一种缘板阻尼装置可根据不同工况具备不同结构参数，其中滑块在阻尼槽中可径向滑动；弹性装置设置在滑槽中，在滑块上施加预作用力，以使滑块的起始位置保持在滑槽的径向内端；阻尼块设置在阻尼槽中具有第一阻尼面和第二阻尼面；阻尼槽具有第一摩擦面，滑块具有第二摩擦面；在一工况，阻尼块由滑块保持在阻尼槽中且在离心力作用下运动至第一阻尼面与第一摩擦面摩擦接触，由阻尼块提供的正压力施加在第一摩擦面上；在另一工况，滑块在离心力作用下因克服弹性装置的预作用力而径向移动，释放阻尼块，阻尼块在离心力作用下受第一摩擦面引导向滑槽侧滑动，以使第二摩擦面和第二阻尼面摩擦接触，由阻尼块提供的正压力施加在第一摩擦面、第二摩擦面上。第二摩擦面上。第二摩擦面上。
【技术实现步骤摘要】
缘板阻尼装置
[0001]本专利技术涉及燃气轮机的叶片的缘板阻尼装置。
技术介绍
[0002]燃气轮机叶片设计是发动机领域中的关键技术，高温高转速下叶片的阻尼减振设计对于提供叶片的高周疲劳寿命至关重要。现有高压涡轮叶片设计普遍在缘板下方放置阻尼块来控制叶身振动应力降低振动风险。缘板阻尼装置一经设计定型结构参数便不可改变，其提供的阻尼特性只在特定工况下达到最优化，无法根据转速及温度自适应匹配最优减振特性。
[0003]根据干摩擦理论，阻尼块对摩擦面提供的正压力会影响到阻尼块滑动的临界条件，一旦正压力设计不合理将会造成阻尼块粘滞无法滑动。阻尼块正压力与涡轮转速息息相关，因此根据不同工况设计不同参数的阻尼块可以实现各工况下减振特性最优。然而现有阻尼块设计无法实现这一目的，其对于不同转速工况的自适应性并不理想。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种缘板阻尼装置，可根据不同工况具备不同结构参数。
[0005]根据本专利技术的缘板阻尼装置，包括在一个叶片缘板中设置的阻尼槽，在另一个叶片缘板中设置的滑槽，其中，滑块在所述阻尼槽中可径向滑动；弹性装置设置在所述滑槽中，在所述滑块上施加预作用力，以使所述滑块的起始位置保持在所述滑槽的径向内端；以及阻尼块设置在所述阻尼槽中，具有第一阻尼面和第二阻尼面；所述阻尼槽具有第一摩擦面，所述滑块具有第二摩擦面；在第一工况时，所述阻尼块由所述滑块保持在所述阻尼槽中且在离心力作用下运动至所述第一阻尼面与所述第一摩擦面摩擦接触，由所述阻尼块提供的正压力施加在所述第一摩擦面上；在第二工况时，所述滑块在离心力作用下因克服所述弹性装置的预作用力而径向移动，并释放所述阻尼块，所述阻尼块在离心力作用下受所述第一摩擦面引导向所述滑槽侧滑动，以使所述第二摩擦面和所述第二阻尼面摩擦接触，由所述阻尼块提供的正压力施加在所述第一摩擦面、第二摩擦面上。
[0006]在一实施例中，所述阻尼块设置有弧形槽，所述弧形槽容纳有活动体，弧形槽具有第一端和第二端，所述第一端相对所述第二端更靠近所述滑动槽；在所述第一工况，所述活动体在离心力作用下运动至所述第二端，以使阻尼块整体的质心偏向所述阻尼槽的深处；在所述第二工况，所述活动体在离心力作用下运动至位于所述滑槽中的所述第一端，以改变使阻尼块整体的质量分布。
[0007]在一实施例中，所述活动体为成组的颗粒球。
[0008]在一实施例中，所述成组的颗粒球设置成在因离心力而处于压紧状态时能提供颗粒阻尼效果。
[0009]在一实施例中，所述第一摩擦面为所述阻尼槽的径向外侧壁面上的曲面，所述第一阻尼面为所述阻尼块的径向外侧且与所述第一摩擦面相对的曲面，所述第一阻尼面和所
述第一摩擦面以互补的形状进行配合。
[0010]在一实施例中，所述第二摩擦面为在所述滑块的径向内侧且靠近所述阻尼槽一侧的斜面，所述第二阻尼面为在所述阻尼块的径向外侧且靠近所述滑槽一侧的斜面。
[0011]在一实施例中，所述弹性装置为压缩弹簧，所述压缩弹簧装在所述滑槽中且在所述滑块的径向外侧施加所述预作用力。
[0012]在一实施例中，所述第一摩擦面、所述第二摩擦面、所述第一阻尼面或所述第二阻尼面采用不同系数摩擦系数涂层。
[0013]本专利技术的实施例基于转速变化改变阻尼块质心位置，使阻尼块在阻尼槽中滑动，从而在高低转速下匹配最优正压力进行摩擦耗能。此外面阻尼块内部活动题在叶片振动下可提供阻尼效果，进一步提高阻尼减振特性。本专利技术的实施例可在不改变现有叶片设计的情况下可实现阻尼块对多工况覆盖，提高叶片全飞行循环下疲劳寿命。
附图说明
[0014]本专利技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
[0015]图1是根据一实施例的叶片与阻尼块装配的示意图；
[0016]图2是根据一实施例的相邻叶片与滑块装配的示意图；
[0017]图3是根据一实施例的缘板阻尼装置的示意图；
[0018]图4是根据一实施例的阻尼块的示意图；
[0019]图5是根据一实施例的缘板阻尼装置处于第一工况的示意图；
[0020]图6是根据一实施例的缘板阻尼装置处于第二工况的示意图；
[0021]图7是缘板阻尼装置的阻尼特性曲线图。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本专利技术的保护范围。
[0023]需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本专利技术实际要求的保护范围构成限制。
[0024]航空发动机涡轮叶片减振设计常采用干摩擦阻尼器实现，现有阻尼器构型比较固定且其结构参数无法根据工况自适应改变，只能针对特定转速区间提供最优阻尼特性，不具有全飞行循环自适应的减振能力。
[0025]干摩擦阻尼器主要靠阻尼块与摩擦面发生相对位移实现摩擦耗能，阻尼器临界滑动条件及阻尼特性均与阻尼器提供的正压力息息相关。在阻尼器质量一定的情况下正压力随转速发生变化，因此转速会影响到临界正压力及阻尼特性。阻尼器设计时通常根据叶片共振转速区间进行设计，现实情况是叶片在多个高低转速区间均存在共振风险，因此需要同时匹配高低转速工况进行阻尼优化设计。当涡轮进入高转速区间时随着离心力增大，阻尼器临界正压力提高导致阻尼器卡滞难以发挥作用，现有缘板阻尼设计无法根据转速自适
应优化正压力。为了解决现有阻尼器阻尼特性固定不可变的问题，后述实施例提供了一种基于转速改变阻尼器质心位置的结构，该结构可在高转速下增大摩擦面积并优化阻尼正压力分配关系，从而提升阻尼器整体阻尼特性并达到全转速工况下阻尼器减振特性最优化。此外，通过弧形槽内安装的颗粒球，一方面可基于转速改变结构质心位置优化正压力分配，另一方面在共振情况下也可提供颗粒阻尼效果，进一步提高阻尼减振效果。
[0026]后述实施例将要描述的缘板阻尼装置通过优化正压力改善叶片高低转速下阻尼特性，实施例中的叶片是指涡轮叶片。缘板阻尼装置主要通过巧妙的机械设计实现质心变化以优化正压力，以此实现不同转速下对阻尼特性的设计要求，在图1至图7中，坐标系X、Y和Z分别表示涡轮转动部件的轴向、周向和径向。
[0027]图1所示的叶片包括叶身1、缘板2、伸根和榫头3、阻尼槽4，图2所示的相邻叶片包括叶身31、缘板32、伸根和榫头33、滑槽34，缘板阻尼装置包括阻尼块10、可径向移动的滑块20、控制滑块移动的弹性装置21。两叶片通过榫头3、33安装在涡轮盘上，缘板阻尼装置的阻尼块10安装在缘板2下方阻尼槽4中，滑块20和弹性装置21安装在相邻叶片的滑槽34中。
[0028]弹性装置21设置在滑槽34中，在滑块20上施加预本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.缘板阻尼装置，其特征在于，包括在一个叶片缘板中设置的阻尼槽，在另一个叶片缘板中设置的滑槽，所述缘板阻尼装置还包括：滑块，在所述阻尼槽中可径向滑动；弹性装置，设置在所述滑槽中，在所述滑块上施加预作用力，以使所述滑块的起始位置保持在所述滑槽的径向内端；以及阻尼块，设置在所述阻尼槽中，具有第一阻尼面和第二阻尼面；其中，所述阻尼槽具有第一摩擦面，所述滑块具有第二摩擦面；在第一工况时，所述阻尼块由所述滑块保持在所述阻尼槽中且在离心力作用下运动至所述第一阻尼面与所述第一摩擦面摩擦接触，由所述阻尼块提供的正压力施加在所述第一摩擦面上；在第二工况时，所述滑块在离心力作用下因克服所述弹性装置的预作用力而径向移动，并释放所述阻尼块，所述阻尼块在离心力作用下受所述第一摩擦面引导向所述滑槽侧滑动，以使所述第二摩擦面和所述第二阻尼面摩擦接触，由所述阻尼块提供的正压力施加在所述第一摩擦面、第二摩擦面上。2.如权利要求1所述的缘板阻尼装置，其特征在于，所述阻尼块设置有弧形槽，所述弧形槽容纳有活动体，弧形槽具有第一端和第二端，所述第一端相对所述第二端更靠近所述滑动槽；在所述第一工况，所述活动体在离心力作用下运动至所述第二端，以使阻尼块整体的质心偏向所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，刘艺苑，王鑫超，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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