一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置及其測量方法
【專利摘要】本發明涉及一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置，包括底座、X向移動機構、葉片定位機構、Y向移動機構、升降機構和旋轉機構，所述X向移動機構包括X向導軌和X向滑板；所述葉片定位機構包括沿X向滑板長度方向設置的第一仿形夾具、第一壓緊螺釘、第二仿形夾具和第二壓緊螺釘；所述Y向移動機構包括Y向導軌和Y向滑板；所述升降機構包括導桿、滑座、上蓋和螺桿；所述旋轉機構包括表桿和捏手；本發明還公開了利用燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置的測量方法。本發明的優點在于：操作簡單、高效、可實時對比，對比測量數據即可完成修理葉片的型面尺寸測量。
【專利說明】
一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置及其測量方法
技術領域
[0001]本發明涉及航空發動機維修技術領域，特別是一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置及其測量方法。
【背景技術】
[0002]渦輪導向葉片是燃氣渦輪發動機最關鍵的核心部件之一，其主要功能是將高溫高壓燃氣整流按所需的分配方式和方向流向渦輪轉子葉片，使渦輪軸轉動帶動壓氣機做功。渦輪導向葉片緊接燃燒室出口，其工作溫度高、溫差大，作用有熱應力、熱沖擊和振動負荷，失效模式包括熱機械裂紋、掉塊、高溫氧化、熱腐蝕等，故障率高，修理價值大。
[0003]渦輪導向葉片是發動機的喉部，其面積大小和型面特征直接影響發動機流量、推力等性能指標。因此，葉片修復后需復原其功效性，即與原始制造商(OEM)部件具有同樣的功效性。型面幾何尺寸是葉片最基本的物理參數，也是修復后必須保證的技術條件之一。現有航空發動機渦輪導向葉片修理過程中一般采用靠模的方式檢查葉片型面，即根據標準葉片選取多個特征位置制作靠模，修理葉片時采用透光檢查進行邊打磨邊靠模檢查的方式。但是采用靠模的檢測方式要求模具薄，數量多，還需要葉片開敞性好。對于雙聯葉片、三聯葉片特別是尺寸小、型面為三維復雜曲面的葉片如航空發動機輔助動力裝置(APU)渦輪導向葉片等(雙聯葉片尺寸僅約為50mm X 30mm X 30mm)，采用靠模檢測不但不易操作，而且質量不容易保證，效率低。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供了一種操作簡單、高效、可實時對比的燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置及其測量方法。
[0005]本發明的目的通過以下技術方案來實現:一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置，包括底座、X向移動機構、葉片定位機構、Y向移動機構、升降機構和旋轉機構，所述X向移動機構包括X向導軌和X向滑板，兩根X向導軌相互平行地固定在底座上方一側，X向滑板滑動配合安裝在兩根X向導軌之間;所述葉片定位機構包括沿X向滑板長度方向設置的第一仿形夾具、第一壓緊螺釘、第二仿形夾具和第二壓緊螺釘，第一仿形夾具和第一壓緊螺釘能夠對標準葉片進行定位，第二仿形夾具和第二壓緊螺釘能夠對修理葉片進行定位;所述Y向移動機構包括Y向導軌和Y向滑板，兩個Y向導軌相互平行地固定在底座上方另一側，Y向滑板滑動配合安裝在兩根Y向導軌之間;所述升降機構包括導桿、滑座、上蓋和螺桿，兩根導桿的下端固定在Y向滑板上，兩根導桿相互平行，滑座滑動配合安裝在兩根導桿之間，上蓋固定在兩根導桿的上端，螺桿的中部設有外螺紋，螺桿通過螺紋與上蓋配合連接，螺桿的下端配合安裝在滑座的上部，上端固定有把手，滑座的側壁上還安裝有Z向鎖緊螺釘，Z向鎖緊螺釘的前端能夠壓緊在導軌的側壁上，并鎖緊導軌與滑座之間的相對位置;所述旋轉機構包括表桿和捏手，表桿配合安裝在滑座內，捏手固定在表桿的一端，表桿的另一端還分別安裝有第一百分表和第二百分表，第一百分表位于第一仿形夾具的上方，第二百分表位于第二仿形夾具的上方。
[0006]所述的X向導軌的一側還安裝有X向鎖緊螺釘，X向鎖緊螺釘的前端能夠壓緊在X向滑板的側壁上，并鎖緊X向滑板與X向導軌之間的相對位置。
[0007]所述的Y向導軌的側壁上還安裝有Y向鎖緊螺釘，Y向鎖緊螺釘的前端能夠壓緊在Y向滑板的側壁上，并鎖緊Y向滑板與Y向導軌之間的相對位置。
[0008]基于所述的一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置的測量方法，包括以下步驟:
51、將標準葉片和修理葉片分別放入第一仿形夾具和第二仿形夾具內，第一仿形夾具與標準葉片的緣板緊密貼合，并通過第一壓緊螺釘對標準葉片進行定位，第二仿形夾具與修理葉片的緣板緊密貼合，并通過第二壓緊螺釘對修理葉片進行定位；
52、調整X向滑板至合適位置，旋轉把手調節第一百分表的高度在第一仿形夾具的頂面，并進行校準，調節第二百分表的高度在第二仿形夾具的頂面，并進行校準，然后分別固定第一百分表和第二百分表；
53、通過旋轉表桿調節第一百分表和第二百分表的表頭的角度，分別將第一百分表和第二百分表的表頭輕輕接觸標準葉片和修理葉片的測量位置，旋轉捏手，鎖緊第一百分表和第二百分表的角度，分別擰緊X向鎖緊螺釘、Y向鎖緊螺釘和Z向鎖緊螺釘，此時第一百分表和第二百分表分別對應標準葉片和修理葉片的測量數據，記錄數據，完成測量；
54、旋松Z向鎖緊螺釘，旋轉把手，提高旋轉機構的高度至不影響葉片取出的位置，松開第一壓緊螺釘和第二壓緊螺釘，取出標準葉片和修理葉片。
[0009]本發明具有以下優點:
1、本發明利用導向葉片仿形夾具夾持葉片，可保證裝夾牢固，測量裝置結構簡單、便于型面測量。
[0010]2.本發明采用原位對比修理葉片和標準葉片型面的方式，在打磨修理時對葉片修理部位型面控制準確，操作簡便易行，同時配合百分表的使用，測量精度高，確保葉片修理質量。
[0011]3.本發明的葉片定位機構可沿X軸滑動、升降機構可沿Y軸滑動和Z軸升降、旋轉機構可繞表桿轉動，采用四軸聯動的方式，可以多方位調整測量頭的位置，實現對渦輪導向葉片型面進行全方位測量，操作簡單，成本低廉。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的正面結構示意圖；
圖2為圖1的左視結構不意圖；
圖3為圖1的俯視結構不意圖；
圖4為仿形夾具的結構示意圖；
圖中:1_底座，2-X向導軌，3-X向滑板，4-第一仿形夾具，5-第一壓緊螺釘，6-第二仿形夾具，7-第二壓緊螺釘，8-X向鎖緊螺釘，9-Z向鎖緊螺釘，1-Y向導軌，Il-Y向滑板，12-Y向鎖緊螺釘，13-導桿，14-滑座，15-上蓋，16-把手，17-螺桿，18-表桿，19-捏手，20-第一百分表，21-第二百分表。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明做進一步的描述，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。
[0014]如圖1至圖4所示，一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置，包括底座1、X向移動機構、葉片定位機構、Y向移動機構、升降機構和旋轉機構，所述X向移動機構包括X向導軌2和X向滑板3，兩根X向導軌2相互平行地固定在底座I上方一側，X向滑板3滑動配合安裝在兩根X向導軌2之間;所述葉片定位機構包括沿X向滑板3長度方向設置的第一仿形夾具
4、第一壓緊螺釘5、第二仿形夾具6和第二壓緊螺釘7，第一仿形夾具4和第一壓緊螺釘5能夠對標準葉片進行定位，第二仿形夾具6和第二壓緊螺釘7能夠對修理葉片進行定位;所述Y向移動機構包括Y向導軌10和Y向滑板11，兩個Y向導軌10相互平行地固定在底座I上方另一側，Y向滑板11滑動配合安裝在兩根Y向導軌10之間；所述升降機構包括導桿13、滑座14、上蓋15和螺桿17，兩根導桿13的下端固定在Y向滑板11上，兩根導桿13相互平行，滑座14滑動配合安裝在兩根導桿13之間，上蓋15固定在兩根導桿13的上端，螺桿17的中部設有外螺紋，螺桿17通過螺紋與上蓋15配合連接，螺桿17的下端配合安裝在滑座14的上部，上端固定有把手16，滑座14的側壁上還安裝有Z向鎖緊螺釘9，Z向鎖緊螺釘9的前端能夠壓緊在導軌13的側壁上，并鎖緊導軌13與滑座14之間的相對位置;所述旋轉機構包括表桿18和捏手19，表桿18配合安裝在滑座14內，捏手19固定在表桿18的一端，表桿18的另一端還分別安裝有第一百分表20和第二百分表21，第一百分表20位于第一仿形夾具4的上方，第二百分表21位于第二仿形夾具6的上方。
[0015]如圖1、圖2和圖3所示，所述的X向導軌2的一側還安裝有X向鎖緊螺釘8，X向鎖緊螺釘8的前端能夠壓緊在X向滑板3的側壁上，并鎖緊X向滑板3與X向導軌2之間的相對位置;所述的Y向導軌10的側壁上還安裝有Y向鎖緊螺釘12，Y向鎖緊螺釘8的前端能夠壓緊在Y向滑板11的側壁上，并鎖緊Y向滑板11與Y向導軌10之間的相對位置。
[0016]基于所述的一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置的測量方法，包括以下步驟:
51、將標準葉片和修理葉片分別放入第一仿形夾具4和第二仿形夾具6內，第一仿形夾具4與標準葉片的緣板緊密貼合，并通過第一壓緊螺釘5對標準葉片進行定位，第二仿形夾具6與修理葉片的緣板緊密貼合，并通過第二壓緊螺釘7對修理葉片進行定位；
52、調整X向滑板3至合適位置，旋轉把手6調節第一百分表20的高度在第一仿形夾具4的頂面，并進行校準，調節第二百分表21的高度在第二仿形夾具6的頂面，并進行校準，然后分別固定第一百分表20和第二百分表21 ；
53、通過旋轉表桿18調節第一百分表20和第二百分表21的表頭的角度，分別將第一百分表20和第二百分表21的表頭輕輕接觸標準葉片和修理葉片的測量位置，旋轉捏手19，鎖緊第一百分表20和第二百分表21的角度，分別擰緊X向鎖緊螺釘8、Υ向鎖緊螺釘12和Z向鎖緊螺釘9，此時第一百分表20和第二百分表21分別對應標準葉片和修理葉片的測量數據，記錄數據，完成測量；
54、旋松Z向鎖緊螺釘9，旋轉把手16，提高旋轉機構的高度至不影響葉片取出的位置，松開第一壓緊螺釘5和第二壓緊螺釘7，取出標準葉片和修理葉片。
【主權項】
1.一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置，其特征在于:包括底座(l)、x向移動機構、葉片定位機構、Y向移動機構、升降機構和旋轉機構， 所述X向移動機構包括X向導軌(2)和X向滑板(3)，兩根X向導軌(2)相互平行地固定在底座(I)上方一側，X向滑板(3)滑動配合安裝在兩根X向導軌(2)之間； 所述葉片定位機構包括沿X向滑板(3)長度方向設置的第一仿形夾具(4)、第一壓緊螺釘(5)、第二仿形夾具(6)和第二壓緊螺釘(7)，第一仿形夾具(4)和第一壓緊螺釘(5)能夠對標準葉片進行定位，第二仿形夾具(6)和第二壓緊螺釘(7)能夠對修理葉片進行定位； 所述Y向移動機構包括Y向導軌(10)和Y向滑板(11)，兩個Y向導軌(10)相互平行地固定在底座(I)上方另一側，Y向滑板(11)滑動配合安裝在兩根Y向導軌(10)之間； 所述升降機構包括導桿(13)、滑座(14)、上蓋(15)和螺桿(17)，兩根導桿(13)的下端固定在Y向滑板(11)上，兩根導桿(13)相互平行，滑座(14)滑動配合安裝在兩根導桿(13)之間，上蓋(15)固定在兩根導桿(13)的上端，螺桿(17)的中部設有外螺紋，螺桿(17)通過螺紋與上蓋(15)配合連接，螺桿(17)的下端配合安裝在滑座(14)的上部，上端固定有把手(16)，滑座(14)的側壁上還安裝有Z向鎖緊螺釘(9)，Z向鎖緊螺釘(9)的前端能夠壓緊在導軌(13)的側壁上，并鎖緊導軌(13)與滑座(14)之間的相對位置； 所述旋轉機構包括表桿(18)和捏手(19)，表桿(18)配合安裝在滑座(14)內，捏手(19)固定在表桿(18)的一端，表桿(I 8)的另一端還分別安裝有第一百分表(20)和第二百分表(21)，第一百分表(20)位于第一仿形夾具(4)的上方，第二百分表(21)位于第二仿形夾具(6)的上方。2.根據權利要求1所述的一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置，其特征在于:所述的X向導軌(2)的一側還安裝有X向鎖緊螺釘(8)，X向鎖緊螺釘(8)的前端能夠壓緊在X向滑板(3)的側壁上，并鎖緊X向滑板(3)與X向導軌(2)之間的相對位置。3.根據權利要求1所述的一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置，其特征在于:所述的Y向導軌(10)的側壁上還安裝有Y向鎖緊螺釘(12)，Y向鎖緊螺釘(8)的前端能夠壓緊在Y向滑板(11)的側壁上，并鎖緊Y向滑板(11)與Y向導軌(10)之間的相對位置。4.基于權利要求1?3任意一項所述的一種燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片型面測量裝置的測量方法，其特征在于:包括以下步驟: S1、將標準葉片和修理葉片分別放入第一仿形夾具(4)和第二仿形夾具(6)內，第一仿形夾具(4)與標準葉片的緣板緊密貼合，并通過第一壓緊螺釘(5)對標準葉片進行定位，第二仿形夾具(6)與修理葉片的緣板緊密貼合，并通過第二壓緊螺釘(7)對修理葉片進行定位； S2、調整X向滑板(3)至合適位置，旋轉把手(6)調節第一百分表(20)的高度在第一仿形夾具(4)的頂面，并進行校準，調節第二百分表(21)的高度在第二仿形夾具(6)的頂面，并進行校準，然后分別固定第一百分表(20)和第二百分表(21); S3、通過旋轉表桿(18)調節第一百分表(20 )和第二百分表(21)的表頭的角度，分別將第一百分表(20)和第二百分表(21)的表頭輕輕接觸標準葉片和修理葉片的測量位置，旋轉捏手(19)，鎖緊第一百分表(20)和第二百分表(21)的角度，分別擰緊X向鎖緊螺釘(8)、Υ向鎖緊螺釘(12)和Z向鎖緊螺釘(9)，此時第一百分表(20)和第二百分表(21)分別對應標準葉片和修理葉片的測量數據，記錄數據，完成測量； S4、旋松Z向鎖緊螺釘(9)，旋轉把手(16)，提高旋轉機構的高度至不影響葉片取出的位置，松開第一壓緊螺釘(5)和第二壓緊螺釘(7)，取出標準葉片和修理葉片。
【文檔編號】G01B5/00GK106091895SQ201610627423
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月3日 公開號201610627423.5, CN 106091895 A, CN 106091895A, CN 201610627423, CN-A-106091895, CN106091895 A, CN106091895A, CN201610627423, CN201610627423.5
【發明人】何黎明, 謝長城, 任天明, 楊林, 郭雙全
【申請人】中國人民解放軍第五七一九工廠