CN102459970B - 密封构件的非破坏性检测 - Google Patents

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Abstract

一种检查沿转子叶轮鼓轮表面延伸的环形密封刮油环的装置。该装置包括托架(11A)，该托架包括至少两个导轮(36)和带有探头(13)，该探头的位置是，当托架固定到位时，探头位置面对被检查刮油环的边缘并与探头一定距离。

Description

密封构件的非破坏性检测
技术领域
本发明涉及一种沿涡轮发动机叶轮鼓轮的表面延伸的环形密封刮油环(wiper)的非破坏性检查。具体来讲，本发明涉及通常在几个刮油环组内延伸的刮油环边缘的涡流检查，每组刮油环位于构成该鼓轮的轮盘之间。
背景技术
在飞机涡轮喷气发动机中，涡轮机(诸如压气机)带有安装成围绕其主轴转动的叶轮鼓轮。该鼓轮(通常称之为“片轴”)带有所有转子叶片。压气机的每个级都带有一圈活动叶片，这些叶片沿轮盘周缘有规律地隔开。装配在一起的轮盘构成了上述叶轮鼓轮。
在可移动叶片的各圈之间，布置了若干圈定子叶片。两个连续级之间的密封可以通过静止叶片所携带的一圈耐磨材料和固定到所述鼓轮上的刮油环之间的配合获得。刮油环构成了多种粗糙的环形肋骨。在两个连续级之间，通常由多个平行刮油环(一般是其中两到四个)提供密封。
为了限制刮油环随着时间出现的磨损，在其上通过等离子体方法沉积了一道很强的材料。这种等离子体沉积需要承受非破坏性检查，以便确认任何类型的裂纹。最常用的非破坏性检查手段包括涡流检查。这种检查到目前为止都是使用探头(高频线圈)来进行，其端部可沿被检查的刮油环边缘移动，与此同时保持与刮油环边缘的直接接触。
由于等离子体沉淀在刮油环上也具有一定的粗糙度，，这会导致探头迅速磨损。
为了解决这个问题，人们试图在刮油环和探头端部覆盖一道聚四氟乙烯膜来保护探头，以确保涡流检查的良好效果，并在探头相对于刮油环移动时实现低摩擦。这种解决方案要求准备时间很长，特别是在每个刮油环上沉积所述膜。这种作业需要几个小时，另外，还存在聚四氟乙烯膜的成本问题。
发明内容
本发明选择使用探头的无接触非破坏性检查来解决所有这些问题，而且，因此探头不会受到磨损，且无需使用任何聚四氟乙烯。
更确切地说，本发明提供了检查环形密封刮油环的装置，该刮油环构成了在叶轮鼓轮表面延伸的密封结构件的组成部分，所述装置的特征在于，其包括了带有至少两个间隔开的导轮的托架，所述导轮适于与至少一部分所述密封结构件接触，该密封结构件构成了一种环形导轨，而且，其中，所述托架带有至少一个探头，该探头所处的位置是，当所述导轮与所述环形导轨啮合时，探头的位置面向所述被检查刮油环的边缘，而且与该刮油环有一定距离。
使用刮油环作为托架运行的基准可以保证探头和检查部件之间的距离真正保持恒定，这是获得良好检查效果所必需的条件，尤其进行涡流检查时。
在上述说明中，上述密封结构件涉及至少一个刮油环，而且通常涉及两个相邻轮盘之间的一组刮油环，这些刮油环相互靠拢，且在所述鼓轮表面上轴向偏移。正是密封结构件的这种整体结构构成了所述的环形导轨。换言之，其中一个上述导轮可以具有V形截面槽，藉此其可与刮油环顶部进行啮合，或者其还可具有能在两个相邻刮油环之间啮合的凸形轮廓。
附图说明
下面仅通过示例并结合附图，介绍根据本发明原理实施的检查装置，可以更好地理解本发明，本发明的其它优点会更清楚地显现出来，附图如下：
图1为本发明的检查装置的整体示意图，示出了探头的程序控制的自动定位情况；
图2为带有这种手动检测探头的托架示意图；
图3为使用图2所示托架检查刮油环的示意图；
图4为沿图3的IV-IV线的剖面图；
图5为沿图3的V-V线的剖面图；以及
图6为类似于图5的剖面图，示出了托架的另一种形式，可以同时对某个密封结构件所有刮油环进行检查。
具体实施方式
图1所示的检查装置在自动方式时包括，带有至少一个涡流探头13的托架11，带有所述托架的机器人15，和安装成可围绕Y轴旋转的转盘17，该轴线在本示例中为垂直。机器人15带有伸缩臂19，而托架11就安装在该伸缩臂的端部。该伸缩臂19呈水平，本身可以垂直移动。机器人程序编排成可调整托架相对于转盘的位置，从而可检查位于转盘上鼓轮25的各种刮油环。
在所示示例中，这种鼓轮25位于转盘上，采取如下方式固定，即其主对称轴线与转盘17的垂直旋转轴线Y相重合。如图所示，叶轮鼓轮25置放在转盘上，其由彼此焊接在一起的相邻轮盘30组成。在两个连续的轮盘之间，鼓轮上装有由多个刮油环27组成的密封结构件26。每个刮油环呈粗糙肋骨形式。机器人15位于转盘附近，可以转动托架，使其面对每组刮油环27(如上所述，称之为密封结构件)。托架的相同高度的设定，使得其可对特定密封结构件26内所有刮油环27进行检查。还可以采用连续方式，如果托架上设置多个探头，也可采用同步方式。
特定密封结构件内的刮油环27是并排布置，彼此相隔的轴线距离很小，从而在彼此之间形成沟槽33。这样，刮油环，如同沟槽一样，可以作为托架11的导向基准。
图2到图5所示托架11更适合手动检查。这就是为什么杆19被手柄20取代的原因。不过，托架11A基本上类似于托架11。
更确切地说，托架11A带有至少两个彼此隔开的导轮35，适合于接触至少一部分通常起环形导轨作用的所述密封结构件26。在该示例中，两个导轮35位于相同平面上。在该示例中，导轮为带沟槽36的类型，且设计成可以接触刮油环的圆形边缘。探头13由带轴线X(其转弯处的轴线)的线圈构成，相对于检查部件呈大体垂直角度固定。该探头13(更具体地讲，该探头的一端)位于这样的位置，即当导轮35与所述圆形导轨啮合时，探头面向刮油环27的边缘，以便检查。在该示例中，被检查的刮油环是导轮35与之啮合的刮油环。为此，探头的轴线X和导轮35沟槽的底部大体上处在同一平面上。探头13位于两个导轮之间。图4示出了与刮油环27啮合对其进行导向的导轮35。图5示出了探头13(线圈)相对于被检查的刮油环27边缘的位置。当导轮35与刮油环27啮合时，可以看出，距刮油环最近的探头的端部并没有与其接触，而是固定在与所述被检查刮油环的边缘的较近的预定距离d处。在托架11A沿刮油环移动的整个过程中，该距离保持不变，该特性是取得良好检查所必需的条件之一。此外，值得关注的是，托架包括沿探头端部两侧延伸的侧面39，改侧面适于面向被检查的刮油环。在进行手动控制时，即，不使用机器人的时候，这些侧面很有用。它使得操作手能够在要检查的刮油环上啮合导轮，并围绕导轮来移动托架。在这些情况下，侧面39可以便于操作手检查探头相对于刮油环的定位。
此外，托架11A包括至少一个附加导轮41，该导轮所处的平面与含有另外两个导轮的平面相平行。该附加导轮适于与圆形导轨接触，例如，相邻刮油环27(或两个刮油环之间的沟槽33)。该附加导轮还有助于稳定探头相对于被检查刮油环的定位。
在图1所示的自动方式的实施例中，不需要使用侧面39和附加导轮41。
在图6所示另一个实施方式中，托架11B带有多个探头13，彼此隔开，使得一个密封结构件中的每个探头位置都面向对应的刮油环27边缘，并与刮油环相隔一定距离d。这就使得特定组内的所有刮油环可以同时被检查。
例如，在图1所示的自动方式中，机器人的程序编排成将托架11B移到对应于一组刮油环位置的高度，而且，如果托架带有数个对应于该组刮油环27数量的探头13时，且所述探头的间隔距离与刮油环相互隔开的距离相同时，那么，转盘17转动一圈，特定组内的所有刮油环(或特定密封结构件)都可同时得到检查。
根据被检查的刮油环的位置，刮油环可以设置为不同的间隔距离。探头在托架上的间距可以不同。在不同实施方式中，托架可以包括用来调整所述探头之间间距的装置。

Claims (9)

1.一种用于检查构成密封结构件(26)的组成部分的环形密封刮油环(27)的装置，该密封结构件(26)在叶轮鼓轮表面延伸，所述装置的特征在于，该装置包括带有至少两个间隔开的导轮(36)的托架(11,11A,11B)，该导轮适于接触至少一部分所述密封结构件(26)，该密封结构件构成了环形导轨；其中，所述托架带有至少一个探头(13)，该探头所处的位置是，当所述导轮与所述环形导轨啮合时，探头的位置面向被检查的所述刮油环的边缘，且与所述刮油环保持一定距离(d)；并且其中，至少一个导轮具有V型截面槽，以便与刮油环顶部啮合，或者具有凸形轮廓，以便接合在两个相邻刮油环之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该导轮(36)为沟槽形式，其中，所述探头(13)的轴线和所述导轮沟槽的底部呈大体共面，所述探头位于两个导轮之间。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述托架具有侧面(39)，该侧面沿探头的任一侧端部延伸，该探头适于面向被检查的刮油环。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述托架包括至少一个附加导轮(41)，该附加导轮所处的平面与包含另外两个导轮的平面相平行，且该附加导轮适于与所述环形导轨接触，以便稳定所述探头(13)相对于被检查的刮油环的定位。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述托架(11B)带有多个间隔开的探头(13)，间隔方式是这样的，即在检查过程中每个探头的位置都是面向相应的刮油环边缘并与该边缘保持一定距离。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述托架包括调整所述探头之间间距的装置。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括围绕旋转轴线转动并适合安装所述鼓轮的转盘(17)，所述鼓轮的位置是这样的，即其主对称轴线与该转盘的所述转动轴线(Y)重合。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括带有伸缩臂(19)的机器人(15)，其中，所述托架安装在所述伸缩臂的端部，将所述机器人编程为调整所述托架相对于转盘的位置，以便检查所述鼓轮的各个刮油环。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该探头或每个上述探头都是涡流探头。
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