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1、(10)申请公布号 CN 102749254 A (43)申请公布日 2012.10.24 CN 102749254 A *CN102749254A* (21)申请号 201210234059.8 (22)申请日 2012.07.09 G01N 3/32(2006.01) (71)申请人 沈阳黎明航空发动机 （集团） 有限责 任公司 地址 110043 辽宁省沈阳市大东区东塔街 6 号 (72)发明人 万利 唐秀珍 王健熙 范秀杰 刘涛 (74)专利代理机构 沈阳晨创科技专利代理有限 责任公司 21001 代理人 樊南星 (54) 发明名称 一种用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核 的试验器 。
2、(57) 摘要 一种用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核 的试验器， 其构成如下 ： 温控装置 （1） 、 支板 （2） 、 传动轴 （5） 、 凸轮 （8） 、 齿轮 （9） 、 电机 （10） 、 上盖 （11） 、 加热装置 （15） 、 支撑轴 （13） ； 其中 ： 温控装 置 （1） 、 电机 （10） 、 上盖 （11） 都布置在支板 （2） 上， 电机 （10） 与凸轮 （8） 之间通过齿轮 （9） 连接， 传 动轴 （5） 布置在所述用于发动机密封片加温、 加 载疲劳考核的试验器中支板 （2） 的上部， 凸轮 （8） 布置在传动轴 （5） 上 ； 支撑轴 （13） 布置在密封。
3、片 （14） 下方远离上盖 （11） 的下方与密封片 （14） 接 触。本发明应用于考核焊接后的密封片疲劳强度 的可靠性试验， 其填补了行业空白， 具有巨大的经 济和社会价值。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器， 其特征在于 ： 其构成如下 ： 温 控装置 （1） 、 支板 （2） 、 传动轴 （5） 、 凸轮 （8） 、 齿轮 （9） 、 电机 （10） 、 上盖 （11）。
4、 、 加热装置 （15） 、 支撑轴 （13） ； 其中 ： 温控装置 （1） 、 电机 （10） 、 上盖 （11） 都布置在支板 （2） 上， 电机 （10） 与凸 轮 （8） 之间通过齿轮 （9） 连接， 被实验的密封片 （14） 布置在上盖 （11） 下方 ； 上盖 （11） 远离密封片 （14） 的一侧布置有 凸轮 （8） ， 用于对被实验的密封片 （14） 进行加热的加热装置 （15） 布置在所述用于发动机密 封片加温、 加载疲劳考核的试验器中相对于密封片 （14） 的远离上盖 （11） 的下部腔室中 ； 传动轴 （5） 布置在所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中支板。
5、 （2） 的 上部， 凸轮 （8） 布置在传动轴 （5） 上 ； 支撑轴 （13） 布置在被实验的密封片 （14） 下方远离上盖 （11） 的下方与被实验的密封片 （14） 接触对被实验的密封片 （14） 起支撑作用 ； 温控装置 （1） 连接着加热装置 （15） 。 2. 按照权利要求 1 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器， 其特征在于 ： 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中还设置有下述结构 ： 加载销轴 （3） 、 轴承 （4） 、 大弹簧 （6） ； 凸轮 （8） 有两个且为同步凸轮都布置在传动轴 （5） 上， 凸轮 （8） 的下方布置有加载销轴 （3） 。
6、和大弹簧 （6） ， 加载销轴 （3） 的下端接触被实验的密封片 （14） 的上表面， 周期旋转的凸 轮 （8） 通过加载销轴 （3） 对被实验的密封片 （14） 施加周期作用力并使被实验的密封片 （14） 做周期变形 ； 上盖 （11） 上对应加载销轴 （3） 处设置有允许加载销轴 （3） 穿过的通孔， 上盖 （11） 上方的加载销轴 （3） 中间段布置有用于加载销轴 （3） 向上复位抬起的大弹簧 （6） ， 加载 销轴 （3） 上端设置有防止大弹簧 （6） 脱出的阻挡结构 ； 用于支撑传动轴 （5） 的轴承 （4） 设置在传动轴 （5） 和支板 （2） 之间。 3. 按照权利要求 2 所述。
7、用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器， 其特征在于 ： 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中， 传动轴 （5） 上还设置有用于计算传 动轴旋转周数的计数拨叉 （7） ； 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中相对于密封片 （14） 的远离上盖 （11） 的下部腔室中还设置有测温电阻 （16） ， 其与温控装置 （1） 相连接 ； 远离被实验的密封片 （14） 的上盖 （11） 上部固定设置有把手 （12） 。 4. 按照权利要求 3 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器， 其特征在于 ： 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器还有下述要求。
8、 ： 试验器内保持高温 500、 被实验的密封片 （14） 两端往复振荡弯曲最大变形量为 5mm。 权 利 要 求 书 CN 102749254 A 2 1/4 页 3 一种用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器 技术领域 0001 本发明涉及发动机加力筒体密封片加温、 加载疲劳试验装置结构设计及应用技术 领域， 特别提供了一种用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器。 背景技术 0002 某发动机加力筒体密封片是应用于发动机上的关键和重要零件之一， 其主要应用 在发动机加力筒体部位。它是承受高温、 高载荷、 大气流、 高振动的零件。因此 , 在工作一 个寿命期后 , 部分密封片的中。
9、部边缘产生一些裂纹。按厂家规定密封片出现裂纹后必须更 换 , 密封片常因为裂纹而报废。由于加力筒体密封片属于高温部件， 从材料到结构要求都 很高， 生产难度大， 一直外购， 价格昂贵， 且不能按时供货， 影响发动机的正常交付。为了提 高发动机密封片的使用寿命 , 同时为节省资金， 现行的应对处理办法是采用特殊的焊接方 法对其进行修复。为保证修复后的密封片焊缝工作的可靠性 , 模拟发动机工作状态 , 对修 复后的密封片进行疲劳试验 , 以确定修复后的密封片能否经过高温、 振荡的考核 , 安全的 应用于发动机。 0003 在发动机加力筒体密封片加温、 加载疲劳试验中有下列典型的试验要求 ： 将密封。
10、 片置于高温 500的环境内 （模拟发动机工作环境 ), 同时要求密封片两端承受振荡弯曲力 的作用,使密封片两端向下弯曲5mm,然后抬起,曳动记录试验次数:在往复运动1000次、 3000 次和达到技术条件要求的次数后取下进行焊缝检查焊缝有无扩展、 开裂情况。 0004 人们期望获得一种满足实验要求的用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验 器， 以便填补行业空白， 达到使用要求。 发明内容 0005 本的目的是提供一种适合高温、 高疲劳强度的发动机密封片加载疲劳考核的试验 装置， 以便满足相关要求。 0006 本发明具体提供了一种用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器， 其特征 在于。
11、 ： 其构成如下 ： 温控装置 1、 支板 2、 传动轴 5、 凸轮 8、 齿轮 9、 电机 10、 上盖 11、 加热装置 15、 支撑轴 13 ； 其中 ： 温控装置 1、 电机 10、 上盖 11 都布置在支板 2 上， 电机 10 与凸轮 8 之 间通过齿轮 9 连接， 0007 被实验的密封片 14 布置在上盖 11 下方 ； 上盖 11 远离密封片 14 的一侧布置有凸 轮 8， 用于对被实验的密封片 14 进行加热的加热装置 15 布置在所述用于发动机密封片加 温、 加载疲劳考核的试验器中相对于密封片 14 的远离上盖 11 的下部腔室中 ； 0008 传动轴 5 布置在所述用于。
12、发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中支板 2 的 上部， 凸轮 8 布置在传动轴 5 上 ； 0009 支撑轴 13 布置在被实验的密封片 14 下方远离上盖 11 的下方与被实验的密封片 14 接触对被实验的密封片 14 起支撑作用 ； 0010 温控装置 1 连接着加热装置 15。 说 明 书 CN 102749254 A 3 2/4 页 4 0011 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中还设置有下述结构 ： 加载 销轴 3、 轴承 4、 大弹簧 6 ； 0012 凸轮 8 有两个且为同步凸轮都布置在传动轴 5 上， 凸轮 8 的下方布置有加载销轴 3 和大弹簧 6， 。
13、加载销轴 3 的下端接触被实验的密封片 14 的上表面， 周期旋转的凸轮 8 通过 加载销轴 3 对被实验的密封片 14 施加周期作用力并使被实验的密封片 14 做周期变形 ； 上 盖 11 上对应加载销轴 3 处设置有允许加载销轴 3 穿过的通孔， 上盖 11 上方的加载销轴 3 中间段布置有用于加载销轴3向上复位抬起的大弹簧6， 加载销轴3上端设置有防止大弹簧 6 脱出的阻挡结构 ； 0013 用于支撑传动轴 5 的轴承 4 设置在传动轴 5 和支板 2 之间。 0014 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中， 传动轴 5 上还设置有用 于计算传动轴旋转周数的计数拨叉 7 ；。
14、 0015 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中相对于密封片 14 的远离 上盖 11 的下部腔室中还设置有测温电阻 16， 其与温控装置 1 相连接 ； 0016 远离被实验的密封片 14 的上盖 11 上部固定设置有把手 12。 0017 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器还有下述要求 ： 试验器内保 持高温 500、 被实验的密封片 14 两端往复振荡弯曲最大变形量为 5mm。 0018 由于没有现成的设备 , 没有参考资料 , 无法完成试验考核项目。方案设计、 制定 过程中需克服的困难 : 试验用电机功率的选择、 齿轮各参数的计算 ; 试验器要保证恒温 50。
15、0 , 试验器保温效果要好 , 温控装置需自动进行温度调整 ; 加载过程中的凸轮滚压高 度要经过精确计算和调试才能保证， 弹簧回弹效果要好， 凸轮抬起后弹簧应使大轴销脱离 密封片。经试验 , 试验器完全符合技术要求。 0019 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器的具体工作原理简介如下 ： 首先将被实验的密封片 14 安装在试验器内 , 由加温炉将试验器内腔温度加热到 500后 (由热电偶测得)， 电机10带动齿轮9具体可以为齿轮组用于传动再由齿轮9带动传动轴5 及凸轮 8 转动， 当凸轮 8 的凸面旋转到下方时将带有大弹簧 6 的加载轴销 3 压向密封片 14 两端， 密封片 1。
16、4 受弯曲力的作用， 按要求两端向下弯曲 5mm ； 当凸轮 8 凸面旋转到上方时， 带有大弹簧 6 的加载轴销 3 由大弹簧 6 弹回， 使密封片 14 两端不再受力， 恢复原状态 , 计 数拨叉 7 在加载轴销 3 每脱开时进行计数并累加， 这样加载、 卸载反复使密封片 14 在高温 及5mm弯曲疲劳下工作， 每1000次捡查焊缝情况并作记录直到工作次数达到试验要求时取 下密封片 14 进行捡查。 0020 本发明应用于考核焊接后的密封片疲劳强度的可靠性试验 : 也可应用于航空发 动机或其它民用机械类似零件的常温、 高温强度试验。 0021 由于加力筒体密封片位于高温、 大气流环境中,对零。
17、件要求较高。 该零件薄而长, 每台需要多件按一定弧度排列 , 无论从材质、 工艺、 强度要求都非常高。因此 , 生产加工难 度都很大 , 一直靠进口。价格昂贵 , 还不能按时供货 , 经常影响发动机的正常交付。采用 自行研制的密封片试验器 , 按技术要求完成了试验考核工作 , 效果较好 , 为修复后的密封 片的工作可靠性提供重要数据 , 为国家节约了大量外汇。 附图说明 说 明 书 CN 102749254 A 4 3/4 页 5 0022 下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明 ： 0023 图 1 为用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器结构示意见图。 具体实施方式 002。
18、4 实施例 1 0025 一种用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器， 其构成如下 ： 温控装置 1、 支板 2、 传动轴 5、 凸轮 8、 齿轮 9、 电机 10、 上盖 11、 加热装置 15、 支撑轴 13 ； 其中 ： 温控装置 1、 电机 10、 上盖 11 都布置在支板 2 上， 电机 10 与凸轮 8 之间通过齿轮 9 连接， 0026 被实验的密封片 14 布置在上盖 11 下方 ； 上盖 11 远离密封片 14 的一侧布置有凸 轮 8， 用于对被实验的密封片 14 进行加热的加热装置 15 布置在所述用于发动机密封片加 温、 加载疲劳考核的试验器中相对于密封片 14 的。
19、远离上盖 11 的下部腔室中 ； 0027 传动轴 5 布置在所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中支板 2 的 上部， 凸轮 8 布置在传动轴 5 上 ； 0028 支撑轴 13 布置在被实验的密封片 14 下方远离上盖 11 的下方与被实验的密封片 14 接触对被实验的密封片 14 起支撑作用 ； 0029 温控装置 1 连接着加热装置 15。 0030 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中还设置有下述结构 ： 加载 销轴 3、 轴承 4、 大弹簧 6 ； 0031 凸轮 8 有两个且为同步凸轮都布置在传动轴 5 上， 凸轮 8 的下方布置有加载销轴 3 和大弹簧。
20、 6， 加载销轴 3 的下端接触被实验的密封片 14 的上表面， 周期旋转的凸轮 8 通过 加载销轴 3 对被实验的密封片 14 施加周期作用力并使被实验的密封片 14 做周期变形 ； 上 盖 11 上对应加载销轴 3 处设置有允许加载销轴 3 穿过的通孔， 上盖 11 上方的加载销轴 3 中间段布置有用于加载销轴3向上复位抬起的大弹簧6， 加载销轴3上端设置有防止大弹簧 6 脱出的阻挡结构 ； 0032 用于支撑传动轴 5 的轴承 4 设置在传动轴 5 和支板 2 之间。 0033 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中， 传动轴 5 上还设置有用 于计算传动轴旋转周数的计数拨叉。
21、 7 ； 0034 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器中相对于密封片 14 的远离 上盖 11 的下部腔室中还设置有测温电阻 16， 其与温控装置 1 相连接 ； 0035 远离被实验的密封片 14 的上盖 11 上部固定设置有把手 12。 0036 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器还有下述要求 ： 试验器内保 持高温 500、 被实验的密封片 14 两端往复振荡弯曲最大变形量为 5mm。 0037 由于没有现成的设备 , 没有参考资料 , 无法完成试验考核项目。方案设计、 制定 过程中需克服的困难 : 试验用电机功率的选择、 齿轮各参数的计算 ; 试验器要保证恒。
22、温 500 , 试验器保温效果要好 , 温控装置需自动进行温度调整 ; 加载过程中的凸轮滚压高 度要经过精确计算和调试才能保证， 弹簧回弹效果要好， 凸轮抬起后弹簧应使大轴销脱离 密封片。经试验 , 试验器完全符合技术要求。 0038 所述用于发动机密封片加温、 加载疲劳考核的试验器的具体工作原理简介如下 ： 首先将被实验的密封片 14 安装在试验器内 , 由加温炉将试验器内腔温度加热到 500后 说 明 书 CN 102749254 A 5 4/4 页 6 (由热电偶测得)， 电机10带动齿轮9具体可以为齿轮组用于传动再由齿轮9带动传动轴5 及凸轮 8 转动， 当凸轮 8 的凸面旋转到下方时。
23、将带有大弹簧 6 的加载轴销 3 压向密封片 14 两端， 密封片 14 受弯曲力的作用， 按要求两端向下弯曲 5mm ； 当凸轮 8 凸面旋转到上方时， 带有大弹簧 6 的加载轴销 3 由大弹簧 6 弹回， 使密封片 14 两端不再受力， 恢复原状态 , 计 数拨叉 7 在加载轴销 3 每脱开时进行计数并累加， 这样加载、 卸载反复使密封片 14 在高温 及5mm弯曲疲劳下工作， 每1000次捡查焊缝情况并作记录直到工作次数达到试验要求时取 下密封片 14 进行捡查。 0039 本实施例应用于考核焊接后的密封片疲劳强度的可靠性试验 : 也可应用于航空 发动机或其它民用机械类似零件的常温、 高温强度试验。 0040 由于加力筒体密封片位于高温、 大气流环境中,对零件要求较高。 该零件薄而长, 每台需要多件按一定弧度排列 , 无论从材质、 工艺、 强度要求都非常高。因此 , 生产加工难 度都很大 , 一直靠进口。价格昂贵 , 还不能按时供货 , 经常影响发动机的正常交付。采用 自行研制的密封片试验器 , 按技术要求完成了试验考核工作 , 效果较好 , 为修复后的密封 片的工作可靠性提供重要数据 , 为国家节约了大量外汇。 说 明 书 CN 102749254 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102749254 A 7 。