CN105651152B - 一种探针联动涡轮叶盘定位测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种探针联动涡轮叶盘定位测量装置，采用两组传感器联动调节，可在被测叶盘一次装夹，传感器一次定位同时测量。气浮旋台安装在基座上，立柱固定在基座上位于气浮旋台的侧面，工作台位于气浮旋台的上方，三爪卡盘安装在工作台上通过转轴与气浮旋台转盘连接，三爪卡盘沿径向外撑移动夹持工件。气浮旋台外缘安装有微调旋钮和第一探测臂,第一探测臂与连杆和滑块连接；第二探测臂通过测臂支架安装在立柱上,第二传感器通过弹性调节环、紧固螺栓、支架紧固销实现定位；两组传感器分别安装在两探测臂端部，用于测量叶盘定位面端面跳动公差和测量定位面圆跳动公差。测量装置结构简单、易于操作，适用中小型发动机、涡轮机。

Description

一种探针联动涡轮叶盘定位测量装置

技术领域

本发明涉及一种定位测量装置，具体地说，涉及一种探针联动涡轮叶盘定位测量装置。

背景技术

航空发动机压气机由多级叶盘组合而成，而叶盘定位、装配的可靠性体现在航空发动机振动、噪声、冲击诸多方面，并直接影响航空发动机的整体性能。对于发动机叶盘安装面的加工和检测提出非常高的要求，尤其是被测叶盘跳动公差中的径向圆跳动和端面圆跳动两个重要参数。

目前，用于检测叶盘安装面的跳动公差的设备有手动跳动测量仪、三坐标测量设备及探针式传感器测量设备。手动测量仪普遍存在测量项目单一，人为干扰因素大，测量精度低的问题。三坐标测量设备保证了测量精度，但检测成本较高。

探针式传感器测量设备满足现有航空工业对发动机叶盘精度的测量要求，但检测效率较低。单一的传感器探针不能满足一次测量即获得多项数据的要求。发明专利CN201310186850中提出的滑块端面跳动数字化检测机仅能完成工件的端面跳动测量，测量方式单一，不能满足航空叶盘的测量需求。而针对多项测量设备，其测量探针的反复调整及定位将极大影响检测效率，进而影响其生产效率；在发明专利CN201210527130中公开了一种径向及端面跳动及测量装置，虽然能同时满足径向和端面跳动公差的测量，但是径向和端面测量探针的定位需分别调节，完成一次测量需要两次调整，工作效率减半。同时，现有多探针式传感器测量设备，探测臂均设计为悬臂梁结构，末端探针与被测叶盘接触。被测叶盘的转动使得探测臂在轴向产生振动，因而影响被测叶盘圆跳动的检测精度。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种探针联动涡轮叶盘定位测量装置，采用探针式联动调节测量头，两组传感器联动调节可在被测叶盘一次装夹，传感器一次定位同时测量；测量装置结构简单、易于操作、测量精度高，而且提高了对发动机叶盘的检测效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括基座、工作台、三爪卡盘，其特征在于还包括气浮旋台、第一传感器、第二传感器、第一探测臂、第二探测臂、立柱、连接环、圆柱凸轮、第一连杆、滑槽、移动滑块、第二连杆、微调旋钮、气浮旋台转盘、紧固螺栓、弹性调节环、测臂支架、支架紧固销，气浮旋台固定在基座上，立柱位于气浮旋台的侧面，且通过底板安装在基座上，气浮旋台与立柱之间的基座面上开有轴向滑槽，移动滑块位于基座上滑槽内，移动滑块上的凸耳开有通孔，工作台位于气浮旋台上方，三爪卡盘安装在工作台上通过转轴与气浮旋台转盘连接；

所述气浮旋台转盘位于气浮旋台的中间部位，气浮旋台外缘径向有盲孔与轴向孔相通，用来安装微调旋钮与第一探测臂，第一传感器与第一探测臂一端连接，第一探测臂另一端与第一连杆一端连接；

所述圆柱凸轮嵌套在立柱上，圆柱凸轮上有螺旋凹槽，第二连杆一端位于圆柱凸轮凹槽内配合连接，第二连杆另一端与第一连杆另一端和移动滑块上的凸耳铰接；连接环位于圆柱凸轮的上方，第二探测臂与测臂支架固连，测臂支架与支架紧固销配合安装在立柱上，实现测臂支架与第二探测臂沿立柱上下移动，弹性调节环固定在第二探测臂的端部，第二传感器安装在弹性调节环上，弹性调节环开口处的凸耳上安装有紧固螺栓，通过弹性调节环与紧固螺栓配合，实现第二传感器定位调节。

三爪卡盘、工作台、气浮旋台转盘和气浮旋台同轴安装。

所述圆柱凸轮有效行程为280mm。

所述移动滑块最大行程为200mm。

有益效果

本发明提出的一种探针联动涡轮叶盘定位测量装置，采用探针式联动调节测量头，两组传感器联动调节可在被测叶盘一次装夹，传感器一次定位同时测量。气浮旋台安装在基座上，立柱位于气浮旋台侧面,气浮旋台与立柱之间的基座上开有轴向滑槽，移动滑块位于基座上滑槽内。工作台位于气浮旋台上方，三爪卡盘安装在工作台中间部位通过转轴与气浮旋台转盘固连，三爪卡盘沿径向外撑运动夹持工件。工作台外缘安装微调旋钮和第一探测臂,第一传感器与第一探测臂连接；第二探测臂与测臂支架固连，测臂支架与支架紧固销配合安装在立柱上，实现测臂支架与第二探测臂沿立柱上下移动；两组传感器分别安装在两个探测臂的端部，用于测量叶盘定位面端面跳动公差和测量定位面圆跳动公差。测量装置结构简单、易于操作，既能满足发动机叶盘的测量精度要求，又能提高检测效率。

本发明探针联动涡轮叶盘定位测量装置，选用小振动系数花岗岩作为基座，应用气浮旋台有效减小摩擦阻力和系统振动。特别适用于中小型发动机、涡轮机的涡轮叶盘定位测量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种探针联动涡轮叶盘定位测量装置作进一步详细说明。

图1为本发明探针联动涡轮叶盘定位测量装置示意图。

图2为本发明探针联动涡轮叶盘定位测量装置左视图。

图3为本发明的基座调节工作台示意图。

图4为本发明的工作台与工件安装示意图。

图5为本发明的第二探测臂示意图。

图6为本发明的第二探测臂调节部位示意图。

图7为本发明测量装置非工作状态示意图。

图8为本发明的第一探测臂、第二探测臂连接关系示意图。

图9为本发明的移动滑块、连杆组件示意图。

图10为本发明测量装置工作状态示意图。

图中:

1.气浮旋台 2.工作台 3.三爪卡盘 4.第二传感器 5.第二探测臂 6.立柱 7.连接环 8.圆柱凸轮 9.第二连杆 10.滑槽 11.移动滑块 12.基座 13.第一连杆 14.第一探测臂 15.微调旋钮 16.第一传感器 17.气浮旋台转盘 18.紧固螺栓 19.弹性调节环 20.测臂支架 21.支架紧固销

具体实施方式

本实施例是一种探针联动涡轮叶盘定位测量装置。

参阅图1～图10，探针联动涡轮叶盘定位测量装置，由气浮旋台1、第一传感器16、第二传感器4、第一探测臂14、第二探测臂5、立柱6、连接环7、圆柱凸轮8、第一连杆13、滑槽10、移动滑块11、第二连杆9、微调旋钮15、气浮旋台转盘17、紧固螺栓18、弹性调节环19、测臂支架20、支架紧固销21和基座12、工作台2、三爪卡盘3组成；气浮旋台1安装在基座12上，立柱6固定在气浮旋台1的侧面，且通过立柱6底板安装在基座12上；气浮旋台1与立柱6之间的基座12面上开有轴向滑槽10，移动滑块11位于基座上的滑槽10内，移动滑块11与滑槽10配合安装，移动滑块11上有带孔的凸耳。

工作台2位于气浮旋台1上方，三爪卡盘3安装在工作台2上通过转轴与气浮旋台转盘17连接，气浮旋台转盘17安装在气浮旋台的中间，气浮旋台1外缘径向有盲孔与轴向孔相通，气浮旋台1外缘径向盲孔与轴向孔用来安装微调旋钮15和第一探测臂14，第一传感器与第一探测臂14一端连接，第一探测臂14另一端与第一连杆13一端连接。

圆柱凸轮8嵌套在立柱6上，圆柱凸轮8上有螺旋凹槽，第二连杆9一端位于圆柱凸轮8凹槽内配合连接，第二连杆9另一端与第一连杆13另一端和移动滑块11上的凸耳铰接。连接环7安装在圆柱凸轮8的上方，第二探测臂5与测臂支架20固定连接，测臂支架20与支架紧固销21配合安装在立柱6上，实现测臂支架20与第二探测臂5沿立柱6上下移动。弹性调节环19固定在第二探测臂5的端部，第二传感器4安装在弹性调节环19上，弹性调节环19开口部位的两个凸耳上有通孔，紧固螺栓18安装在凸耳的通孔上，通过弹性调节环19与紧固螺栓18配合，实现第二传感器4的定位调节。

本实施例中，圆柱凸轮8有效行程为280mm，移动滑块最大行程为200mm，第二连杆9长度为108mm，第一连杆13长度为90mm。

操作过程:

安装被测工件；被测叶盘安装在工作台2上，使用调节扳手插入工作台2周向调节孔，旋动扳手以使得三爪卡盘沿径向由内向外移动，夹持被测叶盘。工作台底面与气浮旋台转盘通过沿周向均布的螺栓固连。三爪卡盘3、工作台2、气浮旋台转盘17和气浮旋台1同轴安装,保证与被测叶盘的同心度。

传感器定位；第二传感器4安装在第二探测臂5端部,且垂直于工作台2平面，第二传感器4用于检测径向跳动公差。第二探测臂5与工作台2表面平行，第二传感器4通过弹性调节环19固定在第二探测臂5端部,弹性调节环19凸耳上有通孔，并通过紧固螺栓18调节第二传感器4水平位置。第二探测臂5垂直位置调节方式，先旋松支架紧固销21和连接环7，以使探测臂支架20和圆柱凸轮8沿立柱6上下移动以调节第二探测臂5的铅垂位置，进而增加了测量端工作范围。确定第二探测臂铅垂位置后，旋紧支架紧固销21，固定第二探测臂水平位置。旋松支架紧固销21，沿立柱6中心轴线顺时针转动测臂支架20，与之连接的圆柱凸轮8随之转动，第二连杆9一端与圆柱凸轮8凹槽配合,并沿圆柱凸轮8凹槽向下移动，第二连杆9另一端推动移动滑块11，沿基座表面滑槽10向工作台2方向移动，第一连杆13推动第一探测臂14带动第一传感器16向上运动，使得第一传感器16与被测叶盘测量面接触，通过微调旋钮15调节,从而完成两传感器联动定位。

在完成被测叶盘装夹及传感器定位后，按下气浮旋台1启动按钮，气浮旋台转盘17匀速转动。由于气浮旋台1、工作台2、气浮旋台转盘17同轴安装，安装后的被测叶盘同轴转动。两传感器位置固定，被测叶盘沿中轴匀速转动，两传感器可在同一位置采集叶盘安装面的完整的数据信息。

Claims (4)

1.一种探针传感器联动涡轮叶盘定位测量装置，包括基座、工作台、三爪卡盘，其特征在于:还包括气浮旋台、第一传感器、第二传感器、第一探测臂、第二探测臂、立柱、连接环、圆柱凸轮、第一连杆、滑槽、移动滑块、第二连杆、微调旋钮、气浮旋台转盘、紧固螺栓、弹性调节环、测臂支架、支架紧固销，气浮旋台固定在基座上，立柱位于气浮旋台的侧面，且通过底板安装在基座上，气浮旋台与立柱之间的基座面上开有轴向滑槽，移动滑块位于基座上滑槽内，移动滑块上的凸耳开有通孔，工作台位于气浮旋台上方，三爪卡盘安装在工作台上通过转轴与气浮旋台转盘连接；

所述气浮旋台转盘位于气浮旋台的中间部位，气浮旋台外缘径向有盲孔与轴向孔相通，用来安装微调旋钮与第一探测臂，第一传感器与第一探测臂一端连接，第一探测臂另一端与第一连杆一端连接；

所述圆柱凸轮嵌套在立柱上，圆柱凸轮上有螺旋凹槽，第二连杆一端位于圆柱凸轮凹槽内配合连接，第二连杆另一端与第一连杆另一端和移动滑块上的凸耳铰接；连接环位于圆柱凸轮的上方，第二探测臂与测臂支架固连，测臂支架与支架紧固销配合安装在立柱上，实现测臂支架与第二探测臂沿立柱上下移动，弹性调节环固定在第二探测臂的端部，第二传感器安装在弹性调节环上，弹性调节环开口处的凸耳上安装有紧固螺栓，通过弹性调节环与紧固螺栓配合，实现第二传感器定位调节。

2.根据权利要求1所述的探针传感器联动涡轮叶盘定位测量装置，其特征在于:三爪卡盘、工作台、气浮旋台转盘和气浮旋台同轴安装。

3.根据权利要求1所述的探针传感器联动涡轮叶盘定位测量装置，其特征在于:所述圆柱凸轮有效行程为280mm。

4.根据权利要求1所述的探针传感器联动涡轮叶盘定位测量装置，其特征在于:所述移动滑块最大行程为200mm。