CN105423859A - 一种控制机匣涂层均匀性的测量工装 - Google Patents

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王晓梅
冯硕
尚小丽
李丹
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Abstract

本发明涉及发动机静子机匣涂层领域,具体为一种控制机匣涂层均匀性的测量工装。该测量工装包括测量杆、定位环、测具,具体结构如下:测量杆的测量杆座上安装测量杆芯轴,测量杆芯轴上设置定位环;测具的测量支臂的一端套装于测量杆芯轴上,该端通过定位环的位置定位,测量支臂的另一端安装测量头;测具是承力和转动部件,作为实施涂层半径测量的基本限位装置。采用本发明可以减少和控制涂层内径偏心及局部薄厚不均现象,大大减少发动机修理装配次数,有效地克服发动机组件因反复装配测量所引起的时间、人力等资源浪费问题,缩短机件装配周期、降低单台发动机的修理工时费用,提高生产效率,满足发动机装配质量和使用要求。

Description

一种控制机匣涂层均匀性的测量工装
技术领域
本发明涉及发动机静子机匣涂层领域,具体为一种控制机匣涂层均匀性的测量工装。
背景技术
多年来,发动机静子机匣涂层内径的加工测量及涂层损伤修复过程主要是利用千分杆测量涂层内径,记录均布8点四个直径的实际值,通过计算实际尺寸大小的方法砂修保证,容易导致机匣涂层局部薄厚不均、出现机匣涂层内径偏心现象。发动机工作后出现转子叶片与局部涂层刮磨严重,甚至发生转子叶片打伤、断裂故障,严重影响发动机工作质量,存在极大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制机匣涂层均匀性的测量工装,使用新型半径测量技术,模拟测量出发动机工作状态下转静子间装配间隙及真实反映出涂层的刮磨现象,以达到减少和控制涂层内径偏心及局部薄厚不均现象,保证发动机装配精度。
本发明的技术方案是:
一种控制机匣涂层均匀性的测量工装,该测量工装包括测量杆、定位环、测具,具体结构如下:
测量杆的测量杆座上安装测量杆芯轴,测量杆芯轴上设置定位环;测具的测量支臂的一端套装于测量杆芯轴上,该端通过定位环的位置定位,测量支臂的另一端安装测量头;测具是承力和转动部件,作为实施涂层半径测量的基本限位装置。
所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,测量杆座的顶部设置定位台,测量杆座上设置法兰,测量杆座通过法兰安装于夹具底座,测量杆芯轴为中空的筒形,测量杆芯轴套装于定位台上。
所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,测量杆底部的测量杆座为5号莫氏锥度,测量杆芯轴装配到测量杆座上后组合加工。
所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,定位环内部的定位环衬套为开口环状,定位环衬套侧面通过定位环上的螺钉装配拧紧。
所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,定位环的主体采用45号钢,定位环衬套采用Cr5Mn。
所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,测量支臂为套筒和悬臂构成的一体结构,测量支臂通过套筒套装于测量杆芯轴,悬臂为中空结构,悬臂的一端设置安装孔,测量支臂通过安装孔安装测量头;测量支臂通过套筒绕测量杆芯轴旋转,带动测量头测量涂层半径。
所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,测量头包括定位杆、测量表、加长表杆、限位销、弹簧,定位杆为中空结构,定位杆的一端设置测量表,测量表的表杆伸至定位杆中,加长表杆穿设于定位杆中,加长表杆的一端与测量表的表杆相对应,加长表杆的另一端与测量涂层相对应;定位杆另一端设置安装槽,加长表杆的一部分位于所述定位杆另一端之外,该部分设有外缘凸台,弹簧套装于加长表杆上,弹簧两端分别与安装槽和外缘凸台顶触;加长表杆位于定位杆中的部分设有限位销。
所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,测具与测量杆的装配选取间隙0.05~0.08mm。
本发明的设计思想是:
发动机转静子间装配间隙变化直接影响到发动机工作性能的稳定,是保证发动机正常运转的重要条件。采用新型半径测量技术,有效地减少机匣涂层内径偏心及机匣内壁涂层局部薄厚不均现象,提高涂层修复效率,保证发动机装配精度。新型半径测量技术主要应用于航空发动机军机与民机类各型静子机匣类零组件的测量加工,可作为一种通用的检测技术方法加以推广。
采取静子涂层半径测量工艺,通过设计专用测量工装,模拟测量出发动机转子叶片叶尖工作状态下与机匣涂层的实际装配间隙大小及真实的刮磨状态,以达到减少并控制机匣涂层内径偏心及机匣涂层局部薄厚不均现象,提高涂层修复效率,保证发动机装配精度。此项测量技术可以解决多型号、小批量发动机静子机匣类零组件的测量加工精准性问题。
本发明的优点及有益效果是:
1、本发明可以有效地减少并控制了机匣涂层内径加工后偏心及机匣涂层局部薄厚不均现象,保证发动机装配精度且发动机修理质量稳定。
2、本发明可以有效地克服了发动机静子机匣组件反复装配所引起的时间,人力等资源浪费问题,缩短机件装配周转周期,提高生产效率。
3、本发明大大提升了发动机制造、修理水平,且通用性强,适用范围较广,便于推广。
4、本发明机匣涂层半径测量工装和方法通过在发动机低压压气机静子机匣组件上应用,经过适当改进与试验可在其它型号发动机机匣类零组件上进行推广应用,应用前景良好。
5、采用本发明机匣涂层半径测量工装和方法,大大减少发动机修理装配次数,有效地克服发动机组件因反复装配测量所引起的时间、人力等资源浪费问题,缩短机件装配周期、降低单台发动机的修理工时费用,提高生产效率,满足发动机装配质量和使用要求。
附图说明
图1为测量工装组装示意图。
图2为测量杆结构示意图。
图3(a)-图3(b)为定位环结构示意图。其中,图3(a)为主视图;图3(b)为俯视图。
图4(a)-图4(b)为测量支臂结构示意图。其中,图4(a)为主视图;图4(b)为俯视图。
图5为测具头结构示意图。
图中,1测量支臂;2定位环;3测量杆芯轴;4测量杆座;5测量头;6定位台;7螺钉;8定位环衬套;9套筒;10悬臂;11安装孔;12定位杆;13测量表;14加长表杆;15限位销;16弹簧;17法兰;18外缘凸台;19安装槽。
具体实施方式
如图1所示,涂层半径测量工装主要由测量杆(测量杆芯轴3、测量杆座4)、定位环2、测具(测量支臂1、测量头5)等多个独立的工装组成,具体结构如下:
测量杆的测量杆座4上安装测量杆芯轴3,测量杆芯轴3上设置定位环2;测具的测量支臂1的一端套装于测量杆芯轴3上,该端通过定位环2的位置定位,测量支臂1的另一端安装测量头5。测具是主要的承力和转动部件,是实施涂层半径测量的基本限位装置。
如图1、图2所示,测量杆座4的顶部设置定位台6,测量杆座4上设置法兰17,测量杆座4通过法兰17安装于夹具底座,测量杆芯轴3为中空的筒形,测量杆芯轴3套装于定位台6上。测量杆底部的测量杆座4设计为5号莫氏锥度,利于测量工装与夹具底座快速安装定位;测量杆芯轴3装配到测量杆座4上后需要组合加工,以保证测量杆定心功能的准确性、稳定性。
如图1、图3(a)-图3(b)所示,定位环2的主体采用45号钢,定位环2内部的定位环衬套8加工成开口环状,为了保证定位可靠及其具有良好的耐磨性,定位环衬套8选用Cr5Mn材料,定位环衬套8侧面通过定位环2上的螺钉7装配拧紧,保证测具固定牢靠。
如图1、图4(a)-图4(b)所示,测量支臂1为套筒9和悬臂10构成的一体结构,测量支臂1通过套筒9套装于测量杆芯轴3,悬臂10为中空结构,悬臂10的一端设置两个安装孔11,测量支臂1通过两个安装孔11分别安装测量头5(两件)。测量支臂1通过套筒9绕测量杆芯轴3旋转,进一步带动测量头5测量涂层半径。
如图1、图5所示,测量头5包括定位杆12、测量表13、加长表杆14、限位销15、弹簧16等,定位杆12为中空结构,定位杆12的一端设置测量表13,测量表13的表杆伸至定位杆12中,加长表杆14穿设于定位杆12中,加长表杆14的一端与测量表13的表杆相对应,加长表杆14的另一端与测量涂层相对应;定位杆12另一端设置安装槽19,加长表杆14的一部分位于所述定位杆12另一端之外,该部分设有外缘凸台18,弹簧16套装于加长表杆14上,弹簧16两端分别与安装槽19和外缘凸台18顶触;加长表杆14位于定位杆12中的部分设有限位销15,限位销15用于限定加长表杆14的位置。
如图1-图5所示,涂层半径测量工装关键点在测具的结构设计上,测具是由测量支臂(图4)和两个测量头(图5)组成,其具体结构特点在于:测具靠定位环2固定在测量杆上,测量工装装配过程中通过调整定位环2位置尺寸,确定测具的实际装配位置,以实现各级涂层的半径测量工作。因机匣涂层被测直径尺寸超过1000mm,考虑测具超长的悬臂结构及高的测量精度要求,设计测具支臂1时优先选择40Cr材质,防止和控制测具加工、使用过程中的变形问题。测具的悬臂10设计成空槽结构,最大限度地减少其实际重量,保证测量准确性,测具的悬臂10中空设计更有利于测量头5的安装及测量表13的识读。测具与测量杆的装配选取间隙0.05~0.08mm,在保证测具安装定心稳定条件下,利于测量杆的拆装及测量过程中测具的转动灵活性。
本发明保证涂层半径测量稳定实施的另一关键点在于,测量工装上测量头5的结构设计,它是保证测量数据准确的重要部件。表面上看它仅是一个传递测量数据的加长表杆,但限位销15、弹簧16的巧妙安装,即可保证测量表13的测量灵敏度,又能防止测量表13极易损坏事故的发生。加长表杆14与定位杆12的装配须选择过渡配合,有效地保证了加长表杆14在测量运动过程中的稳定性。随着测具工作中圆周转动,加长表杆14前后移动,完成机匣涂层测量工作,同时具有使测量头快速恢复到自由状态下的有利条件。
多年来,发动机机匣涂层损伤修复过程中涂层内径尺寸检测主要是利用千分杆直接测量,记录通过砂修方法排除损伤后的涂层内径均布8点四个实际值,并计算出涂层内径平均尺寸应符合技术要求。此种方法容易出现机匣涂层局部薄厚不均,导致发动机机匣内径偏心,在发动机工作过程中极易导致转子叶片与机匣内径涂层局部刮磨严重,甚至发生转子叶片打伤、断裂故障。本发明通过设计专用测量工装,实施涂层半径测量工艺方法,减少机匣涂层局部薄厚不均现象,提高涂层修复效率,保证发动机装配精度。此项技术可在各型发动机机匣涂层测量中得到广泛应用。既节约成本,也可保证发动机工作安全性、可靠性要求。

Claims (8)

1.一种控制机匣涂层均匀性的测量工装,其特征在于,该测量工装包括测量杆、定位环、测具,具体结构如下:
测量杆的测量杆座上安装测量杆芯轴,测量杆芯轴上设置定位环;测具的测量支臂的一端套装于测量杆芯轴上,该端通过定位环的位置定位,测量支臂的另一端安装测量头;测具是承力和转动部件,作为实施涂层半径测量的基本限位装置。
2.按照权利要求1所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,其特征在于,测量杆座的顶部设置定位台,测量杆座上设置法兰,测量杆座通过法兰安装于夹具底座,测量杆芯轴为中空的筒形,测量杆芯轴套装于定位台上。
3.按照权利要求2所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,其特征在于,测量杆底部的测量杆座为5号莫氏锥度,测量杆芯轴装配到测量杆座上后组合加工。
4.按照权利要求1所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,其特征在于,定位环内部的定位环衬套为开口环状,定位环衬套侧面通过定位环上的螺钉装配拧紧。
5.按照权利要求4所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,其特征在于,定位环的主体采用45号钢,定位环衬套采用Cr5Mn。
6.按照权利要求1所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,其特征在于,测量支臂为套筒和悬臂构成的一体结构,测量支臂通过套筒套装于测量杆芯轴,悬臂为中空结构,悬臂的一端设置安装孔,测量支臂通过安装孔安装测量头;测量支臂通过套筒绕测量杆芯轴旋转,带动测量头测量涂层半径。
7.按照权利要求1所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,其特征在于,测量头包括定位杆、测量表、加长表杆、限位销、弹簧,定位杆为中空结构,定位杆的一端设置测量表,测量表的表杆伸至定位杆中,加长表杆穿设于定位杆中,加长表杆的一端与测量表的表杆相对应,加长表杆的另一端与测量涂层相对应;定位杆另一端设置安装槽,加长表杆的一部分位于所述定位杆另一端之外,该部分设有外缘凸台,弹簧套装于加长表杆上,弹簧两端分别与安装槽和外缘凸台顶触;加长表杆位于定位杆中的部分设有限位销。
8.按照权利要求1所述的控制机匣涂层均匀性的测量工装,其特征在于,测具与测量杆的装配选取间隙0.05~0.08mm。
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