[发明专利]一种涡轮叶片高速刮磨试验装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种涡轮叶片高速刮磨试验装置。

背景技术

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。

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。

发明内容

因此，本发明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。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种涡轮叶片高速刮磨试验装置，包括：

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；

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，所述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所述刮磨面移动。

可选地，所述旋转驱动件包括：

驱动电机；

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；

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；

轴安装座，所述主轴通过轴承与所述轴安装座连接。

可选地，所述进给组件包括：

轴向进给滑台，沿所述试验环的轴向方向设置；

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。

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。

可选地，还包括润滑组件，所述润滑组件包括：