一種轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)技術(shù)，涉及一種轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，為了考核輪盤(pán)的低循環(huán)疲勞壽命是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，需要在 旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器上完成輪盤(pán)的低循環(huán)疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤(pán)通過(guò)轉(zhuǎn)接段來(lái)與試驗(yàn)器連 接。試驗(yàn)件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證轉(zhuǎn)接段及連接螺栓等具有足夠的疲勞壽命，以達(dá)到考核輪盤(pán)低循 環(huán)疲勞壽命的目的。如果試驗(yàn)中，轉(zhuǎn)接段或連接螺栓提前出現(xiàn)裂紋，則將導(dǎo)致試驗(yàn)不能繼續(xù) 進(jìn)行。
[0003] 現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)由輪盤(pán)試驗(yàn)件和轉(zhuǎn)接段組成。輪盤(pán)試驗(yàn)件與轉(zhuǎn)接段通過(guò) 螺栓連接。轉(zhuǎn)接段可通過(guò)轉(zhuǎn)接軸與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器相連，實(shí)現(xiàn)輪盤(pán)試驗(yàn)件與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器的連接 功用，以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)。
[0004] 對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值仿真分析后，發(fā)現(xiàn)在加載旋轉(zhuǎn)速度后， 輪盤(pán)試驗(yàn)件與轉(zhuǎn)接段之間變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致螺栓承受了較大的剪切載荷，螺栓的低循環(huán)疲 勞壽命偏低；轉(zhuǎn)接段上的螺栓孔邊承受較大的周向應(yīng)力，螺栓孔局部低循環(huán)疲勞壽命偏低； 現(xiàn)有轉(zhuǎn)接段結(jié)構(gòu)的動(dòng)平衡去材料位置離螺栓孔較近，對(duì)轉(zhuǎn)接段的應(yīng)力分布影響大，轉(zhuǎn)接段 的低循環(huán)疲勞壽命在動(dòng)平衡前后會(huì)發(fā)生較大變化。以上原因，易導(dǎo)致螺栓、轉(zhuǎn)接段的低循環(huán) 疲勞壽命低于輪盤(pán)試驗(yàn)件的低循環(huán)疲勞壽命，提前出現(xiàn)裂紋，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)輪盤(pán)試驗(yàn)件的低 循環(huán)疲勞壽命進(jìn)行考核。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的：本實(shí)用新型提供了一種可以提高轉(zhuǎn)接件的低循環(huán)疲勞壽命， 實(shí)現(xiàn)考核輪盤(pán)低循環(huán)疲勞壽命的目的的轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)。
[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)，其包括輪盤(pán)試驗(yàn)件和轉(zhuǎn)接段，其 中，輪盤(pán)試驗(yàn)件盤(pán)體上伸出鼓筒A，所述轉(zhuǎn)接段為模擬輪盤(pán)，其通過(guò)連接段C與輪盤(pán)試驗(yàn)件 的鼓筒A連接，且轉(zhuǎn)接段底端D處壓緊在轉(zhuǎn)接軸上，通過(guò)轉(zhuǎn)接軸與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器相連，實(shí)現(xiàn)輪 盤(pán)試驗(yàn)件與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器的連接。
[0007] 所述轉(zhuǎn)接段頂端為r型。
[0008] 所述轉(zhuǎn)接段頂端r型轉(zhuǎn)彎處設(shè)置有動(dòng)平衡去材料位置Q。
[0009] 所述轉(zhuǎn)接段2上動(dòng)平衡去材料位置Q的半徑為80~100mm。
[0010] 所述Q位置與轉(zhuǎn)接段的螺栓孔之間的距離L至少在22mm。
[0011] 轉(zhuǎn)接段外徑R的尺寸范圍為80~100mm。
[0012] 所述轉(zhuǎn)接段底端為對(duì)稱(chēng)、寬體結(jié)構(gòu)。
[0013] 本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備的連接 功用，以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)，并且保證了轉(zhuǎn)接段及螺栓具有足夠的低循環(huán)疲勞壽命，可以考核試 驗(yàn)件的低循環(huán)疲勞壽命。應(yīng)用此結(jié)構(gòu)后，不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)接段與螺栓先于被考核輪盤(pán)試驗(yàn)發(fā)生 低循環(huán)疲勞破壞的情況，能夠達(dá)到考核輪盤(pán)試驗(yàn)件的低循環(huán)疲勞壽命的目的，產(chǎn)生了較大 經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型一種轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是圖1的局部放大圖，
[0016] 其中，1 一輪盤(pán)試驗(yàn)件；2 -轉(zhuǎn)接段；3 -螺檢。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面通過(guò)具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：
[0018] 本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)接段2的優(yōu)化設(shè)計(jì)，改變輪盤(pán)試驗(yàn)件1與轉(zhuǎn)接段2的連接結(jié) 構(gòu)，提高了轉(zhuǎn)接段2和螺栓3的低循環(huán)疲勞壽命，實(shí)現(xiàn)考核輪盤(pán)試驗(yàn)件1的低循環(huán)疲勞壽命 的試驗(yàn)?zāi)康摹?br>[0019] 請(qǐng)同時(shí)參閱圖1、圖2,其中，圖1是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是 圖1的局部放大圖。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)由輪盤(pán)試驗(yàn)件1和轉(zhuǎn)接段2組成。輪盤(pán)試驗(yàn)件1盤(pán) 體上伸出鼓筒A，鼓筒A安裝邊設(shè)置有螺栓孔。所述轉(zhuǎn)接段2為模擬輪盤(pán)，包括頂端、連接段 和底端。頂端設(shè)計(jì)為r型，可以有效平衡試驗(yàn)件1施加給轉(zhuǎn)接段2上螺栓孔的偏心載荷， 并設(shè)置有動(dòng)平衡去材料位置Q ;連接段B處可模擬發(fā)動(dòng)機(jī)中輪盤(pán)試驗(yàn)件1相鄰件的配合結(jié) 構(gòu)，限制輪盤(pán)試驗(yàn)件1的徑向位置；連接段C處設(shè)置有螺栓孔，通過(guò)螺栓3與輪盤(pán)試驗(yàn)件1 的鼓筒A連接；底端為對(duì)稱(chēng)、寬體結(jié)構(gòu)，可以使轉(zhuǎn)接段2均勻受力并有效降低應(yīng)力水平。底 端D處可壓緊在轉(zhuǎn)接軸上，通過(guò)轉(zhuǎn)接軸與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器相連，實(shí)現(xiàn)輪盤(pán)試驗(yàn)件1與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器 的連接功用，以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)。
[0020] 其中，增大了轉(zhuǎn)接段2的外徑尺寸，使得轉(zhuǎn)接段2外徑R的尺寸范圍為80~100mm， 增加了轉(zhuǎn)接段2的剛性，改善了輪盤(pán)試驗(yàn)件1與轉(zhuǎn)接段2間的變形不協(xié)調(diào)情況，降低了螺 栓3的局部應(yīng)力，提高了螺栓3的低循環(huán)疲勞壽命。所述轉(zhuǎn)接段2上螺栓孔以上的質(zhì)量增 加（轉(zhuǎn)接段2上尺寸L增大），提高了螺栓孔邊的徑向應(yīng)力，削弱了孔邊應(yīng)力集中效應(yīng)，提 高了轉(zhuǎn)接段2上螺栓孔的低循環(huán)疲勞壽命。轉(zhuǎn)接段2上動(dòng)平衡去材料位置Q的半徑增大， 為80~100mm，去材料量減小且易于操作，Q位置與轉(zhuǎn)接段2的螺栓孔之間的距離L較大， 至少在22mm，去材料后不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)接段2的低循環(huán)疲勞壽命造成影響。
[0021] 本實(shí)用新型對(duì)轉(zhuǎn)接段2進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提出了轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接的可靠結(jié)構(gòu)。該結(jié) 構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備的連接功用，以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)，并且保證了轉(zhuǎn)接段及螺 栓具有足夠的低循環(huán)疲勞壽命，可以考核試驗(yàn)件的低循環(huán)疲勞壽命。應(yīng)用此結(jié)構(gòu)后，不會(huì)出 現(xiàn)轉(zhuǎn)接段與螺栓先于被考核輪盤(pán)試驗(yàn)發(fā)生低循環(huán)疲勞破壞的情況，能夠達(dá)到考核輪盤(pán)試驗(yàn) 件的低循環(huán)疲勞壽命的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括輪盤(pán)試驗(yàn)件和轉(zhuǎn)接段，其中，輪盤(pán)試驗(yàn)件 盤(pán)體上伸出鼓筒（A)，所述轉(zhuǎn)接段為模擬輪盤(pán)，其通過(guò)連接段（C)與輪盤(pán)試驗(yàn)件的鼓筒（A) 連接，且轉(zhuǎn)接段底端（D)處壓緊在轉(zhuǎn)接軸上，通過(guò)轉(zhuǎn)接軸與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器相連，實(shí)現(xiàn)輪盤(pán)試驗(yàn) 件與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器的連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接段頂端為Γ型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接段頂端Γ型轉(zhuǎn)彎 處設(shè)置有動(dòng)平衡去材料位置Q。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接段（2)上動(dòng)平衡去 材料位置Q的半徑為80~100mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述動(dòng)平衡去材料位置Q與 轉(zhuǎn)接段（2)的螺栓孔之間的距離L至少在22mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，轉(zhuǎn)接段（2)外徑R的尺寸范 圍為80~100mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接段底端為對(duì)稱(chēng)、寬 體結(jié)構(gòu)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)技術(shù)，涉及一種轉(zhuǎn)子盤(pán)鼓連接結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)接段的優(yōu)化設(shè)計(jì)，改變輪盤(pán)試驗(yàn)件與轉(zhuǎn)接段的連接結(jié)構(gòu)，從而可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件與旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備的連接功用，以進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)，并且保證了轉(zhuǎn)接段及螺栓具有足夠的低循環(huán)疲勞壽命，可以考核試驗(yàn)件的低循環(huán)疲勞壽命。應(yīng)用此結(jié)構(gòu)后，不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)接段與螺栓先于被考核輪盤(pán)試驗(yàn)發(fā)生低循環(huán)疲勞破壞的情況，能夠達(dá)到考核輪盤(pán)試驗(yàn)件的低循環(huán)疲勞壽命的目的，產(chǎn)生較大經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類(lèi)】G01M13-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204359514
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420706174
【發(fā)明人】高雄兵, 黎方娟, 于進(jìn)學(xué), 殷玲, 沈曉薇, 張曉晶, 楊勛
【申請(qǐng)人】中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年11月20日