本发明专利技术提供一种涡轮叶片高速刮磨试验装置，属于航空发动机技术领域，包括：高速旋转组件、加热系统、叶片夹持件和进给组件，高速旋转组件包括试验环和旋转驱动件，所述旋转驱动件带动所述试验环进行高速旋转；加热系统对所述试验环进行加热；叶片夹持件具有伸入所述试验环内的夹持端，夹持端用于可拆卸地夹持待刮磨涡轮叶片；进给组件与所述叶片夹持件连接，用于带动所述叶片夹持件的夹持端在所述试验环内沿轴向或径向靠近内表面移动。本发明专利技术通过旋转驱动件带动试验环高速旋转，通过加热系统对试验环进行加热，将试验环调整到真实工况下的状态，更好的模拟了航空发动机工作过程中的叶片与外环之间出现的复杂刮磨工况，使后续的研究过程更加准确。究过程更加准确。究过程更加准确。
【技术实现步骤摘要】
一种涡轮叶片高速刮磨试验装置
[0001]本专利技术涉及航空发动机
，具体涉及一种涡轮叶片高速刮磨试验装置。
技术介绍
[0002]航空发动机叶尖间隙控制是改善发动机气动性能、提高发动机效率的非常重要的环节。在涡轮叶片高速旋转过程中，在热膨胀和离心力以及振动等因素的作用下，可能会造成叶片与外环局部发生刮磨，刮磨能量大部分转化为热量，使得刮磨区的温度急剧升高，对涡轮叶片的性能和寿命产生很大影响。而在航空发动机工作过程中，刮磨会使得涡轮叶片频繁处于高温
‑
低温的周期状态，叶尖附近会产生较大的残余应力，导致叶片及外环产生裂纹甚至断裂，严重时甚至造成发动机的故障，所以模拟航空发动机真实工作过程中涡轮叶片和外环之间的刮磨对于研究延长叶片使用寿命是极为重要的。
[0003]现有技术中通过高速旋转的叶片与实验块进行摩擦，模拟涡轮叶片和外环之间的刮磨，在航空发动机实际工况中，工况复杂，叶片与外环之间的刮磨并不是固定单一的，外环和叶片之间的刮磨方向可能会沿其轴向方向或者是径向方向，并且其刮磨过程是持续性的，现有技术中的刮磨试验不符合航空发动机的真实工况，无法对叶片和外环的刮磨进行真实的模拟，无法为涡轮叶片和外环裂纹产生原因和使用寿命的研究提供准确的技术支撑。
技术实现思路
[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中模拟刮磨试验不符合航空发动机的真实工况导致无法为涡轮叶片和外环裂纹产生原因和使用寿命的研究提供准确的技术支撑的缺陷，从而提供一种涡轮叶片高速刮磨试验装置。<br/>[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种涡轮叶片高速刮磨试验装置，包括：
[0006]高速旋转组件，包括试验环和旋转驱动件，所述试验环内壁设置有刮磨面，所述旋转驱动件的输出端与所述试验环固定连接，所述旋转驱动件带动所述试验环进行高速旋转；
[0007]加热系统，对所述试验环进行加热；
[0008]叶片夹持件，具有伸入所述试验环内的夹持端，所述夹持端用于可拆卸地夹持待刮磨涡轮叶片；
[0009]进给组件，与所述叶片夹持件连接，用于带动所述叶片夹持件的夹持端在所述试验环内沿轴向或径向靠近所述刮磨面移动。
[0010]可选地，所述旋转驱动件包括：
[0011]驱动电机；
[0012]增速件，所述增速件的输入端通过联轴器与所述驱动电机的输出端连接；
[0013]主轴，一端与所述增速件的输出端同轴固定连接，另一端与所述试验环一侧同轴固定连接；
[0014]轴安装座，所述主轴通过轴承与所述轴安装座连接。
[0015]可选地，所述进给组件包括：
[0016]轴向进给滑台，沿所述试验环的轴向方向设置；
[0017]径向进给滑台，设于所述轴向进给滑台上，所述轴向进给滑台带动所述径向进给滑台沿所述试验环的轴向方向移动，所述径向进给滑台和所述轴向进给滑台的滑动方向垂直。
[0018]可选地，还包括：高度调节件，设于所述进给组件上，所述高度调节件驱动所述叶片夹持件在高度方向上移动。
[0019]可选地，还包括润滑组件，所述润滑组件包括：
[0020]润滑油储腔；
[0021]电机泵，其进油口通过管路与所述润滑油储腔连通；
[0022]第一冷却件，一端通过管路与所述电机泵出油口连接，另一端通过管路与所述旋转驱动件中的润滑油流动通道一端连接，所述润滑油流动通道另一端与所述润滑油储腔连通。
[0023]可选地，还包括试验台，所述高速旋转组件、加热系统和进给组件均设于所述试验台顶面，所述润滑油储腔设于所述试验台内部。
[0024]可选地，还包括数据采集组件和控制系统，所述数据采集组件包括：
[0025]刮磨力检测件，与所述叶片夹持件连接，用于对所述待刮磨涡轮叶片受到的刮磨力进行检测；
[0026]刮磨区温度采集件，设于所述试验环一侧，用于在所述待刮磨涡轮叶片和刮磨面刮磨时，对所述刮磨面或者所述待刮磨涡轮叶片的叶尖端进行温度采集；
[0027]温度检测件，设于所述试验环一侧，用于检测所述试验环的温度；
[0028]所述控制系统与所述刮磨力检测件、刮磨区温度采集件、温度检测件、旋转驱动件、加热系统和进给组件连接。
[0029]可选地，所述刮磨力检测件为三维力传感器。
[0030]可选地，所述刮磨力检测件一侧设置有第二冷却件，所述第二冷却件对所述刮磨力检测件进行冷却。
[0031]可选地，所述刮磨区温度采集件为红外热像仪。
[0032]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0033]1.本专利技术提供的涡轮叶片高速刮磨试验装置，通过旋转驱动件带动试验环高速旋转，待刮磨涡轮叶片被叶片夹持件的夹持端夹持着伸入到试验环内，通过加热系统对试验环进行加热，将试验环调整到真实工况下的状态，进给组件带动待刮磨涡轮叶片沿试验环的径向方向移动时，模拟了待刮磨涡轮叶片在径向方向上与试验环的刮磨状态，进给组件带动待刮磨涡轮叶片沿试验环的轴向方向移动时，模拟了待刮磨涡轮叶片在轴向方向上与试验环的刮磨状态，更好的模拟了航空发动机工作过程中的叶片与外环之间出现的复杂刮磨工况，使得后续的研究过程更加准确。
[0034]2.本专利技术提供的旋转驱动件，驱动电机输出的转速通过增速件进行增速后达到预定转速，然后通过主轴传递给试验环，保证了试验环的转速，可以满足于现阶段的航空发动机工作情况，轴安装座通过轴承对主轴进行支撑，避免主轴在高速转动过程中出现的不稳
定性。
[0035]3.本专利技术提供的进给组件包括滑动方向相互垂直的轴向进给滑台和径向进给滑台，滑台位移精度可达2μm，进给组件可以同时精确控制待刮磨涡轮叶片在径向和轴向方向的位移，使得叶片刮磨过程中更好的达到真实工况。
[0036]4.本专利技术提供的涡轮叶片高速刮磨试验装置还包括高度调节件，高度调节件带动待刮磨涡轮叶片在高度方向上移动，调节待刮磨涡轮叶片安装高度使其与主轴的轴心位于同一高度，即待刮磨涡轮叶片位于试验环的径向上，使其在刮磨时待刮磨涡轮叶片和试验环相对位置符合实际叶片与外环的相对位置，使得刮磨研究更为准确。
[0037]5.本专利技术提供的涡轮叶片高速刮磨试验装置还包括润滑组件，润滑组件对试验装置中需要润滑油的地方进行供给润滑油，由于旋转驱动件为高速运动，润滑油的温度会大大提升，温度过高时，电机泵启动将润滑油储腔中的润滑油抽取至第一冷却件中进行冷却后再进入润滑油流动通道，高温的润滑油继续回到润滑油储腔中，避免影响涉及到轴承及齿轮等的寿命，也确保装置可以进行长时间耐久性试验。
[0038]6.本专利技术提供的高速旋转组件、加热系统和进给组件均设于试验台顶面，润滑油储腔设于所述试验台内部，结构更加紧凑，采用模块化设置，可以进行更换不同的件进行不同型号的试验。
[0039]7.本专利技术提供的数据采集组件和控制系统，对刮磨过程中的刮磨力，刮磨温度进行采集，数据的积累有利于精确化的对刮磨状态进行研本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片高速刮磨试验装置，其特征在于，包括：高速旋转组件(1)，包括试验环(11)和旋转驱动件，所述试验环(11)内壁设置有刮磨面(111)，所述旋转驱动件的输出端与所述试验环(11)固定连接，所述旋转驱动件带动所述试验环(11)进行高速旋转；加热系统，对所述试验环(11)进行加热；叶片夹持件(2)，具有伸入所述试验环(11)内的夹持端(21)，所述夹持端(21)用于可拆卸地夹持待刮磨涡轮叶片；进给组件(3)，与所述叶片夹持件(2)连接，用于带动所述叶片夹持件(2)的夹持端(21)在所述试验环(11)内沿轴向或径向靠近所述刮磨面(111)移动。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片高速刮磨试验装置，其特征在于，所述旋转驱动件包括：驱动电机(12)；增速件(13)，所述增速件(13)的输入端通过联轴器与所述驱动电机(12)的输出端连接；主轴(14)，一端与所述增速件(13)的输出端同轴固定连接，另一端与所述试验环(11)一侧同轴固定连接；轴安装座(15)，所述主轴(14)通过轴承与所述轴安装座(15)连接。3.根据权利要求1所述的涡轮叶片高速刮磨试验装置，其特征在于，所述进给组件(3)包括：轴向进给滑台(31)，沿所述试验环(11)的轴向方向设置；径向进给滑台(32)，设于所述轴向进给滑台(31)上，所述轴向进给滑台(31)带动所述径向进给滑台(32)沿所述试验环(11)的轴向方向移动，所述径向进给滑台(32)和所述轴向进给滑台(31)的滑动方向垂直。4.根据权利要求1所述的涡轮叶片高速刮磨试验装置，其特征在于，还包括：高度调节件(4)，设于所述进给组件(3)上，所述高度调节件(4)驱动所述叶片夹持件(2)在高度方向上移动。5.根据权利要求1
‑
4中任一所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋康河，陈振华，马莉，张若昀，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。