CN102809365A

CN102809365A - 叶片型面测量装置

Info

Publication number: CN102809365A
Application number: CN2012102909819A
Authority: CN
Inventors: 朴明波; 谢苗; 陈洪月; 毛君
Original assignee: Liaoning Technical University
Current assignee: Liaoning Technical University
Priority date: 2012-08-16
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2012-12-05

Abstract

本发明提供了一种叶片型面测量装置，所要解决的问题是叶片型面较为复杂，尤其是飞机发动机叶片较多，且其形状带有一定的弧度，为检测其是否达到使用标准带来一定困难，在数量较多、批量较大的时候，效率低、成本高；本发明的技术要点是在机架内设置x轴方向模组、y轴方向模组，叶片固定装置固定在y轴方向模组上，机架上板与其下板的外壁上固定有两个设置在对称位置的检测模块；本发明的优点是特别适合检测产品数量较多、批量较大的航空发动机叶片型面，降低了测量误差，节约了大量人力物力。

Description

叶片型面测量装置

技术领域：

本发明涉及叶片型面的检测技术，主要是对航空发动机叶片的坯料、半成品和成品叶片的型面检测。

背景技术

对于叶片型面而言，其主要参数指标为叶片厚度、叶片弧度。尤其是对航空发动机的叶片而言，这两个参数指标至关重要。而随着社会的发展，科学技术的不断进步，飞机已经成为人类活动中必不可少的交通运输工具。由于飞机的特殊性，对其整体外形及其内部结构形状的要求比较苛刻，尤其是飞机的动力中发动机的叶片形状。为了更好的为飞机提供动力，飞机发动机叶片形状的规格也需要严格的标准。

由于飞机发动机叶片较多，且其形状带有一定的弧度，为检测其是否达到使用标准带来一定困难，尤其是在数量较多、批量较大的时候，如果是人力手工测量难免会出现误差，并且工作效率较低；而使用高精度测量装置，又会因为叶片的特殊性，分别测量厚度与其弧度会使生产成本大大增加。所以在产品数量较多，批量较大时使用成品航空发动机叶片的航空发动机叶片型面自动检测装置是非常必要的。

发明内容

本发明提供一种用于叶片、特别是高精度叶片，如航空发动机叶片的叶片型面测量装置。

本发明的目的是这样实现的：包括机架，其特征是：机架包括在y轴方向上呈矩形结构的机架内由下到上设置x轴方向模组、y轴方向模组，叶片固定装置固定在y轴方向模组上，机架上板与其下板的外壁上固定有两个设置在对称位置的检测模块；x轴方向模组由槽形x模组外壳、在设置外壳一端的x方向电机、连接x方向电机与x方向丝杠的x方向联轴器、控制x方向滑块的x方向丝杠和x方向滑块组成，x方向电机设置在x模组外壳的一端，x方向电机通过x方向联轴器与x方向丝杠连接，在x方向丝杠上安装带有丝杠配合孔的x方向滑块，且x方向滑块安装在槽形x模组外壳内；y轴方向模组由槽形y模组外壳、在设置外壳一端的y方向电机、连接y方向电机与y方向丝杠的y方向联轴器、控制y方向滑块的y方向丝杠和y方向滑块组成,y方向电机设置在y模组外壳的一端，y方向电机通过y方向联轴器与x方向丝杠连接，在y方向丝杠上安装带有丝杠配合孔的y方向滑块，且y方向滑块安装在槽形y模组外壳内；叶片固定装置由带定位槽的叶片固定板、叶片压紧板、压紧螺钉组成，叶片固定板的一端通过螺栓紧固在y轴滑块上，其另一端上表面固定有带压紧螺钉孔的叶片压紧板，压紧螺钉旋入叶片压紧板的压紧螺钉孔内；

上述检测模块分别是上板模块与下板模块，上板模块由上板检测模块外壳、带有转轴的上挡板、光电发射器和上数字千分表组成，上板检测模块外壳固定在上板外壁上并沿y轴方向伸出上板，光电发射器固定在上板检测模块外壳伸出部的一侧，带有转轴的上挡板固定在上板检测模块外壳伸出部的另一侧，上数字千分表固定在上板检测模块外壳伸出部的端部；下板模块由下板检测模块外壳、带有转轴的下挡板、光电接收器和下数字千分表组成，下板检测模块外壳固定在下板外壁上并沿y轴方向伸出下板，光电接收器固定在下板检测模块外壳伸出部的一侧，带有转轴的下挡板固定在下板检测模块外壳伸出部的另一侧，下数字千分表固定在下板检测模块外壳伸出部的端部，光电发射器与光电接收器设置在各自检测模块外壳的同侧。

为了方便测量在y轴方向上呈矩形结构的机架的两个侧板上固定有两个对称设置的支撑架。上板检测模块外壳和下板检测模块外壳均呈L形，两者竖直端沿y轴方向伸出机架，便于安装数字千分表和光电收发器，使上述两个机构的工作端能够垂直于叶片表面，提高检测精准度。

为防止被测发动机叶片变形，在叶片固定板的一端上表面有定位槽，定位槽呈凸字形；叶片凸形定位部分放入定位槽中，定位槽与凸字形叶片定位部分间隙配合。

本发明的优点是：特别适合检测数量较多、批量较大的航空发动机叶片型面，降低了测量误差，节约了大量人力物力，本发明还具有结构简单、操作简便，成本低廉等特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是x轴方向模组的结构示意图。

图3是y轴方向模组的结构示意图.

图4是上板模块的结构示意图。

图5是下板模块的结构示意图。

图6是叶片固定装置的结构示意图。

图7是叶片结构示意图。

图8是叶片固定板结构示意图。

图9是测量机构工作示意图。

图10是上千分表结构示意图。

图11是下千分表结构示意图。

图12是上挡板结构示意图。

图13是下挡板结构示意图。

图14是上检测装置外壳结构示意图。

图15是下检测装置外壳结构示意图。

图16是叶片测量行进路线图。

图17是确定叶片测量范围行进路线图。

图18是叶片端部测量阶梯行进路线图。

具体实施方式

参见图1~6，在y轴方向上呈矩形结构的机架1内由下到上设置x轴方向模组2、y轴方向模组3，叶片固定装置4固定在y轴方向模组上，机架上板11与其下板12的外壁上固定有两个设置在对称位置的检测模块5，在y轴方向上呈矩形结构的机架的两个侧板13固定有两个对称设置的支撑架14。

x轴方向模组由槽型x模组外壳21、在设置外壳一端的x方向电机22、连接x方向电机与x方向丝杠的x方向联轴器23、控制x方向滑块的x方向丝杠24和x方向滑块25组成，x方向电机设置在x模组外壳的一端，x方向电机通过x方向联轴器与x方向丝杠连接，在x方向丝杠上安装带有丝杠配合孔的x方向滑块，且x方向滑块安装在槽型x模组外壳内。

y轴方向模组由槽型y模组外壳31、在设置外壳一端的y方向电机32、连接y方向电机与y方向丝杠的y方向联轴器33、控制y方向滑块的y方向丝杠34和y方向滑块35组成,y方向电机设置在y模组外壳的一端，y方向电机通过x方向联轴器与y方向丝杠连接，在y方向丝杠上安装带有丝杠配合孔的y方向滑块，且y方向滑块安装在槽型y模组外壳内。x轴方向模组与y轴方向模组结构相同。

叶片固定装置由带定位槽44的叶片固定板41、叶片压紧板42、压紧螺钉43组成，叶片固定板的一端通过螺栓紧固在y轴滑块上，其另一端上表面固定有带压紧螺钉孔的叶片压紧板，压紧螺钉旋入叶片压紧板的压紧螺钉孔内，上述定位槽44设置在叶片固定板的一端上表面，定位槽呈凸字形；叶片凸形定位部分放入定位槽中，定位槽为叶片凸形定位部分定位，定位槽与凸字形叶片定位部分间隙配合。

上述检测模块分别是上板模块51与下板模块52，上板检测模块外壳511和下板检测模块外壳521均呈L形，两者竖直端沿y轴方向伸出机架。

上板模块由上板检测模块外壳511、带有转轴的上挡板512、光电发射器513和上数字千分表514组成，上板检测模块外壳固定在上板外壁上并沿y轴方向伸出上板，光电发射器固定在上板检测模块外壳伸出部的一侧，带有转轴的上挡板固定在上板检测模块外壳伸出部的另一侧，上数字千分表固定在上板检测模块外壳伸出部的端部。

下板模块由下板检测模块外壳521、带有转轴的下挡板522、光电接收器523和下数字千分表524组成，下板检测模块外壳固定在下板外壁上并沿y轴方向伸出下板，光电接收器固定在下板检测模块外壳伸出部的一侧，带有转轴的上挡板固定在下板检测模块外壳伸出部的另一侧，下数字千分表固定在下板检测模块外壳伸出部的端部。上板模块与下板模块结构相同，光电发射器与光电接收器设置在各自检测模块外壳的同一侧。

下面将结合附图对设备的运行进行进一步说明。参见图4、图7~8，首先将叶片定位部放在叶片固定板中的叶片定位槽中，然后转动压紧螺钉，使叶片压紧板压住待测叶片6的叶片定位部61，以此将叶片固定在叶片固定板上。

然后参见图9~13将上数字千分表的测量杆5141用手缩回，将上挡板转轴绕上挡板转轴转动90°，使上千分表的测量杆测头5142放入上挡板的凹槽5121中；将下数字千分表的测量杆5241用手缩回，将下挡板绕下挡板转轴转动90°，使下数字千分表的测量杆测头5242放入下挡板的凹槽5221中。

参见图16，叶片分两个部分：叶片固定部分61和叶片测量部分62，叶片固定部分呈凸字形。其中，凸字形叶片固定部分使叶片固定在叶片固定板上，而上下两个数字千分表则测量叶片测量部。

在测量半成品叶片时，即辊轧后的叶片，不需要测量整个叶片的型面，因为辊轧后的叶片大于实际需要的叶片，将辊轧后的叶片切割后并将进气边和排气边磨圆，所得到的才是实际需要的叶片。因此，在测量半成品叶片时，测量区域只是辊轧后叶片的一部分。

对于成品叶片而言，测量区域包括进气边圆弧和排气边圆弧的一部分。

在进行测量时，x方向滑块和y方向滑块的复合运动使上下两个数字千分表在叶片上按蛇形轨迹行进，从测量起始点71开始测量，沿测量行走线至测量结束点72结束测量。蛇形轨迹可以看出，叶片的测量区域是不规则的，但测量区域两侧是直线。

参见图17，由于叶片沿x方向的每个测量截面的宽度不同，同时叶片前沿不是直线，而是一条曲线，为保证测量时上下两个数字千分表的测量杆测头不会离开测量面，必须先确定测量行走线，即先确定每个测量截面的宽度，再确定叶片前沿距离叶片后沿的最近点。

需要先利用光电发射器和光电接收器在叶片上按蛇形轨迹行进，从定宽起始点73开始测量，沿测量行走线至定宽结束点74结束测量，以确定每个测量截面的x方向的宽度。参见图18，再利用光电发射器和光电接收器在叶片上按阶梯状定沿行走轨迹行进，从定沿起始点75开始测量，沿测量行走线至定沿结束点76结束测量，确定叶片前沿距离叶片后沿的最近点。

参见图16，在进行测量时，x方向滑块和y方向滑块的合复合运动使上下数字千分表的在叶片上走过的轨迹如图所示，从测量起始点开始测量，沿测量行走线至测量结束点结束测量。

Claims

1.一种叶片型面测量装置，它包括机架，其特征是：机架包括在y轴方向上呈矩形结构的机架内由下到上设置x轴方向模组、y轴方向模组，叶片固定装置固定在y轴方向模组上，机架上板与其下板的外壁上固定有两个设置在对称位置的检测模块；x轴方向模组由槽形x模组外壳、在设置外壳一端的x方向电机、连接x方向电机与x方向丝杠的x方向联轴器、控制x方向滑块的x方向丝杠和x方向滑块组成，x方向电机设置在x模组外壳的一端，x方向电机通过x方向联轴器与x方向丝杠连接，在x方向丝杠上安装带有丝杠配合孔的x方向滑块，且x方向滑块安装在槽形x模组外壳内；y轴方向模组由槽形y模组外壳、在设置外壳一端的y方向电机、连接y方向电机与y方向丝杠的y方向联轴器、控制y方向滑块的y方向丝杠和y方向滑块组成,y方向电机设置在y模组外壳的一端，y方向电机通过y方向联轴器与x方向丝杠连接，在y方向丝杠上安装带有丝杠配合孔的y方向滑块，且y方向滑块安装在槽形y模组外壳内；叶片固定装置由带定位槽的叶片固定板、叶片压紧板、压紧螺钉组成，叶片固定板的一端通过螺栓紧固在y轴滑块上，其另一端上表面固定有带压紧螺钉孔的叶片压紧板，压紧螺钉旋入叶片压紧板的压紧螺钉孔内；上述检测模块分别是上板模块与下板模块，上板模块由上板检测模块外壳、带有转轴的上挡板、光电发射器和上数字千分表组成，上板检测模块外壳固定在上板外壁上并沿y轴方向伸出上板，光电发射器固定在上板检测模块外壳伸出部的一侧，带有转轴的上挡板固定在上板检测模块外壳伸出部的另一侧，上数字千分表固定在上板检测模块外壳伸出部的端部；下板模块由下板检测模块外壳、带有转轴的下挡板、光电接收器和下数字千分表组成，下板检测模块外壳固定在下板外壁上并沿y轴方向伸出下板，光电接收器固定在下板检测模块外壳伸出部的一侧，带有转轴的下挡板固定在下板检测模块外壳伸出部的另一侧，下数字千分表固定在下板检测模块外壳伸出部的端部，光电发射器与光电接收器设置在各自检测模块外壳的同侧。

2.根据权利要求1所述的叶片型面测量装置，其特征是：在y轴方向上呈矩形结构的机架的两个侧板固定有两个对称设置的支撑架。

3.根据权利要求1所述的叶片型面测量装置，其特征是：上板检测模块外壳和下板检测模块外壳均呈L形，两者竖直端沿y轴方向伸出机架。

4.根据权利要求1所述的叶片型面测量装置，其特征是：在叶片固定板的一端上表面有定位槽，定位槽呈凸字形；叶片凸形定位部分放入定位槽中，定位槽与凸字形叶片定位部分间隙配合。