可实现径向配合面挤压力准确加载的转接盘结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于航空发动机轮盘试验技术，尤其涉及轮盘配合面挤压力载荷的准确模拟。
【背景技术】
[0002]图1为现有发动机轮盘局部结构图。轮盘1、封严环2A和涡轮后轴3A通过螺栓连接在一起。在发动机工作状态下，受温度载荷与离心载荷的共同作用，配合面A处会产生挤压力。
[0003]图2为现有轮盘旋转试验件的局部结构图。转接盘2实现轮盘I与设备轴3的连接，并在配合面A处模拟发动机工作状态的挤压力。但在轮盘旋转试验中，由于难以完全模拟到发动机工作时的载荷等原因，即使配合面A在试验件与发动机件中采用相同的初始配合紧度，由于在两种工作状态下配合面A处轮盘I和转接盘2的相对膨胀量不一样的，导致配合面A处的挤压力也是不相同的。通过调整配合面A处的配合紧度和转接盘2顶端的厚度h，可以对配合面挤压力进行调整，但往往难以完全满足设计要求，即模拟不到发动机轮盘连接配合面处的真实挤压力载荷。
【发明内容】
[0004]所要解决的技术问题:发动机轮盘在工作环境下会受到相邻轮盘或其他构件施加的配合面挤压力，而轮盘旋转试验件常常是单盘试验件，即没有了相邻盘或其他构件，也就没有了对应的配合面挤压力。此时，需要设计转接盘，一是实现轮盘与试验设备的连接，二是实现配合面挤压力的模拟。以往的试验件设计时，配合面处局部结构基本沿用发动机上的结构形式，但转接盘与发动机轮盘相邻盘或构件的整体结构、材料、工作温度通常不一样。这样，会造成配合面处膨胀量不同，挤压力也不同，因此很难实现配合面挤压力的准确模拟。
[0005]技术方案:可实现径向配合面挤压力准确加载的转接盘结构，包括轮盘1、转接盘2和设备轴3，轮盘I为旋转试验件，转接盘2实现轮盘I与设备轴3的连接，并在配合面A除施加挤压力载荷，其中转接盘2由止口段B、T形头顶端、连接段C和底端D组成，止口段B由T形头顶端的顶部引出，T形头顶端的下部为连接段C和底端D。止口段B为圆环状，其子午剖面为矩形;T形头顶端为圆环状，其子午剖面为“T”字形;连接段C为圆环状，其子午剖面为矩形，在连接段C的轴向方向上开有若干个螺栓孔，用于在此加装螺栓将轮盘I与转接盘2连接起来；底端D为圆环状，其子午剖面为矩形，在其轴向方向上开有若干个螺旋孔，用于在此加装螺栓将转接盘2与设备轴3连接起来。
[0006]有益效果:本发明提供一种转接盘结构，通过单参数结构优化设计，可实现对发动机工作环境下轮盘受到的配合面挤压力的准确模拟，从而使得轮盘旋转试验结果更准确。
【附图说明】
[0007]图1为现有发动机轮盘局部结构图；
[0008]图2为现有轮盘旋转试验件局部结构图；
[0009]图3为安装有本实用新型的轮盘旋转试验件结构示意图；
[0010]图4为轮盘ab段变形示意图。
【具体实施方式】
[0011]本发明提供一种新的转接盘结构，其结构见图3，可实现径向配合面挤压力准确加载的转接盘结构，包括轮盘1、转接盘2和设备轴3，轮盘I为旋转试验件，转接盘2实现轮盘I与设备轴3的连接，并在配合面A除施加挤压力载荷，其中转接盘2由止口段B、T形头顶端、连接段C和底端D组成，止口段B由T形头顶端的顶部引出，T形头顶端的下部为连接段C和底端D。止口段B为圆环状，其子午剖面为矩形;T形头顶端为圆环状，其子午剖面为“T”字形;连接段C为圆环状，其子午剖面为矩形，在连接段C的轴向方向上开有若干个螺栓孔，用于在此加装螺栓将轮盘I与转接盘2连接起来;底端D为圆环状，其子午剖面为矩形，在其轴向方向上开有若干个螺旋孔，用于在此加装螺栓将转接盘2与设备轴3连接起来。
[0012]T形头顶端可提供离心载荷，通过改变其尺寸参数可调节配合面A的止口挤压力；止口结构B实现对轮盘I的定心，同时在配合面A处模拟发动机工作时的挤压力效果;连接段C通过螺栓与轮盘I连接;底端D通过螺栓与设备轴3连接。相对传统结构，本发明的转接盘2对止口结构B及径向配合面A的轴向位置(X向)进行了改进设计，改进后可实现对发动机工作时配合面A处挤压力效果的准确模拟。
[0013]图3中轮盘I上ab段为一圆柱面，计算分析表明，在发动机工作环境下ab段变形往往不是等半径的，即ab段会变形成圆锥面，其变形示意图见图4。记轮盘I上ab段变形后如图4中的a’b’段，当转接盘2位于位置Xl时相对于轮盘I的径向变形为hi，当转接盘2位于位置X2时相对于轮盘I的径向变形为h2，hl与h2是不相等的，即配合面在Al处与A2处的紧度不同，其配合面处的挤压力也不同。因此，配合面A在X向的不同位置，可以模拟不同的配合面挤压力。并且总能找到一个合适的位置，使得在配合面A处可以准确模拟到发动机环境下轮盘的真实配合挤压力效果。
[0014]本发明可应用于航空发动机研制工作中的旋转试验中。
【主权项】
1.可实现径向配合面挤压力准确加载的转接盘结构，包括轮盘(I)、转接盘(2)和设备轴(3)，轮盘(I)为旋转试验件，转接盘(2)实现轮盘(I)与设备轴(3)的连接，并在配合面A除施加挤压力载荷，其特征在于:转接盘(2)由止口段B、T形头顶端、连接段C和底端D组成，止口段B由T形头顶端的顶部引出，T形头顶端的下部为连接段C和底端D。2.如权利要求1所述的转接盘结构，其特征在于:止口段B为圆环状，其子午剖面为矩形。3.如权利要求1所述的转接盘结构，其特征在于:T形头顶端为圆环状，其子午剖面为“Τ”字形。4.如权利要求1所述的转接盘结构，其特征在于:连接段C为圆环状，其子午剖面为矩形，在连接段C的轴向方向上开有若干个螺栓孔，用于在此加装螺栓将轮盘(I)与转接盘(2)连接起来。5.如权利要求1所述的转接盘结构，其特征在于:底端D为圆环状，其子午剖面为矩形，在其轴向方向上开有若干个螺旋孔，用于在此加装螺栓将转接盘(2)与设备轴(3)连接起来。6.如权利要求1所述的转接盘结构，其特征在于:T形头顶端可提供离心载荷，通过改变其尺寸参数可调节配合面A的止口挤压力;止口结构B实现对轮盘(I)的定心，同时在配合面A处模拟发动机工作时的挤压力效果。
【专利摘要】本实用新型涉及可实现径向配合面挤压力准确加载的转接盘结构，包括轮盘(1)、转接盘(2)和设备轴(3)，轮盘(1)为旋转试验件，转接盘(2)实现轮盘(1)与设备轴(3)的连接，并在配合面A除施加挤压力载荷，转接盘(2)由止口段B、T形头顶端、连接段C和底端D组成，止口段B由T形头顶端的顶部引出，T形头顶端的下部为连接段C和底端D。本实用新型提供一种转接盘结构，通过单参数结构优化设计，可实现对发动机工作环境下轮盘受到的配合面挤压力的准确模拟，从而使得轮盘旋转试验结果更准确。
【IPC分类】G01M13/00
【公开号】CN205280337
【申请号】CN201521041215
【发明人】王梅, 黎方娟, 覃志贤, 张晓晶, 于进学, 沈晓薇, 刘亮, 林晓平
【申请人】中国燃气涡轮研究院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月14日