CN106643596B - 涡轮盘榫槽测量用转接装置及测量系统 - Google Patents

涡轮盘榫槽测量用转接装置及测量系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种涡轮盘榫槽测量用转接装置及测量系统，包括转接器及设于转接器上的定位块，转接器包括本体及与本体沿轴向滑动配合的榫齿轴，榫齿轴嵌入本体内，且本体的底端及榫齿轴延伸出本体的端部均加工有榫头，本体及榫齿轴上的榫头型面匹配并组合形成与涡轮盘上的榫槽配合的转接器榫头，转接器榫头的尺寸小于榫槽的尺寸以提供装配间隙，榫齿轴上套设有用于对轴向位移进行弹性缓冲的弹性机构，榫齿轴的顶端设有用于沿轴向锁紧榫齿轴的锁紧机构。针对树形榫槽复杂型面的测量，设计了本体与榫齿轴的组合结构，既满足了转接器榫头与涡轮盘上树形榫槽配合的装配间隙，又使得转接器榫头定位可靠，测量结果稳定，且测量方式简单、便于操作。

Description

涡轮盘榫槽测量用转接装置及测量系统
技术领域
本发明涉及涡轮盘测量领域，特别地，涉及一种涡轮盘榫槽测量用转接装置及测量系统。
背景技术
航空发动机用涡轮盘作为航空发动机的重要零件，涡轮盘上榫槽的位置度检测是判断其加工参数是否符合发动机性能要求的重要依据，如图1及图2所示，涡轮盘1沿其周向均布数十处树形榫槽11，该榫槽11与涡轮盘端面一般呈10°～20°夹角，将该榫槽摆直后型面示意图如图3所示。由于该榫槽与端面不垂直，树形榫槽型面复杂，且槽宽尺寸较小(最小处约2mm)，直接测量其位置度较为困难，故亟需设计一种能够测量涡轮盘榫槽位置度的测量装置。
发明内容
本发明提供了一种涡轮盘榫槽测量用转接装置及测量系统，以解决现有的涡轮盘的树形榫槽的位置度难以测量的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供一种涡轮盘榫槽测量用转接装置，包括用于与涡轮盘上的榫槽配合的转接器及设于转接器上的定位块，
转接器包括本体及与本体沿轴向滑动配合的榫齿轴，榫齿轴嵌入本体内，且本体的底端及榫齿轴延伸出本体的端部均加工有榫头，本体及榫齿轴上的榫头型面匹配并组合形成与涡轮盘上的榫槽配合的转接器榫头，转接器榫头的尺寸小于榫槽的尺寸以提供装配间隙，榫齿轴上套设有用于对轴向位移进行弹性缓冲的弹性机构，榫齿轴的顶端设有用于沿轴向锁紧榫齿轴的锁紧机构。
进一步地，榫齿轴与本体间设有用于限制榫齿轴在本体内沿轴向位移距离的限位机构。
进一步地，限位机构包括沿垂直其轴向的方向设于榫齿轴上的限位轴，相应地，本体上沿垂直其轴向的方向开设供限位轴贯通的限位孔，经限位轴与限位孔的配合控制榫齿轴在本体内沿轴向的位移距离。
进一步地，本体为圆柱体，本体靠近底端的部位设有用于定位支撑定位块的台阶部，定位块设有与本体的圆柱面滑动配合的通孔，定位块的相对两侧边设有用于抵靠涡轮盘端面的支块，定位块上表面呈圆弧面。
进一步地，定位块上设有定位孔，且经锁紧件紧固至本体上。
进一步地，锁紧机构包括与榫齿轴螺纹配合的锁紧螺钉。
进一步地，本体的内孔设有台阶端面，弹性机构的一端抵接台阶端面、另一端抵接设于榫齿轴上的压板。
进一步地，涡轮盘上的榫槽为枞树型榫槽，转接器榫头的型面与枞树型榫槽的型面一致，装配间隙不大于0.01mm。
根据本发明的另一方面，还提供一种涡轮盘榫槽测量系统，包括测量用定位装置及上述的测量用转接装置。
进一步地，测量用定位装置包括底座，底座上设有用于定位支撑涡轮盘的定位盘，底座上还设有第一表架、第二表架，第一表架上设有用于判断测量用转接装置关于涡轮盘水平轴线是否对称的第一测量表，第二表架上设有用于判断测量用转接装置关于涡轮盘旋转中心的距离是否超标的第二测量表。
本发明具有以下有益效果：
本发明涡轮盘榫槽测量用转接装置及测量系统，通过将被测榫槽位置度转换到容易测量的转接装置上，即通过测量转接装置相对涡轮盘的位置度，间接测量涡轮盘榫槽位置度是否合格，尤其针对涡轮盘上树形榫槽复杂型面的测量，设计了本体与榫齿轴的组合结构，既满足了转接器榫头与涡轮盘上树形榫槽配合的装配间隙，又使得转接器榫头定位可靠，测量结果稳定，且测量方式简单、便于操作。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明涉及的涡轮盘及榫槽的结构示意图；
图2是图1沿A-A向的剖面示意图；
图3是本发明涉及的涡轮盘榫槽的结构示意图；
图4是本发明优选实施例转接器的结构示意图；
图5是本发明优选实施例中榫齿轴与本体间的限位机构的结构示意图；
图6是本发明优选实施例定位块的结构示意图；
图7是图6的侧视示意图；
图8是本发明优选实施例转接器与定位块组合的结构示意图；
图9是本发明优选实施例涡轮盘上安装转接器后的结构示意图；
图10是本发明优选实施例涡轮盘榫槽测量系统的结构示意图；
图11是图10的俯视示意图。
附图标记说明：
1、涡轮盘；11、榫槽；
2、转接器；21、本体；22、榫齿轴；23、转接器榫头；24、弹簧；25、压板；26、锁紧螺钉；27、压紧螺塞；28、限位轴；29、限位孔；
3、定位块；31、通孔；32、定位孔；33、支块；34、螺钉；35、圆弧面；
4、测量用定位装置；41、底座；42、定位盘；43、第一表架；44、第二表架；45、第一表头；46、第二表头；47、定位销。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明的优选实施例提供了一种涡轮盘榫槽测量用转接装置，用于将涡轮盘上榫槽的位置度转换至转接装置上，通过测量转接装置相对于涡轮盘的位置度来间接判断涡轮盘的榫槽位置是否合格。本实施例针对的涡轮盘上的榫槽为枞树型榫槽，枞树型榫槽相对于其他榫槽(如燕尾型榫槽)具有结构型面复杂的特点，导致现有的转接器无法适用，且转接器直接与枞树型榫槽配合则需要装配间隙才能让转接器顺利插入涡轮盘榫槽中，但榫头与榫槽配合间隙会导致榫头定位不稳定，影响测量精度。
参照图4，本实施例转接装置包括用于与涡轮盘上的榫槽配合的转接器2及设于转接器2上的定位块3，转接器2包括本体21及与本体21沿轴向滑动配合的榫齿轴22，榫齿轴22嵌入本体21内，且本体21的底端及榫齿轴22延伸出本体21的端部均加工有榫头，本体21及榫齿轴22上的榫头型面匹配并组合形成与涡轮盘1上的榫槽11配合的转接器榫头23，转接器榫头23的尺寸小于榫槽11的尺寸以提供装配间隙，榫齿轴22上套设有用于对轴向位移进行弹性缓冲的弹性机构，榫齿轴22的顶端设有用于沿轴向锁紧榫齿轴22的锁紧机构。
本实施例针对涡轮盘上枞树形榫槽复杂型面的测量，设计了本体与榫齿轴的组合结构，既满足了转接器榫头与涡轮盘上树形榫槽配合的装配间隙，又使得转接器榫头定位可靠，测量结果稳定，且测量方式简单、便于操作。
参照图4，本实施例中，本体21内镶嵌榫齿轴22，其相互配合圆柱面按无间隙滑合，本体21与榫齿轴22的端部分别加工第一榫头、第二榫头，且第一榫头、第二榫头的榫头型面组合加工并按涡轮盘榫槽配间隙约0.01mm设计，组合构成转接器榫头23。锁紧螺钉26与榫齿轴22螺纹连接，拧紧锁紧螺钉26压紧压板25与榫齿轴22端面贴合。弹簧24一端支靠在本体21内孔台阶端面处、另一端支靠在压板25端面处。在转接器插入涡轮盘榫槽前，拧松压紧螺塞27，在弹簧24弹力缓冲作用下，榫齿轴22可相对于本体21沿轴向自由运动，便于转接器的装配。在转接器插入涡轮盘榫槽时，在榫槽型面自导向作用下，榫齿轴22沿本体21轴向调整位置，直至两者的榫头型面位置基本一致，并与榫槽型面保持一定间隙，确保转接器顺利插入榫槽。当转接器插入涡轮盘榫槽后，拧紧压紧螺塞27，因压紧螺塞27端面与锁紧螺钉26端面贴合，在压紧螺塞27作用下，迫使拧紧螺钉26与榫齿轴22沿轴线运动，导致榫齿轴22与本体21间的榫头型面轴向错位，直至两者位移接近转接器榫头与涡轮盘榫槽型面设定间隙值时，即榫头与榫槽轴向配合间隙被消除后，榫齿轴22与本体21不再产生轴向相对位移，此时转接器榫头已与涡轮盘榫槽形成过盈配合，测量时转接器不再晃动，确保测量结果稳定，避免了传统的装配间隙导致的测量精度受损的缺陷。
优选地，榫齿轴22与本体21间设有用于限制榫齿轴22在本体21内沿轴向位移距离的限位机构。参照图5，本实施例限位机构包括沿垂直其轴向的方向设于榫齿轴22上的限位轴28，相应地，本体21上沿垂直其轴向的方向开设供限位轴28贯通的限位孔29，经限位轴28与限位孔29的配合控制榫齿轴22在本体21内沿轴向的位移距离。
本实施例中，涡轮盘1上的榫槽11为枞树型榫槽，转接器榫头23的型面与枞树型榫槽的型面一致，装配间隙不大于0.01mm。优选地，榫齿轴22上开设有小孔，限位轴28贯通小孔后与榫齿22轴过盈配合，设于本体21上的限位孔29为矩形槽孔，矩形槽孔的槽宽比限位轴的外径大0.01mm，槽高尺寸比限位轴的外径大0.4mm(此处仅为举例，并非数值限定)，即榫齿轴22与本体21轴向位移极限值为0.4mm，通过对位置极限范围进行限定，避免榫齿轴22与本体21的错齿导致无法装配的问题。
参照图6及图7，本实施例本体21为圆柱体，本体21靠近底端的部位设有用于定位支撑定位块3的台阶部，定位块3设有与本体21的圆柱面滑动配合的通孔31，定位块3的相对两侧边设有用于抵靠涡轮盘端面的支块33，定位块3上表面呈圆弧面35，用于测量其相对于涡轮盘的旋转中心的距离是否一致。本实施例中，定位块3经通孔31与本体21无间隙滑合。当定位块3装配至本体21上并定位至本体21的台阶部上后(如图8所示)，经设于定位块3上的定位孔32及与定位孔32配合的螺钉34紧固至本体21上，使之成为一体的测量用转接结构。
根据本发明的另一方面，还提供一种涡轮盘榫槽测量系统，包括测量用定位装置4及上述的测量用转接装置。利用测量用转接装置(参照图9)，将被测榫槽位置度转换到容易测量的转接装置外露部位，即通过测量转接装置的位置度(至涡轮盘前后左右距离)，间接判断涡轮盘榫槽位置是否正确，即位置度是否合格。
参照图10及图11，本实施例测量用定位装置4包括底座41，底座41上设有用于定位支撑涡轮盘的定位盘42，底座41上还设有第一表架43、第二表架44，第一表架43上设有用于判断测量用转接装置关于涡轮盘水平轴线是否对称的第一测量表，第二表架44上设有用于判断测量用转接装置关于涡轮盘旋转中心的距离是否超标的第二测量表。
本实施例中，百分表分别固定在第一表架43、第二表架44两处表架上，第一表头45、第二表头46分别与相应位置百分表连接。第一表头45以及与之连接的百分表测量转接器前后位置，判断转接器是否关于涡轮盘水平轴线L对称，即涡轮盘榫槽是否关于涡轮盘水平轴线对称；第二表头46以及与之连接的百分表测量与转接器相连的定位块左右位置，即测量定位块及转接器至涡轮盘旋转中心O距离，经过换算即可得出涡轮盘榫槽型面至涡轮盘旋转中心距离。
具体地，先将底座41经支脚放置在测量基准平台上，底座41上固定定位盘42，将置入转接装置的涡轮盘放置在定位盘上，且涡轮盘可以绕定位盘的轴心转动，底座41上设有用于检测限位的定位销47，当定位块的端面与定位销47抵靠时，经第一表头45测量本体21的外圆柱面，以判断榫槽关于涡轮盘水平轴线L的对称度；且在涡轮盘的旋转过程中，经第二表头46测量定位块的圆弧面，判断百分表是否跳动，以检测榫槽型面相对于涡轮盘旋转中心O的距离是否合格。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种涡轮盘榫槽测量用转接装置，包括用于与涡轮盘(1)上的榫槽(11)配合的转接器(2)及设于所述转接器(2)上的定位块(3)，其特征在于，
所述转接器(2)包括本体(21)及与所述本体(21)沿轴向滑动配合的榫齿轴(22)，所述榫齿轴(22)嵌入所述本体(21)内，且所述本体(21)的底端及所述榫齿轴(22)延伸出所述本体(21)的端部均加工有榫头，所述本体(21)及所述榫齿轴(22)上的榫头型面匹配并组合形成与所述涡轮盘(1)上的榫槽(11)配合的转接器榫头(23)，所述转接器榫头(23)的尺寸小于所述榫槽(11)的尺寸以提供装配间隙，所述榫齿轴(22)上套设有用于对轴向位移进行弹性缓冲的弹性机构，所述榫齿轴(22)的顶端设有用于沿轴向锁紧所述榫齿轴(22)的锁紧机构；
所述榫齿轴(22)与所述本体(21)间设有用于限制所述榫齿轴(22)在所述本体(21)内沿轴向位移距离的限位机构；所述限位机构包括沿垂直其轴向的方向设于所述榫齿轴(22)上的限位轴(28)，相应地，所述本体(21)上沿垂直其轴向的方向开设供所述限位轴(28)贯通的限位孔(29)，经所述限位轴(28)与所述限位孔(29)的配合控制所述榫齿轴(22)在所述本体(21)内沿轴向的位移距离；涡轮盘(1)上的榫槽(11)为枞树型榫槽，转接器榫头(23)的型面与枞树型榫槽的型面一致，装配间隙不大于0.01mm；榫齿轴(22)上开设有小孔，限位轴(28)贯通小孔后与榫齿轴(22)过盈配合，设于本体(21)上的限位孔(29)为矩形槽孔，矩形槽孔的槽宽比限位轴的外径大0.01mm，槽高尺寸比限位轴的外径大0.4mm，即榫齿轴(22)与本体(21)轴向位移极限值为0.4mm，通过对位置极限范围进行限定，避免榫齿轴(22)与本体(21)的错齿导致无法装配的问题；
所述锁紧机构包括与所述榫齿轴(22)螺纹配合的锁紧螺钉(26)；所述本体(21)的内孔设有台阶端面，所述弹性机构的一端抵接所述台阶端面、另一端抵接设于所述榫齿轴(22)上的压板(25)；本体(21)内镶嵌榫齿轴(22)，其相互配合圆柱面按无间隙滑合，本体(21)与榫齿轴(22)的端部分别加工第一榫头、第二榫头，且第一榫头、第二榫头的榫头型面组合加工并按涡轮盘榫槽装配间隙不大于0.01mm设计，组合构成转接器榫头(23)；锁紧螺钉(26)与榫齿轴(22)螺纹连接，拧紧锁紧螺钉(26)压紧压板(25)与榫齿轴(22)端面贴合；弹簧(24)一端支靠在本体(21)内孔台阶端面处、另一端支靠在压板(25)端面处。
2.根据权利要求1所述的涡轮盘榫槽测量用转接装置，其特征在于，
所述本体(21)为圆柱体，所述本体(21)靠近底端的部位设有用于定位支撑所述定位块(3)的台阶部，所述定位块(3)设有与所述本体(21)的圆柱面滑动配合的通孔(31)，所述定位块(3)的相对两侧边设有用于抵靠涡轮盘端面的支块(33)，所述定位块(3)上表面呈圆弧面(35)。
3.根据权利要求2所述的涡轮盘榫槽测量用转接装置，其特征在于，
所述定位块(3)上设有定位孔(32)，且经锁紧件紧固至所述本体(21)上。
4.一种涡轮盘榫槽测量系统，其特征在于，包括测量用定位装置(4)及如权利要求1至3任一所述的测量用转接装置。
5.根据权利要求4所述的涡轮盘榫槽测量系统，其特征在于，所述测量用定位装置(4)包括底座(41)，所述底座(41)上设有用于定位支撑涡轮盘的定位盘(42)，所述底座(41)上还设有第一表架(43)、第二表架(44)，所述第一表架(43)上设有用于判断所述测量用转接装置关于涡轮盘水平轴线是否对称的第一测量表，所述第二表架(44)上设有用于判断所述测量用转接装置关于涡轮盘旋转中心的距离是否超标的第二测量表。
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