таким образом, чтобы она закрыла проем и образовала вместе с главной частью сплошную наружную сторону лопатки.

Узел турбомашины содержит ротор и венец лопаток, каждая из которых содержит профилированную часть и хвостовую часть, вставленную в паз для крепления лопаток, проходящий по окружности ротора.

Изобретение относится к способу сборки первой детали турбомашины по меньшей мере с одной второй деталью турбомашины, включающему в себя следующие этапы, на которых: нагнетают вулканизируемый эластомер, предпочтительно кремнийорганическое соединение (145), которое можно вулканизировать при температуре окружающей среды, именуемое кремнийорганическим соединением, вулканизируемым при комнатной температуре (кремнийорганическим ВКТ-соединением), в зоне (140) нагнетания на стыке между первой и второй деталями; локально нагревают зону (140) нагнетания, чтобы вулканизировать вулканизируемый эластомер.

Лопатка турбины газотурбинного двигателя, имеющего диск турбины с осью, включает перо, имеющее переднюю и заднюю кромки и стороны нагнетания и всасывания, хвостовик лопатки и полку между пером и хвостовиком.

Способ вырезания предварительно отформованной заготовки включает съемку изображения заготовки и обработку изображения заготовки, причем заготовка предназначена для изготовления детали турбомашины и образована тканьем множества нитей плетения, включающих визуально различимые нити, в соответствии с контуром вырезания, рассчитанным по модели заготовки, в которой нити плетения имеют эталонное расположение.

Изобретение относится к конструированию приспособлений для закрепления рабочих лопаток турбомашины на вибростенде при усталостных испытаниях. Устройство для закрепления рабочей лопатки турбомашины с замковым элементом при усталостных испытаниях содержит корпус, жестко закрепленный на вибростоле с помощью кронштейна, зажим с элементами фиксации, расположенный на корпусе. В зажиме выполнен паз, повторяющий замковую часть лопатки. Устройство снабжено гибким шлангом, закрепленным на корпусе при помощи резьбового соединения. В корпусе выполнена полость. В корпусе рядом с зажимом выполнены отверстия, соединяющие полую часть с атмосферой. Элементы фиксации расположены между пазом и полой частью корпуса. Зажим состоит из двух частей, одна из которых выполнена подвижной, с возможностью съема и содержит зацеп, а другая является частью корпуса и содержит выемку, повторяющую своей формой зацеп. Технический результат заключается в снижении влияния температуры испытаний на жесткость устройства и расширении номенклатуры применяемых материалов для производства его элементов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх