[发明专利]一种用于检测涡轮盘的检测设备和涡轮盘的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空设备领域，具体而言，涉及一种用于检测涡轮盘的检测设备和涡轮盘的检测方法。

背景技术

涡轮盘是航空发动机的最关键的零件类型，其工作环境为“三高”：高温、高转速、高负荷。涡轮盘的使用安全性严重影响着航空发动机的使用安全，涡轮盘一旦发生破裂故障，将会造成机毁人亡的惨剧。因此，应对在装机前对涡轮盘进行检测以确定使用寿命，以保证其能够安全使用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于检测涡轮盘的检测设备和涡轮盘的检测方法，以解决现有技术中的在装机前需要对涡轮盘的使用寿命进行检测问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于检测涡轮盘的检测设备，包括：转轴，用于安装涡轮盘；驱动部，驱动部的输出轴与转轴连接；加热装置，用于加热涡轮盘。

进一步地，涡轮盘检测工具还包括：多个工艺叶片，用于安装到涡轮盘上产生载荷。

进一步地，多个工艺叶片的转动惯量大于或等于涡轮盘上设计安装的涡轮叶片的转动惯量。

进一步地，加热装置包括用于容纳涡轮盘的加热腔。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种涡轮盘的检测方法，包括：S1：加热涡轮盘，并在保持涡轮盘处于预定的加热温度下周期性驱动涡轮盘旋转，每个旋转周期包括：从预设最低速加速到预设最高转速；保持预设最高转速预定时间；从预设最高转速降速到预设最低转速；S2：驱动涡轮盘旋转多个旋转周期后，检测涡轮盘；S3：重复上述步骤预定次数，若每次的检测结果均合格，则判断涡轮盘合格。

进一步地，在步骤S1前，向涡轮盘上安装多个工艺叶片，以模拟涡轮盘上设计安装的涡轮叶片。

进一步地，步骤S1包括：加热涡轮盘，使涡轮盘的检测温度低于实际工作时涡轮盘的工作温度；增加涡轮盘的峰值应力以对涡轮盘的检测温度与工作温度间的差异进行校正。

进一步地，增加后的涡轮盘的峰值应力由下述公式得出：

σ_r＝σ_st×(σ_0.2st/σ_0.2r)；

其中σ_r为检测中涡轮盘的峰值应力，σ_st为实际工作中涡轮盘的峰值应力，σ_0.2st为实际工作温度下涡轮盘的屈服应力，σ_0.2r为检测温度下涡轮盘的屈服应力。

进一步地，从S1到S3的完整的检测过程中涡轮盘的预期的旋转周期的次数由下述公式得出：

N_r＝N_st×((σ_r/σ_st)×(σ_0.2st/σ_0.2r))^-5.2826；

其中N_r为检测中涡轮盘的预期的旋转周期的次数，N_st为实际工作中涡轮盘的预期的旋转周期的次数。

进一步地，预定时间为3至5秒。

进一步地，最高转速由下述公式得出：

n_max＝n_st×(σ_r/σ_st)^1/2；

其中n_max为最高转速，n_st为发动机最大转速，σ_r为检测中涡轮盘的峰值应力，σ_st为实际工作中涡轮盘的峰值应力。

进一步地，最低转速为最高转速的5％。

进一步地，步骤S2中检测涡轮盘包括：对涡轮盘进行特征尺寸检测和探伤检测。

应用本发明的技术方案，检测设备能够模拟或部分模拟涡轮盘的工作状态，例如高温和选装状态，从而在涡轮盘装配到发动机之前预先对涡轮盘进行检测，以确定涡轮盘的使用寿命，及时发现不合格产品，避免由于涡轮盘使用寿命不合格而造成的事故，提高了发动机的稳定性并提高了航空器的安全性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的涡轮盘的检测方法的实施例的旋转周期的示意图。

具体实施方式