CN104912603A - 组合式叶根 - Google Patents

Abstract

本发明涉及叶片或悬臂类转动结构的减振技术领域，提供了一种组合式叶根。该组合式叶根包括固定块和活动块，所述固定块的顶部用于与叶片连接，下部设有第一安装部和开设在所述第一安装部上的插槽；所述活动块的下部设有第二安装部，所述活动块活动插设于所述插槽，并与所述插槽的内壁之间留有间隙；所述第一安装部和第二安装部均用于与轮盘连接。当叶片将振动传递给叶根本体和固定块时，由于固定块与活动块间具有间隙，通过活动块与固定块之间的摩擦而吸收振动能量，活动块与固定块之间不发生谐振，避免了叶片产生过大的振幅。

Description

组合式叶根

技术领域

本发明涉及叶片或悬臂类转动结构的减振技术领域，特别提供一种组合式叶根。

背景技术

旋转机械叶片的损坏事故(裂纹、折断)，绝大部分是由于振动引起的。转子叶片受有强大的离心力载荷，再加上气流激振力引起的交变载荷，工作一定时间后，容易引起振动疲劳，产生疲劳裂纹。

振动频率是叶片设计的重要参数，通常要求叶片固有频率和工作转速的整数倍有一定的避开率，来避免共振。相关整数倍的选取与叶片相邻结构的数目、进气流道的不匀、气缸结构形式等因素有关。

为了确保安全性，根据频率的计算和测量，预估和判断振动的情况。然而受叶片温度场、叶根与轮盘的装配间隙、材料特性分散性、加工误差等因素影响，理论计算很难准确的计算出叶片的实际频率。而待试验件加工出来做试验监测叶片频率，一旦发现叶片不能满足频率避开率需求，为了不影响气动性能，基本不会调整叶片厚度，同时修改动叶前、后级静叶数也不太实现。最佳可行的方法是改变叶片自身的频率，即需要设计一种频率可调整的叶片，可方便调开叶片自振频率，使其运行时避免共振。

叶冠长叶片常通过设置减振凸台，利用围带(叶冠)、拉筋等增大阻尼，改变围带和拉筋尺寸来调整频率。然而对于不带冠叶片而言，除了改变叶片厚度及叶片整体材料外，可用的调节振动频率手段少之又少。而更改材料还需对整个叶片重新加工制造。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种组合式叶根及叶片，在不影响气动性能的前提下，快速实现其自身频率及振动阻尼的调整。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供了一种组合式叶根，其特征在于，包括：

固定块，所述固定块的顶部用于与叶片连接，下部设有第一安装部和开设在所述第一安装部上的插槽；和

活动块，所述活动块的下部设有第二安装部，所述活动块活动插设于所述插槽，并与所述插槽的内壁之间留有间隙；

所述第一安装部和第二安装部均用于与轮盘连接。

优选的，所述插槽的内壁开设有卡槽；所述活动块的外壁上设有卡接部，所述卡接部与所述卡槽卡接配合。

优选的，所述第二安装部的外壁上设有内凹状的堑面，所述堑面内填设有减振材料。

优选的，所述减振材料为阻尼胶。

优选的，所述插槽和活动块均自上而下呈渐收式结构。

优选的，所述插槽和活动块为燕尾形。

优选的，所述固定块和/或所述活动块上沿轴向开设有填料槽，所述填料槽内填充有阻尼材料。

优选的，所述活动块的材质与所述固定块的材质不同。

优选的，所述第二安装部的外壁上设有耐磨层。

优选的，所述耐磨层为喷丸层。

(三)有益效果

本发明提供了一种组合式叶根，包括固定块和活动块，固定块的顶部用于连接叶片，下部用于与轮盘连接，固定块的下部还设有插槽，活动块活动插设于该插槽，并且活动块与插槽之间具有间隙。当叶片将振动传递给叶根本体和固定块时，由于固定块与活动块间具有间隙，从而通过活动块与固定块之间的摩擦而吸收振动能量，活动块与固定块之间不发生谐振，从而避免了叶片产生过大的振幅。本发明增加了叶片设计制造的灵活性。无需重新设计叶型或改变临近结构形式，可通过调整活动块材料、活动块与固定块的配合形式、活动块的阻尼胶厚度快速便捷地实现叶片自振频率的调整，降低了叶片设计的难度，提高了叶片振动的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例一的叶片和固定块的示意图；

图2是本发明实施例一的活动块的示意图；

图3是本发明实施例一的一种组合式叶根及叶片的示意图；

图4是本发明实施例二的叶片和固定块的示意图；

图5是本发明实施例二的活动块的示意图；

图6是本发明实施例二的一种组合式叶根及叶片的示意图；

图7是本发明实施例三的叶片和固定块的示意图；

图8是本发明实施例三的活动块的示意图；

图9是本发明实施例三的一种组合式叶根及叶片的示意图。

附图标记：

1、叶片；2、插槽；3、活动块；4、固定块；21、第一工作面；22、第二工作面；23、卡接部；24、卡槽；25、减振材料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“纵向”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

结合图1至图3所示，本发明实施例一提供的一种组合式叶根，包括固定块4和活动块3，固定块4的顶部用于固定叶身；所述固定块4的下部具有向两径向侧凸起的第一安装部和开设在所述第一安装部上的插槽2，所述第一安装部用于通过其两径向侧的第一工作面21与轮盘卡接；所述活动块3活动插设于所述插槽2，活动块3可以为不同弹性模量的多种，根据降频或升频需求选用适当弹性模量的活动块3；所述固定块4的轴向两侧与插槽2的内壁之间具有间隙，所述活动块3的下部具有向两径向侧凸起的第二安装部，所述第二安装部用于通过其两径向侧的第二工作面22与所述轮盘卡接，其中，第二工作面22与第一工作面21的法向平齐。

当叶片1将振动传递给固定块4时，由于活动块3与固定块4并非一体式结构，且固定块4与活动块3间具有间隙，从而通过活动块3与固定块4之间的摩擦而吸收振动能量，使活动块3不与固定块4同频率振动，即活动块3与固定块4之间不发生谐振，从而避免了叶片1产生过大的振幅。

活动块3与固定块4之间可仅通过与轮盘的连接实现径向相对限位，但优选在插槽2的上部均开设有卡槽24，在所述活动块3的轴向两侧均设置外凸的卡接部23，所述卡接部23与所述卡槽24卡接配合，从而实现活动块3与固定块4在纵向上的相对限位。由此，在安装时，可先将活动块3安装到插槽2中，而后再与轮盘连接，因此方便了安装。

通过试验或计算确定与叶身材料相同的非组合式叶片1的频率，并记录该值；根据激振源频率的大小，加工不同材料(弹性模量或密度不同)的活动块3与固定块4配合。活动块3材料的选择方法：为了提高叶片1的频率，可使活动块3选用弹性模量较大或密度较小的材料；反之，为了降低叶片1的频率，可使活动块3选用弹性模量较小或密度较大的材料。

其中，所述活动块3的材质与所述固定块4的材质不同，不同材质的活动块3与固定块4本身即具有不同的振动频率特性，以此可提升吸收振动频率的效果。

其中，活动块3因振动会轴向错动，从而与轮盘之间产生较频繁的摩擦，故可在第二工作面22设置耐磨层，以减小磨损，所述耐磨层优选为通过喷丸处理所形成的喷丸层；当然，在固定块4的第一工作面21上也可设置耐磨层。

实施例二

结合图4至图6所示，本实施例二提供的一种组合式叶根，与实施例一的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：

在所述第二工作面22上设有较第一工作面21内凹的堑面，所述堑面内填设有减振材料25，该减振材料25可以是阻尼胶，该减振材料25也可在一定程度上吸收振动能量，进一步实现振动频率的调节。

实施例三

结合图7至图9所示，本实施例三提供的一种组合式叶根，与实施例二的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：

插槽2相对的两侧以及所述活动块3的轴向两侧自上而下均呈渐收式结构，即固定块4相对的两侧以及所述活动块3的轴向两侧均呈倒置的燕尾状，活动块3通过其轴向两侧自上而下的渐收式结构安装于同样自上而下整体形成呈倒梯形结构的插槽2中，通过更换具有不同相对位置高度的第二安装部的活动块3，调节活动块3在插槽2中的高度，进而实现活动块3的两侧与固定块4之间间隙的调节，由此实现振动频率的调节。

另外，还可在所述固定块4和/或活动块3上沿轴向开设填料槽，所述填料槽内填充有阻尼材料，进一步起到调节振动频率的作用。

本发明的组合式叶根结构，通过活动块3与固定块4配合的设计，可方便地调整阻尼、接触刚度及质量分布，同时活动块3之间的摩擦可吸收振动能量，能快速实现叶片1调频，增加了叶片1的振动安全性，降低了设计风险，不需要反复设计叶片1外形及厚度，提高了设计效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合式叶根，其特征在于，包括：

固定块(2)，所述固定块(2)的顶部用于与叶片(1)连接，下部设有第一安装部和开设在所述第一安装部上的插槽(2)；和

活动块(4)，所述活动块(4)的下部设有第二安装部，所述活动块(4)活动插设于所述插槽(2)，并与所述插槽(2)的内壁之间留有间隙；

所述第一安装部和第二安装部均用于与轮盘连接。

2.根据权利要求1所述的组合式叶根，其特征在于，所述插槽(2)的内壁开设有卡槽(24)；所述活动块(3)的外壁上设有卡接部(23)，所述卡接部(23)与所述卡槽(24)卡接配合。

3.根据权利要求2所述的组合式叶根，其特征在于，所述第二安装部的外壁上设有内凹状的堑面，所述堑面内填设有减振材料(25)。

4.根据权利要求3所述的组合式叶根，其特征在于，所述减振材料(25)为阻尼胶。

5.根据权利要求1所述的组合式叶根，其特征在于，所述插槽(2)和活动块(4)均自上而下均呈渐收式结构。

6.根据权利要求5所述的组合式叶根，其特征在于，所述插槽(2)和活动块(4)为燕尾形结构。

7.根据权利要求5所述的组合式叶根，其特征在于，所述固定块(4)和/或所述活动块(3)上沿轴向开设有填料槽，所述填料槽内填充有阻尼材料。

8.根据权利要求1至7任一项所述的组合式叶根，其特征在于，所述活动块(3)的材质与所述固定块(4)的材质不同。

9.根据权利要求1至7任一项所述的组合式叶根，其特征在于，所述第二安装部的外壁上设有耐磨层。

10.根据权利要求9所述的组合式叶根，其特征在于，所述耐磨层为喷丸层。