[发明专利]叶片动应力测量结构

说明书

本发明公开了一种叶片动应力测量结构，包括：涡轮轴、应力测量装置、转接轴组及安装座总成，转接轴组的两端分别连接涡轮轴和应力测量装置，且涡轮轴、转接轴组及应力测量装置分别装设于安装座总成内。应力测量装置外还套装有引气冷却管组，引气冷却管组的第一端封闭且与外部冷气供给源连通，其相对的第二端与安装座总成密封连接以形成封闭罩。还包括测量供给线组，其沿引气冷却管组延伸后由引气冷却管组的第一端向外伸出。本发明设计了一种叶片动应力测量结构，可以在发动机涡轮后端对叶片动应力进行测量，从而有效地避免发动机前端存在减速器或附件传动装置时，应力测量装置不便布置的情况，以满足应力测量装置不适合前置用于测量动应力情况。

技术领域

本发明涉及叶片动应力测量技术领域，特别地，涉及一种叶片动应力测量结构。

背景技术

对航空发动机或燃气轮机而言，叶片是最重要且易出现故障的零件之一，无论是压气机叶片还是涡轮叶片，其结构和工作环境都相当复杂，因此在研制过程中，需要对叶片的动应力进行测量，得到叶片在全转速状态下的稳态应力、共振频率及共振应力，从而对所有工作状态下的叶片的持久及应力水平进行评定。

对动应力进行测量的设备称为引电器，属于精密仪器，其工作环境温度有严格的限制，而且受限于引电器本身的尺寸，发动机可利用的空间有限。目前针对压气机及涡轮叶片的动应力测量，采用的是在发动机前端对发动机本体零件进行改制加工，以适配引电器的安装。

附图1为现有方案的动应力测量装置，采用的是引电器前置的方式，针对的是发动机前端无减速器及附件传动装置的情况。对发动机前端部分进行补加工以适配引电器的安装，通过设计连接轴，用来连接引电器和发动机输出轴转接段，通过对压气机或涡轮叶片粘贴动应力应变片，然后将与应变片相连的测试线从动力涡轮输出轴上的加工孔引出，最后连接引电器内部，引电器内部存在转、静转换刷丝结构，通过该刷丝结构，随叶片旋转的动应力测试线的测试信号通过静止的输出线与外部接收设备相连，通过冷却液管对引电器内部进行冷却，通过油管对引电器内部进行润滑，由于发动机前端温度较低，因此不用考虑引电器外部工作环境温度过高的问题。

该技术针对发动机前端无减速器及附件传动装置的情况，如果减速器或附件传动装置位于发动机前端，需要对减速器部分或者附件传动装置进行补加工，而减速器及附件传动装置的结构相当复杂，内部涉及大量齿轮结构，基本不具备改制加工条件，除非设计专门用于动应力测量的减速器或附件传动装置，一方面，重新设计的周期长，时间及经济成本很高；另一方面，重新设计的附件传动设备是否满足发动机运行需要，需重新进行评估。因此，无论是减速器还是附件传动位于发动机前端，将引电器前置都不具备很好的操作性，甚至出现无法实现的情况，现有方案的使用范围存在很大的局限性。

发明内容

本发明提供了一种叶片动应力测量结构，以解决发动机前端存在减速器或附件传动装置时应力测量装置不便布置的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种叶片动应力测量结构，包括：用于安装带有工作叶片的涡轮盘的涡轮轴、用于对叶片的动应力进行测量的应力测量装置、起转接作用的转接轴组、起安装支撑作用的安装座总成，涡轮轴的输出端与应力测量装置间隔设置，转接轴组的两端分别连接涡轮轴和应力测量装置，且涡轮轴、转接轴组及应力测量装置分别装设于安装座总成内；应力测量装置外还套装有用于引入外部冷气的引气冷却管组，引气冷却管组的第一端封闭且与外部供给冷气的冷气供给源连通，其相对的第二端与安装座总成密封连接以形成封闭罩，使引入的冷气对涡轮轴、转接轴组及应力测量装置进行冷却；还包括设置于封闭罩内的测量供给线组，测量供给线组用于对工作叶片的动应力、安装座总成内形成的轴承腔的内外温度和压力分别测量，及用于向应力测量装置供给冷却液和滑油，测量供给线组沿引气冷却管组延伸后由引气冷却管组的第一端向外伸出。

进一步地，应力测量装置包括与涡轮轴同轴设置的引电器，及设置于引电器内的刷丝转换装置；转接轴组包括同轴设置的转接轴和浮动连接轴；转接轴的第一端沿轴向过盈装设于涡轮轴的输出端内；浮动连接轴的两端分别活动连接转接轴的第二端和引电器。