CN106232947A - 用于定位检查工具的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于相对于外壳(1)的凸缘(10)定位检查工具(130)的装置(30)。该装置(30)包括相互组装的第一定位件(40)和第二定位件(70)。第一件(40)包括能够固定至凸缘(10)的固定部分(45)。第二件(70)包括：钻孔(75)，该钻孔限定用于检查工具(130)的定位的参考轴线(X)；以及定位表面(85)，如果参考轴线(X)与凸缘(10)的回转轴线(Z)相交，则该定位表面能够与凸缘(10)的周向表面(12)配合。第一件(40)和第二件(70)包括各自的楔入表面(50、80)，通过将参考轴线(X)垂直于回转轴线(Z)定位，各楔入表面能够相互配合。

Description

用于定位检查工具的装置

技术领域

本发明涉及一种用于相对于外壳凸缘定位检查工具的装置，特别用于定位供评价安装在外壳内的可动构件上的局部变形用的内窥镜，且特别用于评价诸如离心式压缩机的叶轮之类的涡轮发动机的可动构件的叶片的腐蚀。

背景技术

以已知的方式，使用检查工具、尤其是内窥镜评价安装在外壳内的可动构件的腐蚀。

当可动构件包含在涡轮发动机内时，这种保养检查特别受欢迎，构件则受到由于该构件通常回转的高速所导致的高等级的机械应力的作用。当这种涡轮发动机具有离心式压缩机时，如对于直升机发动机通常是这种情况，这种观点更加相关，压缩机的叶轮离心地受到高等级的应力的作用，其对所述叶轮的叶片上的冲击需要被周期性地检查。作为离心式压缩机的一个示例，可通过示例的方式参考本申请人提交的国际专利申请WO 2012/160290 A1。

此外，且以已知的方式，外壳被轴向再分为多个部段，多个部段通过包含在所述部段的端部的凸缘成对组装在一起。在这种情况下，为了将检查工具定位在外壳上，常规的方案包含移除两个相邻凸缘之间的某些组装螺栓，并接着用定位装置重新定位螺栓，定位装置适合于插设在螺栓与两个凸缘中的一个之间。一旦组装操作已经完成，这就使装置能够将检查工具面向外壳中的开口定位，该开口是为了执行检查而被打开的。

因而，在该常规的方案中，定位装置的性能直接取决于上述组装螺纹件所施加的约束，这在许多方面都可以是不利的。

特别地，将定位装置放置在外壳上的步骤涉及移除所述螺栓并接着将其放置回位的步骤，特别是如涡轮发动机中通常发生的那样当螺栓难于够到时，该步骤可为漫长且难以执行的，且该步骤可对执行检查所需的总时间具有影响。

此外，检查工具相对于外壳的开口的定位精度由螺栓确定，且它们的组装间隙对于获得满足检查目的的精度而言通常过大。

由此，存在开发提供更好的性能的定位装置的需要。

发明内容

本发明的第一方面涉及用于相对于外壳的凸缘定位检查工具的装置，外壳具有回转轴线、周向表面和垂直于回转轴线的两个面。装置包括彼此分离的第一定位部分和第二定位部分；以及用于将所述部分组装在一起的组装装置。第一部分包括紧固部，紧固部适合于紧固在凸缘的两个面中的一个上。第二部分包括：孔，孔限定用于定位检查工具的参考轴线；以及定位表面，定位表面适合于通过将参考轴线定位使得其与回转轴线相交而与凸缘的周向表面协配。第一部分和第二部分具有各自的设置表面，设置表面适合于通过将参考轴线垂直于回转轴线定位而协配在一起。

因而，装置的第一部分可永久地与外壳的凸缘组装，同时装置的第二部分可设计成可移除的且可仅临时地经由第一部分与凸缘组装。在这种情况下，可简单地执行检查而不分解发动机的部分。具体地，每次期望执行检查时，无需移除或随后放回用于将凸缘与外壳的另一部段的相邻凸缘组装的某些螺栓。只要对于所有第一部分将第一部分与这些凸缘组装一次，且接着每次期望执行检查时接合和分离第二部分就够了。

此外，定位检查工具的参考轴线的精度可更好地与上述螺栓的组装间隙脱离关系，其中，精度由定位表面和各自的设置表面确保，从而使得参考轴线能够精确地垂直定向并定向使得与凸缘的回转轴线相交。这些表面还可为装配提供更好的刚度。因而，可提高参考轴线定位的精度。

在某些实施例中，组装装置可包括用于将各自的设置表面沿回转轴线的方向夹紧在一起的装置，从而使这两个表面之间在该方向上的空隙被占据，且从而进一步提高参考轴线定位的精度。

在某些实施例中，组装装置可包括用于将定位表面与周向表面沿参考轴线的方向夹紧在一起的装置，因而使这两个表面之间在该方向上的空隙被占据，且因而进一步提高参考轴线定位的精度。

在某些实施例中，组装装置可包括螺杆，螺杆具有螺纹部和端部，螺纹部适合于拧入第二部分中，端部适合于与包含在第一部分中的标记协配，从而将第一部分和第二部分紧固在一起。因而，通过在第二部分内移动螺杆从而接合和分离杆的端部与标记之间的协配，第一部分和第二部分可组装在一起并彼此分开。

在某些实施例中，螺杆可具有杆轴线，杆轴线适合于相对于参考轴线和回转轴线倾斜地定位。因而，由螺杆的端部施加在标记上的拉力可同时包括平行于参考轴线的第一分量和平行于回转轴线的另一分量。在这种情况下，组装装置可包括单个螺杆，用于将第一部分与第二部分组装在一起。在某些实施例中，所述杆轴线可包含在与由参考轴线和回转轴线形成的平面平行的平面内。在某些实施例中，这两个平面可为一致的。

在某些实施例中，标记和螺杆的端部可具有各自的截头锥形，该截头锥形适合于协配在一起，以将第一部分和第二部分紧固在一起。这种截头锥形可特别地使其获得上述倾斜的接触更为简单。具体地，可利用这种形状的优点来防止第二部分相对于第一部分变为锁定而不是将其定位在用于获得参考轴线的最优定位的精确位置中。

在某些实施例中，第一部分可具有与标记成直线的引导部，用于引导螺杆的端部朝向标记的目的，从而使得在杆的端部与标记之间产生协配且同时将第一部分与第二部分组装在一起。

在某些实施例中，第一部分可适合于以至少两个不同的组装构造紧固在凸缘上，通过将第一部分绕参考轴线转动180°而产生从一个组装构造至另一个的转变。因而，第一部分可在由回转轴线限定的方向上被同样好地紧固在与外壳的开口相对的凸缘面上或面向开口的凸缘面上。因而，通过第一部分的这种标准化，可减小需要以这两种构造中的任一种进行安装的检查的成本。

在某些实施例中，第一部分可为平的。

在某些实施例中，定位表面可为不连续的。

本公开的第二方面提供了一种组件，包括与上述第一方面的装置组装的外壳凸缘。

本公开的第三方面提供了涡轮发动机，包括安装成在外壳内旋转的可动构件，该涡轮发动机设置有根据第二上述方面的组件。

在某些实施例中，涡轮发动机可包括离心式压缩机，且可动构件可包括包含在离心式压缩机内的叶轮。

在阅读以下的具体实施方式后，上述和其它特征和优点显得更清楚，实施例没有限制性的特征且仅以说明的方式提出。具体实施方式参考附图。

附图说明

附图是示意性的而没有按比例绘制，首要的是为了说明本公开所提出的原理。在附图中：

图1为根据本公开的定位装置的分解图；

图2为从不同角度观察的装置的分解图；

图3为立体图，示出了被组装在一起的装置的第一部分和第二部分；

图4为立体图，示出了一旦第二部分已与第一部分组装，检查工具定位在第二部分上。

图5A和5B为在包含凸缘的回转轴线和参考轴线的平面上的剖视图，示出了相对于包含于第一部分内的标记位于两个不同位置的拧入第二部分内的螺杆；

图5C为图5A中所示的细节VC的放大图；

图6为在非组装状态下的第一部分和螺杆的立体图；以及

图7和8为分别沿图4中所示的方向VII和VIII看的装置的平面图。

具体实施方式

在所示的实施例中(具体参见图1至4)，根据该实施例的装置为用于相对于外壳1的凸缘10定位检查工具130的装置30，外壳1具有回转轴线Z、周向表面12和垂直于回转轴线Z的两个面14和16。装置30具有彼此分离的第一定位部分40和第二定位部分70；以及用于将所述部分40和70组装在一起的组装装置90和100。第一部分40具有紧固部45，紧固部45适合于紧固在凸缘10的两个面14和16中的一个上。第二部分70包括孔75，孔75限定用于定位检查工具130的参考轴线X；且第二部分还具有定位表面85，定位表面85适合于与凸缘10的周向表面12协配，将参考轴线X定位使得其与回转轴线Z相交。第一部分40和第二部分70具有各自的设置表面50和80，设置表面50和80适合于相互协配以将参考轴线X垂直于回转轴线Z定位。

在该实施例中，外壳1形成了涡轮发动机的整体部分，涡轮发动机具有可动构件(未示出)，期望检查可动构件上的磨损状态。例如，涡轮发动机可包含于直升机内作为直升机的发动机，并且其可包括离心式压缩机。可动构件则可包括可旋转地安装于离心式压缩机内并具有前缘的叶轮，该前缘需被定期地检查其腐蚀等级。在该实施例中，凸缘10的回转轴线Z与旋转构件的回转轴线一致。

在该实施例中，第一部分40设计成永久紧固至包含于外壳1的部段的一端处的凸缘10的两个面14和16中的一个上。具体地，第一部分40呈板的形式，板的厚度沿轴线Z测量且具有两个相对的径向表面。因而，在该实施例中，第一部分40设计成永久保持在外壳1的该部段上，甚至当发动机在运转时也是如此。此外，通过示例的方式，凸缘10能够布置在发动机的进气口处，使得一旦装置30和检查工具130被安装就能够在进气口处进行检查。此外，在该实施例中，第一部分40设计成在凸缘已与包含于外壳的另一部段(未图示)内的另一相邻凸缘组装后紧固至凸缘10。在该实施例中，第一部分40的紧固部45适合于通过使用一个或多个螺栓(特别是两个螺栓，图8中可见)而被紧固抵靠凸缘10的面16，一个或多个螺栓适合于穿过形成于紧固部45内的通孔42A至42F(参见图6)。这些通孔中的某一些(图6中标记为42C和42D)在横向于所述孔延伸的方向上具有较大的各自的尺寸，使得它们能够接纳用于将相邻的凸缘组装在一起的螺栓或螺母的头部，且这些螺栓不会干涉将第一部分40紧固在凸缘10上。此外，其它通孔(图6中标记为42A、42B、42E和42F)具有沿横向于所述孔的方向的较小的各自的尺寸，使得用于将第一部分40与凸缘10组装的螺栓头部能够抵靠这些孔的边缘。因而，在该实施例中，第一部分40可紧固至凸缘10而不用将发动机的各部分分解。

在该实施例中，紧固部45具有第一面，第一面适合于被压向凸缘10的面16，使得当第一部分40紧固抵靠该面16时，第一面平行于面16定位。此外，在该实施例中，第一部分40具有与第一面相对且平行的第二面50(参见图2)，第二面50限定了第一部分40的设置表面。

在该实施例中，第一部分40适合于以至少两个不同的组装构造紧固至凸缘10，其中，通过将第一部分40绕参考轴线X转180°而产生从一个组装构造至另一个的转变。此外，在该实施例中，第一部分40为平的。其具有与回转轴线Z垂直的第一对称平面，且第一部分40紧固至凸缘10。此外，在该实施例中，第一部分40具有垂直于设置表面50的第二对称平面。因而，当第一部分紧固至凸缘10且第二部分70与第一部分40组装时，第二对称平面垂直于第一对称平面且与由参考轴线X和回转轴线Z形成的平面平行。

此外，如图3中所示，每次期望执行检查操作时，第二部分70被临时地与第一部分40组装，且接着被移除。

在该实施例中，第二部分70通过使用第二部分70的定位表面85和设置表面80而相对于第一部分40和凸缘10定位。

在该实施例中，定位表面85使得可能限定一圆柱体，该圆柱体与所述定位表面85在至少两个与表面的接触点处相切，所述相切的圆柱体具有的回转轴线与参考轴线X相交。具体地，定位表面85相对于轴线Z周向地定向。在该示例中，凸缘10可被几何建模为具有回转轴线Z的圆柱体。在这种情况下，定位表面85适合于通过定位参考轴线X使得其与回转轴线Z相交而至少在两个上述点处搁置抵靠凸缘10的周向表面12。

此外，在该实施例中，定位表面85是不连续的(然而可做出连续表面的设置而不超出本发明的范围)。在该实施例中，定位表面85由多个面构成。更精确地，在该实施例中，定位表面85由彼此相距一定距离的一对面构成，且该对面共同形成凸缘10的周向表面12适合于搁置抵靠的V形的两个分支(参见图1和7)。

此外，在该实施例中，第二部分70的设置表面80设计为平面，从而当这两部分组装在一起时，能够建立对第一部分40的设置表面50的平面对平面的推力(参见图5A)。在该实施例中，当第一部分40和第二部分70组装在一起且第一部分40紧固至凸缘10时，设置表面80的平面构造成垂直于凸缘10的回转轴线Z延伸。此外，设置表面80的平面平行于参考轴线X延伸。在这种情况下，当第一部分40和第二部分70组装在一起且第一部分40紧固至凸缘10时，各自的设置表面50和80适合于共同配合，同时将参考轴线X垂直于回转轴线Z定位。

此外，定位装置30具有用于将第一部分40和第二部分70组装在一起的组装装置90和100。在该实施例中，组装装置90和100包括螺杆100，螺杆100具有螺纹部102和端部104，螺纹部102适合于拧入第二部分70中，端部104适合于与包含在第一部分40中的标记90协配，从而将第一部分40和第二部分70紧固在一起(具体参见图5A至5C)。具体地，在该实施例中，第二部分70具有螺纹孔77，螺杆100的螺纹部102拧入螺纹孔77，端部104从孔77的第一边缘突出，从而能够与标记90协配。因而，在该实施例中，通过拧入/拧出操作使螺杆100在孔77内运动用于改变端部104的突出长度。在该实施例中，为了使该操作更简单，螺杆100具有与端部104相对的另一端部106，端部106从孔77的相对边缘突出，并制有螺纹，从而适合于约束至随旋钮110转动，旋钮110通过螺母114保持在端部106上。

此外，在该实施例中，螺杆100具有杆轴线T，杆轴线T适合相对于参考轴线X和回转轴线Z倾斜地定位。更具体地，在该实施例中，杆轴线T适合于包含在与参考轴线X和回转轴线Z平行的平面内，特别是包含参考轴线X和回转轴线Z的平面。此外，在该实施例中，杆轴线T与参考轴线X形成10°至70°范围内的角度B，且具体地在15°至50°范围内。

在该实施例中，标记90为凹形。然而，在不超出本发明的范围的前提下，只要螺杆100的端部104适合于与标记90协配从而将第一部分40和第二部分70紧固在一起，也可能设置凸的形状。此外，在该示例中，标记90具有对称轴线，当第一部分40与第二部分70组装在一起时，该对称轴线与杆轴线T一致。然而，在不超出本公开的范围的前提下，只要螺杆100的端部104适合于与标记90协配从而将第一部分40和第二部分70紧固在一起，也可能将标记90设置为上述以外的形状。

此外，在该实施例中，标记90和螺杆100的端部104具有各自的截头锥形(截锥的一部分)，该形状适合于共同配合以将第一部分40和第二部分70紧固在一起。在该实施例中，这两个接头锥形中的每个具有与杆轴线T一致的对称轴线。此外，在该实施例中，这两个接头锥形中的每个在顶点处具有15°至70°范围内的半角，且具体地在20°至60°范围内。因而，如图5C中所示，该半角的补角A在110°至165°范围内，且具体地在120°至160°范围内。此外，在该示例中，限定标记90的截头锥部具有较大的半径R1，且限定端部104的截头锥部具有较大的半径r1，每个半径在3毫米(mm)至7mm的范围内，且R1-r1的差在0.5mm至2mm的范围内。类似地，在该示例中，限定标记90的截头锥部具有较小的半径R2，且限定端部104的截头锥部具有较小的半径r2，每个半径在1mm至5mm的范围内，且R2-r2的差在0.mm至1.5mm的范围内。

此外，在该实施例中，第一部分40具有与标记90成直线的引导部95，用于引导螺杆100的端部104朝向标记90。在该实施例中，引导部95为凹形。然而，在不超出本公开的范围的前提下，只要螺杆100的端部104可被引导部引导至标记90，引导部也可能具有凸的形状。此外，在该示例中，引导部95具有对称轴线，当第一部分40与第二部分70组装在一起时，该对称轴线与杆轴线T一致。此外，在该实施例中，引导部95呈圆柱形(其为圆柱体的一部分)，其半径等于限定标记90的截头锥部的较大的半径R2。然而，在不超出本公开的范围的前提下，只要螺杆100的端部104可被引导部引导至标记90，引导部95也可具有除上述以外的形状。此外，特别是如上所述在发动机进气口处进行检查时，标记90和/或引导部95的各自的形状可有利地、虽然不是必需地被优化，以避免粉末颗粒在这些形状中积累。

此外，在该实施例中(具体参见图1、2和5A)，第二部分70具有呈支架形式的总体形状，该支架具有两个臂73和81，限定参考轴线X的孔75形成在这两个臂中的第一臂73中，同时设置表面80和定位表面85限定在第二臂81上。更具体地，在该实施例中，第二臂81具有在垂直于回转轴线Z的平面内延伸的第一凹口。第一凹口使两个相互平行的平面内表面80和82被限定成相互面对且垂直于回转轴线Z，这两个内表面中的一个限定设置表面80。这两个内表面使得将第二部分70朝向其安装位置引导并同时将第一部分40和第二部分70组装在一起更为简单。此外，在该实施例中，定位表面85限定在第二臂81的远端(相对于第一臂73)。在该实施例中，第二臂83具有第二凹口，第二凹口在与第一凹口在其中延伸的平面垂直的平面内延伸，从而留有空间用于穿过螺杆100的第二端部104。在该实施例中，第二凹口造成了定位表面85所呈现的不连续。

接着有对于使用定位装置30来执行检查的更详细的描述。

如以上所解释的，第一步骤包括将第二部分70临时地与第一部分40组装，第一部分本身已被以永久的方式紧固在凸缘10上。

为了完成该步骤，且如图3和5A中所示，一旦第二部分70相对于第一部分40正确地定位，就需要使用旋钮110将螺杆100充分拧入，使得杆的端部104突出地足够远以致与引导部95接合。

此后，如图5B中可见，需要拧出螺杆100，使得端部104从孔77突出得越来越少，使得在被引导部95引导之后，由于螺杆100产生的拉力和由于标记90和端部104的匹配形状，其变为插入标记90中并最终被标记90夹紧。在该构造中，该夹紧力具有沿参考轴线X的方向的第一分量，从而沿参考轴线X的方向将定位表面85与周向表面12彼此夹紧；以及沿回转轴线Z的方向的第二分量，从而沿回转轴线Z的方向将各自的设置表面50和80彼此夹紧。因而，在以此方式构造的定位装置30中，组件装置90和100包括用于将各自的设置表面50和80沿回转轴线Z的方向夹紧在一起的装置，以及用于将定位表面85与周向表面12沿参考轴线X的方向夹紧在一起的装置。

此外，如图3中所示，一旦第一部分40和第二部分70已组装在一起，限定参考轴线X的孔75就面向外壳1内的开口3正确地定位，该开口具体用于检查目的而被打开。

如图4中所示，第二步骤包括通过使工具的光学瞄准轴线与参考轴线X一致来定位检查工具130。在该实施例中，这通过将检查工具130安装在圆柱形套管140中而完成，圆柱形套管140本身安装在孔75内。此外，在该实施例中，检查工具130包括具有光学轴线的内窥镜，该光学轴线限定检查工具130的瞄准轴线。

一旦该第二步骤完成，就可执行第三步骤，第三步骤对应于实际的检查步骤。在该阶段期间，通过使用定位装置30，光学轴线适当地垂直定位，使其与凸缘10的回转轴线相交，凸缘10的回转轴线也是用于检查的可动构件的回转轴线。

最后，一旦该第三步骤完成，为了结束检查，只要以分别与上述第二步骤和第一步骤相对应的方式将检查工具130移除并接着将第二部分70移除就够了。

本说明书中描述的实施例通过非限制性说明的方式给出，且根据本说明书，本领域技术人员可容易地修改这些实施例或想到其它的实施例，而保持在本发明的范围内。

此外，这些实施例的各种特征可单独使用或互相结合使用。当它们结合时，这些特征可如上述或以其它方式组合，本发明不限于本说明书中描述的特定的组合。具体地，除非明确了相反的，参考任何实施例描述的任何特征可以相似的方式施加至任何其它实施例。

Claims (10)

1.一种用于相对于外壳(1)的凸缘(10)定位检查工具(130)的装置(30)，所述外壳(1)具有回转轴线(Z)、周向表面(12)和垂直于所述回转轴线(Z)的两个面(14、16)，所述装置的特征在于：

·所述装置(30)包括彼此分离的第一定位部分(40)和第二定位部分(70)；以及用于将所述部分(40、70)组装在一起的组装装置(90、100)；

·第一部分(40)包括紧固部(45)，所述紧固部适合于紧固在所述凸缘(10)的所述两个面(14、16)中的一个上；

·第二部分(70)包括：孔(75)，所述孔限定用于定位所述检查工具(130)的参考轴线(X)；以及定位表面(85)，所述定位表面适合于通过将所述参考轴线(X)定位使得其与所述回转轴线(Z)相交而与所述凸缘(10)的所述周向表面(12)协配；并且

·所述第一部分(40)和所述第二部分(70)具有各自的设置表面(50、80)，所述设置表面适合于通过将所述参考轴线(X)垂直于所述回转轴线(Z)定位而协配在一起。

2.根据权利要求1所述的装置(30)，其特征在于，所述组装装置(90、100)包括用于将各自的设置表面(50、80)沿所述回转轴线(Z)的方向夹紧在一起的装置。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置(30)，其特征在于，所述组装装置(90、100)包括用于将定位表面(85)和周向表面(12)沿所述参考轴线(X)的方向夹紧在一起的装置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述组装装置(90、100)包括螺杆(100)，所述螺杆具有螺纹部(102)和端部(104)，所述螺纹部适合于拧入所述第二部分(70)中，所述端部适合于与包含在所述第一部分(40)中的标记(90)协配，从而将所述第一部分(40)和所述第二部分(70)紧固在一起。

5.根据权利要求4所述的装置(30)，其特征在于，所述螺杆(100)具有杆轴线(T)，所述杆轴线适合相对于所述参考轴线(X)和所述回转轴线(Z)倾斜地定位。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的装置(30)，其特征在于，所述标记(90)和所述螺杆(100)的所述端部(104)具有各自的截头锥形，所述截头锥形适合于协配在一起，以将所述第一部分(40)和所述第二部分(70)紧固在一起。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述第一部分(40)具有与所述标记(90)成直线的引导部(95)，用于引导所述螺杆(100)的所述端部(104)朝向所述标记(90)的目的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述第一部分(40)适合于以至少两个不同的组装构造紧固在所述凸缘(10)上，通过将所述第一部分(40)绕所述参考轴线(X)转动180°而产生从一个组装构造至另一个的转变。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述第一部分(40)为平的。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述定位表面(85)为不连续的。