一种静力学加载装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种静力学加载装置，用于对空气压缩机的叶片模拟测试过程中对叶片进行静力学加载；包括：设置在机架上的上夹具和下夹具；所述上夹具和所述下夹具分别用于夹固所述叶片的两端，且向所述叶片施加设定的拉力以模拟所述叶片所受的离心力；所述上夹具设置有拉力传感器；所述机架上还设有电动缸和直角杠杆，所述直角杠杆的顶端设置有升降装置，所述升降装置能相对于所述直角杠杆的顶端升降以调节所述上夹具与所述下夹具之间的距离；还包括控制器，所述控制器与所述拉力传感器和所述升降装置均相连，所述控制器用于控制所述升降装置上升直至所述拉力传感器所检测的数值达到设定值。

A statics loading device

The invention provides a statics loading device for static loading of blades during the simulation test of air compressor blades, including: an upper clamp and a lower fixture set on the frame; the upper clamp and the lower clamp are used to clamp the two ends of the blade and apply a set pull to the blade. Force to simulate the centrifugal force that the blade is subjected to; the upper clamp is provided with a pulling force sensor; the rack is also provided with an electric cylinder and a right angle lever, the top of the right angle lever is provided with a lifting device, and the lifting device can be lifted up and down relative to the top of the right angle lever to regulate the upper part of the clamp and the lower fixture. The controller is connected with the tension sensor and the lifting device, and the controller is used to control the rise of the lifting device until the value detected by the force sensor reaches a set value.

【技术实现步骤摘要】
一种静力学加载装置
本专利技术涉及试验设备
，尤其涉及一种静力学加载装置。
技术介绍
叶轮是空气压缩机的重要组成部分，是保证空气压缩机性能、可靠性、耐久性的重要零部件。在空气压缩机的工作过程中，高速旋转的叶轮会对流动介质(即空气)做功，相对应的，流动介质在叶轮通道中会对叶轮的叶片产生反作用力，进而较容易导致叶片产生疲劳损坏。因此，流动介质所产生的载荷是再制造叶轮二次服役过程中工作载荷的重要组成部分。除此之外，高速旋转的叶片会承受较大的离心力，进而较容易使得叶片表面及内部产生微裂纹等缺陷。可见，叶片在承受离心力作用下的服役性能对叶轮的服役的耐久性、可靠性具有重要意义。在叶轮的再制造或生产过程中，叶轮的性能试验对叶轮后续批量生产具有指导意义，但是目前的生产厂家主要采用专门的设备施加离心力来模拟叶片工作状态下的受力场景，一般过通过静态的拉力来模拟空气压缩机叶轮的离心力作用，为了建立叶轮在离心力作用下的静态力学模型，准确地模拟和评价叶轮在高精度静力作用下的服役情况，需要精确地控制对叶片施加的静态拉力。因此，如何精确地控制对叶片施加的静态拉力，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种静力学加载装置，可以精确地控制对叶片施加的静态拉力，以便建立叶轮在离心力作用下的静态力学模型，准确地模拟和评价叶轮在高精度静力作用下的服役情况。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种静力学加载装置，用于对空气压缩机的叶片模拟测试过程中对叶片进行静力学加载；包括：设置在机架上的上夹具和下夹具；所述上夹具和所述下夹具分别用于夹固所述叶片的两端，且向所述叶片施加设定的拉力以模拟所述叶片所受的离心力；所述上夹具设置有拉力传感器；所述机架上还设有电动缸和直角杠杆，所述电动缸设置于所述直角杠杆的底部；所述上夹具设置在所述直角杠杆的顶部，所述电动缸能推动所述直角杠杆以使得所述上夹具夹紧所述叶片的顶端；所述直角杠杆的顶端设置有升降装置，所述升降装置能相对于所述直角杠杆的顶端升降以调节所述上夹具与所述下夹具之间的距离；还包括控制器，所述控制器与所述拉力传感器和所述升降装置均相连，所述控制器用于控制所述升降装置上升直至所述拉力传感器所检测的数值达到设定值。优选的，所述电动缸为GSX系列电动缸。优选的，所述下夹具包括：设置在所述安装台上的夹具底座；设置在所述夹具底座上，且对称分布的两个夹块；两个所述夹块通过螺栓组件固定在所述夹具底座上；两个夹块之间形成用于夹持所述叶片的底端的夹持腔。优选的，还包括：蜗轮蜗杆机构；与所述夹具底座啮合的驱动齿轮，所述驱动齿轮设置在所述蜗轮蜗杆机构的输出轴上；所述蜗轮蜗杆机构上设置有驱动手柄；所述蜗轮蜗杆机构用于通过所述驱动齿轮驱动所述夹具底座转动以调节所述夹持腔的朝向。优选的，还包括摆动系统，所述摆动系统设置在所述机架上，且用于与叶片连接以驱动所述叶片摆动。本专利技术提供的静力学加载装置通过控制在上夹具上设置的拉力传感器、直角杠杆上设置的升降装置，可以精确地控制对叶片施加的静态拉力，以便建立叶轮在离心力作用下的静态力学模型，准确地模拟和评价叶轮在高精度静力作用下的服役情况。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的静力学加载装置的主视图，图中未显示试验箱；图2是图1的侧视图，图中显示有试验箱；图3是本专利技术实施例提供的上夹具的结构示意图；图4是图3的侧视图；图5是本专利技术实施例提供的下夹具的结构示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细介绍。请参考图1和图2，本专利技术实施例提供一种静力学加载装置，可以精确地控制对叶片施加的静态拉力，以便建立叶轮在离心力作用下的静态力学模型，准确地模拟和评价叶轮在高精度静力作用下的服役情况。图1和2所示的静力学加载装置包括机架10、上夹具20、下夹具30、拉力传感器50。其中，机架10作为整个静力学加载装置的骨架，用于为其他零部件提供安装基础。上夹具20和下夹具30设置在机架10上，通常，上夹具20设置在机架10的顶端，下夹具30设置在机架10的安装台上，也可以认为是整个静力学加载装置的工作台。上夹具20和下夹具30分别用于夹固叶片70的两端，分别为顶端和底端，上夹具20和下夹具30分别向叶片70施加设定的拉力，以模拟叶片70所受的离心力，为了确保所施加的拉力能够较为准确地模拟其在工作状态下所受到的离心力，上夹具20上设置有拉力传感器50，拉力传感器50用于显示施加在叶片70上的拉力，当拉力不足时，拉力传感器50可以起到后续再调节的提示作用。试验箱40用于设置在机架10的安装台上，试验箱40的作用在于罩设在叶片70上，以提供一个相对封闭的模拟环境。供风系统60设置在机架10上，且与试验箱40连通，供风系统60向试验箱40内通风，进而使得气流作用于试验箱40内的叶片70上，最终达到模拟叶片70处于工作状态下所受到的流动介质所产生的载荷的目的。我们知道，处于高速旋转状态下的叶轮的叶片70受到的离心力特点如下：离心力大小恒定，离心力的方向确定，即沿着旋转半径向外。基于此，本申请采用精度较高的静力即静态拉力来模拟叶片70所受到的离心力。在模拟的过程中，通过上夹具20与下夹具30对叶片70所施加的拉力来达到静力施加的目的。具体的，可以通过调节上夹具20与下夹具30之间的夹紧距离来调节静力大小，也可以通过该表上夹具20相对于下夹具30的位置来调节静力的大小。如上文所述，上述调节过程中，可以通过拉力传感器50配合实现。通过上文所述可知，本专利技术实施例提供的静力学加载装置能够通过供风系统60和试验箱40来模拟叶片70所受到的流体介质所产生的载荷，通过上夹具20、下夹具30和拉力传感器50来模拟叶片所受到离心力。在对叶片的性能实施模拟检测的过程中，本实施例提供的静力学加载装置能同时对叶片实施上述两种方面的模拟，进而能提高模拟效率。与此同时，对叶片两种受力情况的模拟实验，能更符合叶片的真实受力情况，进而能提高实验效果。本实施例中，上夹具20和下夹具30的作用在于夹持叶片70的顶端和底端，实现上述功能的夹持装置的种类有多种。请参考图3和图4，本专利技术实施例提供一种具体结构的上夹具20，所提供的上夹具20为一体式结构，顶端设置有顶部铰接孔201，底部设置有底部铰接孔202，顶部铰接孔201通过铰接轴与机架10的顶端铰接，底部铰接孔202通过铰接轴与叶片70的顶端铰接，上述铰接的方式使得叶片70在受流体介质所产生的载荷作用下，能微量摆动，进而能够更为准确地模拟叶片70工作过程中所产生的摆动，进而能更好地模拟叶片70的受力场景。具体的，本实施例提供的静力学加载装置还可以包括摆动系统，所述摆动系统与叶片70连接，能主动驱动叶片70在适当的角度范围内摆动。同样，本专利技术实施例提供一种具体结构的下夹具30，请参考图5，所提供的下夹具30包括夹具底座301、两个夹块302和螺栓组件303。夹具底座301设置在安装台上，两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静力学加载装置，用于对空气压缩机的叶片模拟测试过程中对叶片进行静力学加载；其特征在于，包括：设置在机架上的上夹具和下夹具；所述上夹具和所述下夹具分别用于夹固所述叶片的两端，且向所述叶片施加设定的拉力以模拟所述叶片所受的离心力；所述上夹具设置有拉力传感器；所述机架上还设有电动缸和直角杠杆，所述电动缸设置于所述直角杠杆的底部；所述上夹具设置在所述直角杠杆的顶部，所述电动缸能推动所述直角杠杆以使得所述上夹具夹紧所述叶片的顶端；所述直角杠杆的顶端设置有升降装置，所述升降装置能相对于所述直角杠杆的顶端升降以调节所述上夹具与所述下夹具之间的距离；还包括控制器，所述控制器与所述拉力传感器和所述升降装置均相连，所述控制器用于控制所述升降装置上升直至所述拉力传感器所检测的数值达到设定值。

【技术特征摘要】
1.一种静力学加载装置，用于对空气压缩机的叶片模拟测试过程中对叶片进行静力学加载；其特征在于，包括：设置在机架上的上夹具和下夹具；所述上夹具和所述下夹具分别用于夹固所述叶片的两端，且向所述叶片施加设定的拉力以模拟所述叶片所受的离心力；所述上夹具设置有拉力传感器；所述机架上还设有电动缸和直角杠杆，所述电动缸设置于所述直角杠杆的底部；所述上夹具设置在所述直角杠杆的顶部，所述电动缸能推动所述直角杠杆以使得所述上夹具夹紧所述叶片的顶端；所述直角杠杆的顶端设置有升降装置，所述升降装置能相对于所述直角杠杆的顶端升降以调节所述上夹具与所述下夹具之间的距离；还包括控制器，所述控制器与所述拉力传感器和所述升降装置均相连，所述控制器用于控制所述升降装置上升直至所述拉力传感器所检测的数值达到设定值。2.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢志国，王海斗，周京，刘柯景，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：北京,11