Устройство для крепления турбинной лопатки при усталостных испытаниях Советский патент 1992 года по МПК G01N3/04 G01M7/00 

Изобретение относится к испытаниям деталей на прочность, а именно к устройствам для крепления турбинной лопатки с елочным замком при усталостных испытаниях.

Известно устройство для закрепления лопаток турбомашин на вибростенде при усталостных испытаниях, содержащее корпус с цилиндрическим гнездом и разрезом, стянутым болтами, обкладки для захвата

замка лопатки и зажимные болты для крепления обкладок.

Недостатком известного устройства является то, что оно требует выполнения замка лопатки в виде прямоугольного параллелепипеда. Это, с одной стороны, увеличивает стоимость испытаний за счет доработки замковой части лопатки, а с другой - увеличивающаяся при этом жесткость

замковой части лопатки снижает достоверность проводимых испытаний.

Известно устройство для крепления турбинной лопатки при усталостных испытаниях, содержащее две обкладки для зажи- ма замка лопатки и размещенные в них вкладыши для зажима полки лопатки.

Недостаток известного решения состоит в том, что устройство предназначено для закрепления лопатки, у которой рабочие по- верхности полки параллельны зубьям замка, и полка лопатки фиксируется с двух сторон в направлении усилия зажатия замка. При креплении в данном устройстве лопатки с косой полкой (рабочие контактные поверхности полки наклонены к зубьям замка в поперечной и продольной (срединной) плоскостях под некоторыми углами) на полке будет возникать крутящий момент, который в силу жесткой связи вкладышей с обкладками и упругой связи между обкладками обусловливает скручивание одной обкладки относительно другой. Это может привести к взаимному перемещению вкладышей, а также обкладок и потере надежно- сти крепления лопатки: изменится (уменьшится)жесткость крепления лопатки, а смещения пятен контакта на полке лопатки от вкладышей могут даже исключить зажим по полке.

Цель изобретения - повышение надежности при креплении лопаток, в том числе с косыми полками за счет обеспечения автономности зажима замковой части и полки лопатки.

На фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг,2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - сеч ение Б-Б на фиг.2.

Устройство содержит корпус 1 с цилиндрической выемкой 2, оппозитно установ- ленные в ней губки 3 и 4, имеющая каждая элементы 5 захвата профиля замковой части лопатки 6 и два нажимных элемента 7 и 8, предназначенные для взаимодействия с двумя противоположными сторонами полки лопатки, фиксатор 9, предназначенный для связи корпуса 1 с одной из губок 4 и предотвращения углового смещения губок 3, 4 в выемке 2, и, по крайней мере, тремя клиновыми фиксирующими элементами 10, 11 и 12, из которых элемент 12 предназначен для фиксации губок 3 и 4, а элементы 10 и 11 - соответствующих нажимных элементов 7 и 8. Корпус 1 выполнен в виде стакана с цилиндрической внутренней поверхностью и соосно с ней выступом 13 на дне стакана, образующим с дном стакана гнездо 14. Каждая губка 3 и 4 выполнена с торцевым буртиком 15, размещенным в гнезде 14 стакана и предназначенным для взаимодействия с

выступом 13, с кольцевой канавкой 16 со стороны, противоположной ее рабочей поверхностью, и пазом 17, предназначенным для размещения с возможностью перемещения вдоль оси стакана соответствующего нажимного элемента 7 или 8. В одной из губок 3 выполнен дополнительный паз 18, несовпадающий с основным 17 и предназначенный для размещения с возможностью перемещения вдоль оси стакана клинового фиксирующего элемента 12. Каждый из нажимных элементов 7 и 8 выполнен в виде скобы с двумя выступами 19 и 20, предназначенными один 19 для размещения в канавке 16 соответствующей губки 3 или 4, другой 20 - для взаимодействия с соответствующей поверхностью полки лопатки, а противоположная выступам 19 и 20 сторона 21 каждой скобы предназначена для взаимодействия с соответствующим клиновым фиксирующим элементом 10, 11.

Устройство, установленное на испытательной машине, работает следующим образом.

Лопатку 6 вместе с губками 3 и 4 размещают в выемке корпуса 1 и гнезде 14 стакана, фиксируют губку 4 фиксатором 9. Затем, перемещая клиновой нажимной элемент 12, закрепляют замковую часть лопатки. При этом клиновой элемент 12, имеющий контактирующую с цилиндрической поверхностью выемку 2, ей ответную поверхность, самоустанавливается по дну дополнительного паза 18 губки 3, которая, в свою очередь, самоустанавливается по замковой части лопатки. После чего клиновым элементом 10 нагружают расчетным усилием одну сторону полки лопатки, а клиновым элементом 11 - противоположную сторону полки. При этом клиновые элементы 10 и 11 самоустанавливаются в выемке 2 по противоположной выступам 19 и 20 стороне 21 нажимных элементов 7 и 8, которые, в свою очередь, самоустанавливаются в кольцевых канавках 16 губок 3, 4 и по сторонам полки лопатки.

Боковые зазоры между клиновыми элементами 10, 11 и 12 и стенками пазов 18 и 17 выполнены из условия не препятствовать самоустановке элементов. Самоустановка губок, нажимных и клиновых элементов обеспечивает создание усилия обжатия элементов лопатки всегда в направлении, перпендикулярном к поверхностям контакта и равномерность распределения этих усилия по указанным поверхностям. Выступ 13 корпуса 1 и торцевые буртики 15, за которые удерживаются губки 3 и 4 от перемещения вдоль оси стакана при нагружении клиновыми элементами 10, 11 и 12, выполнены с

плоскими контактирующими торцами из того же условия.

В зависимости от типа испытательной машины и вида испытаний прикладывают вибрационные нагрузки к лопатке и проводят испытания.

Формула изобретения Устройство для крепления турбинной лопатки при усталостных испытаниях, содержащее корпус с выемкой, оппозитно ус- тановленные в ней две губки, имеющие каждая элементы захвата профиля замковой части лопатки и два нажимных элемента, связанные с соответствующими губками и предназначенные для взаимодействия с двумя противоположными сторонами полки лопатки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при креплении лопаток, в том числе и с косыми полками, за счет обеспечения автономности зажима замковой части и полки лопатки, оно снабжено фиксатором, предназначенным для связи корпуса с одной из губок и предотвращения углового смещения их в выемке, и по крайней мере тремя клиновы- ми фиксирующими элементами, из которых первый предназначен для фиксации губок,

а два других - для фиксации соответствующих нажимных элементов, корпус выполнен в виде стакана с цилиндрической внутренней поверхностью и выступом на ней, образующим с дном стакана соосное ему гнездо, каждая губка выполнена с торцовым буртиком, размещенным в гнезде стакана и пред- назначенным для взаимодействия с выступом, с кольцевой канавкой со стороны, противоположной ее рабочей поверхности, и пазом, предназначенным для размещения с возможностью смещения вдоль оси стакана соответствующего нажимного элемента, в другой из губок выполнен дополнительный паз, не совпадающий с основным и предназначенный для размещения с возможностью смещения вдоль оси стакана первого клинового фиксирующего элемента, каждый из нажимных элементов выполнен в виде скобы с двумя выступами, предназначенными один для размещения в кольцевой канавке соответствующей губки, другой - для взаимодействия с соответствующей поверхностью полки лопатки, а противоположная выступам сторона каждой скобы предназначена для взаимодействия с соответствующим клиновым фиксирующим элементом.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для крепления турбинной лопатки при усталостных испытаниях. Цель изобретения - повышение надежности при креплении лопаток в том числе с косыми полками за счет обеспечения автономности зажима замковой части и полки лопатки. Устройство снабжено фиксатором 9 углового положения губок 3,4 в корпусе 1 и тремя клиновыми фиксирующими элементами, из которых один фиксатор предназначен для крепления замковой части через губки 3, 4, а два фиксатора полки лопатки 6 через два нажимных элемента. Корпус 1 устройства выполнен с выемкой 2 в виде стакана с цилиндрической внутренней поверхностью и соосным с ней выступом на дне стакана, каждая губка 3, 4 выполнена с торцовым буртиком, предназначенным для взаимодействия с выступом стакана, с канавкой и пазом, предназначенным для размещения с возможностью пере- мещения вдоль оси корпуса соответствующего клинового фиксирующего элемента. В одной из губок 3 выполнен дополнительный паз, не совпадающий с основным 17 и предназначенный для размещения клинового фиксирующего элемента. Каждый из нажимных элементов 7, 8 выполнен в виде скобы с двумя выступами, предназначенными один - для размещения в канавке соответствующей губки 3, 4, а другой - для взаимодействия с соответствующей поверхностью полки лопатки, а противоположная выступам сторона каждой скобы предназначена для взаимодейст-. вия с соответствующим клиновым элементом. 3 ил. со С о со -vl Јь

/4

15

1716374

ВидА

17

Б-Б