CN108981525A - 一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统 - Google Patents

一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统 Download PDF

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郭海
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张静怡
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Abstract

本发明公开了一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，包括夹紧装置和测量装置；夹紧装置包括定位机构和压紧机构，定位机构和压紧机构配合压紧导向叶片的两端，叶身定位机构在导向叶片的中间支撑叶片。夹紧装置夹好导向叶片后，由测量装置测量待测量截面的前、后缘位置尺寸。本发明针对导向叶片前后缘位置尺寸设计的测量系统，结构简单，操作方便，实现对叶片前、后缘高效、全截面检测。

Description

一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统
【技术领域】
本发明属于发动机导向叶片测量技术领域，尤其涉及一种发动机导向叶片前后位置的测量系统。
【背景技术】
随着我国航空工业的发展，对发动机的性能要求不断提高，因此发动机涡轮叶片的叶身弯曲也越来越大。参见图1，涡轮叶片的前缘和后缘是由多段曲率变化较大的空间曲线组成，气流流经叶身型面的表面，因此叶身及前、后缘的精度要求很高。
通用测量前后缘的装置是在固定的某个截面处设有百分表架，利用标准件对表后，对前后缘进行检测。但这种检测方式有不足之处：第一、由于零件长度限制，长度短的叶片只能检测两个截面，长的叶片可以检测三、四个截面，检测范围受限；第二、检测截面多的叶片，需要的百分表多，操作复杂，检测效率低；第三、测具结构复杂。另外一种检测方法是利用三坐标测量进行检测，该方法只适用于零件成品批量测量，不适用于工序加工过程中进行零件检测。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统。本发明提供的装置结构简单、操作方便，能够实现对叶片前后缘高效、全截面检测、
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，包括夹紧装置和测量装置；夹紧装置包括底座，底座上依次固定安装有第一定位机构、叶身定位机构和第二定位机构；第一定位机构旁安装有第一压紧机构，第二定位机构旁安装有第二压紧机构；测量导向叶片时，第一压紧机构和第一定位机构配合压紧导向叶片的一端，第二压紧机构和第二定位机构配合压紧导向叶片的另一端；叶身定位机构支撑导向叶片的叶身；
测量装置包括表架，表架上安装有测量叶身前、后缘位置尺寸的百分表。
本发明的进一步改进在于：
所述表架上部开设有贯穿前后的通孔，通孔内装有相互接触的连接杆和百分表，连接杆的一端凸出通孔前端且固定连接有测量触头；表架的前端面下部固定安装有定位触头。
所述百分表包括固定连接的量杆和表盘；量杆内安装有伸缩杆，伸缩杆的一端超出量杆在通孔内和连接杆接触，伸缩杆的另一端和表盘内部连接；量杆凸出表架的一端和表盘连接；连接杆的表面设置有凹槽；测量装置还包括从表架的外部伸入至凹槽的限位件；量杆通过定位件固定安装在通孔中。
所述第一压紧机构包括固定安装在底座上的第三支座，第三支座上固定安装有第一支撑件，第一支撑件和第一升降件的一端铰接，第一升降件的另一端固定连接有第一压头。
所述第一定位机构包括固定安装在底座上的第一支座，第一支座上固定安装有第一V型定位件，第一V型定位件沿其中心线开设有V型槽，用于放置导向叶片的一端。
所述叶身定位机构通过导轨固定安装在底座上；叶身定位机构包括第四支座，第四支座的下表面和底座固定连接；第四支座固定安装有支撑叶身的第一支撑伸缩头和第二支撑伸缩头；第一支撑伸缩头和第二支撑伸缩头均能够调整高度并顶紧叶身。
所述第二定位机构包括固定安装在底座上的第二支座，第二支座上固定安装有第二V型定位件，第二V型定位件沿其中心线开设有V型槽，用于放置导向叶片的一端。
所述第一V型定位件的中心线和第二V型定位件的中心线，均和导向叶片的轴向中心线重合。
所述第二压紧机构包括第二支撑件，第二支撑件通过对表件固定安装在底座上；第二支撑件和第二升降件的一端铰接，第二升降件的另一端固定连接有第二压头。
所述对表件为垂直于底座的四方柱状体，其侧壁用于校正百分表。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，包括夹紧装置和测量装置；夹紧装置包括定位机构和压紧机构，定位机构和压紧机构配合压紧导向叶片的两端，叶身定位机构在导向叶片的中间支撑叶片。夹紧装置夹好导向叶片后，由测量装置测量待测量截面的前、后缘位置尺寸。本发明针对导向叶片前、后缘位置尺寸设计的测量系统，结构简单，操作方便，实现对叶片前后缘高效、全截面检测。
进一步的，本发明的测量装置将百分表放置在表架上，定位触头定位基准面，测量触头接触的叶片前、后缘，进而测量叶片前、后缘与叶片中心线之间的距离。
进一步的，百分表通过伸缩杆和连接杆接触，连接杆在通孔内前后移动，推动伸缩杆前后移动，测量出前、后缘的位置距离，同时在表盘上显示出对应数值。测量装置设置有限位件，用于和连接杆上的凹槽配合，对连接杆的前后移动距离进行一定的限定，一方面防止连接杆脱出表架，另一方面防止连接杆移动距离太大，对百分表造成损伤；百分表通过定位件固定安装在表架的通孔中。
进一步的，第一压紧机构包括和底座固定连接的第三支座，第三支座上固定安装有支撑件，用于支撑第一升降件和第一压头，第一压头能够随着第一升降件的升降上下移动。
进一步的，第一定位机构在第一支座上固定安装有第一V型定位件，第一V型定位件上开设有V型槽，用于放置导向叶片；叶片的一端放置在V型槽中，第一压头将其压紧，用于限制叶片径向和轴向位移。
进一步的，叶身定位机构固定安装在导轨上，叶片的叶身安装在叶身定位机构时，两个支撑伸缩头能够根据叶片的形状上下移动同时顶紧叶片，限制叶片的角向位移。
进一步的，第二定位机构在第二支座上固定安装有第二V型定位件，第二V型定位件上开设有V型槽，用于放置导向叶片；叶片的一端放置在V型槽中，第二压头将其压紧，用于限制叶片径向和轴向位移。
进一步的，两个V型定位件的中心线均和导向叶片的中心线重合，保证夹装牢固，加工精度高。
进一步的，第二压紧机构包括第二支撑件，第二支撑件通过对表件固定安装在底座上，第二支撑件用于支撑第二升降件和第二压头，第二压头能够随着第二升降件的升降上下移动。
进一步的，对表件在第二压紧机构的下方，用于支撑第二压紧机构；对表件的侧壁垂直底座，能够用于校正百分表。
【附图说明】
图1为本发明的导向叶片结构示意图；
图2为本发明的夹紧装置正视结构示意图；
图3为本发明的夹紧装置俯视结构示意图；
图4为本发明的测量装置正视结构示意图；
图5为本发明的测量装置俯视结构示意图；
其中：1-上轴颈；2-叶身；3-后缘；4-下轴颈；5-前缘；6-第一压紧机构；7-第一定位机构；8-叶身定位机构；9-第二压紧机构；10-对表件；11-第二定位机构；12-导轨；13-底座；14-测量触头；15-百分表；16-表架；17-定位触头；18-限位件；19-定位件；20-连接杆；21-量杆；22-凹槽；23-表盘；24-伸缩杆；6-1-第三支座；6-2-第一支撑件；6-3-第一升降件；6-4-第一压头；7-1-第一支座；7-2-第一V型定位件；8-1-第四支座；8-2-第一支撑伸缩头；8-3-第二支撑伸缩头；9-2-第二支撑件；9-3-第二升降件；9-4-第二压头；11-1-第二支座；11-2-第二V型定位件。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，导向叶片包括上轴颈1、叶身2、后缘3、下轴颈4和前缘5；上轴颈1和叶身2的一端连接，叶身2的另一端和下轴颈4连接；叶身2一个侧边为后缘3，另一个侧边为前缘5。本发明测量导向叶片前后缘位置即测定导向叶片某一截面的前缘或后缘到导向叶片中轴线的距离。
导向叶片前后缘位置测量系统包括夹紧装置和测量装置；
参见图2，夹紧装置包括第一压紧机构6、第一定位机构7、叶身定位机构8、第二压紧机构9、对表件10、第二定位机构11、导轨12和底座13。底座13上依次固定有第一定位机构7、导轨12和第二定位机构11，三个机构的中心线在同一直线上；导轨12上固定安装有用于支撑叶身2的叶身定位机构8；导轨12的长度能够根据被测量的定向叶片的长度进行调整，当定向叶片较长时，导轨12能够设置多个叶身定位机构8；第一定位机构7旁安装有第一压紧机构6，第二定位机构11旁安装有对表件10，对表件10上固定安装有第二压紧机构9。
第一压紧机构6包括第三支座6-1、第一支撑件6-2、第一升降件6-3和第一压头6-4；第三支座6-1固定安装在底座13上，第一支撑件6-2的一端固定安装在第三支座6-1上，第一支撑件6-2的另一端和第一升降件6-3的一端铰接，第一升降件6-3的另一端固定连接有第一压头6-4；第一压头6-4和第一V型定位件7-2上的V型槽配合压紧上轴颈1，限制上轴颈1的垂直于底座13的径向移动和上轴颈1的前后移动。
第一定位机构7包括固定安装在底座13上的第一支座7-1，第一支座7-1上固定安装有第一V型定位件7-2，第一V型定位件7-2沿中心线开设有V型槽，用于放置上轴颈1；第一V型定位件7-2的中心线和导向叶片的轴向中心线重合。
叶身定位机构8包括第四支座8-1，第四支座8-1上固定安装有支撑叶身2的第一支撑伸缩头8-2和第二支撑伸缩头8-3；第一支撑伸缩头8-2和第二支撑伸缩头8-3的下端均和弹簧固定连接，第一支撑伸缩头8-2和第二支撑伸缩头8-3能够根据叶身2的形状进行高度的调整，同时顶紧叶身2。
第二定位机构11包括固定安装在底座13上的第二支座11-1，第二支座11-1上固定安装有第二V型定位件11-2，第二V型定位件11-2沿中心线开设有V型槽，用于放置下轴颈4。第二V型定位件1-2的中心线和导向叶片的轴向中心线重合。
第二压紧机构9包括第二支撑件9-2、第二升降件9-3和第二压头9-4。第二支撑件9-2的一端安装在对表件10上，另一端和第二升降件9-3的一端铰接，第二升降件9-3的另一端和第二压头9-4固定连接。第二压头9-4和第二V型定位件11-2上的V型槽配合压紧下轴颈4，限制下轴颈4的垂直于底座13的径向移动和下轴颈4的前后移动。
参见图3，测量装置包括测量触头14、表架16、定位触头17、限位件18、定位件19、连接杆20、凹槽22；百分表15包括量杆21、伸缩杆24和表盘23。表架16的前端面下部固定安装有定位触头17，定位触头17的下表面和表架16的下表面在同一平面上；表架16的上部沿前后方向开设有通孔，通孔内装有相互接触的伸缩杆24和连接杆20；伸缩杆24套装在量杆21内；连接杆20的一端和伸缩杆24接触，另一端固定安装有测量触头14；伸缩杆24的一端和连接杆20接触，另一端伸入至表盘23内，百分表15通过伸缩杆24在表盘23内的移动测量出实际数值并显示出测量值；量杆21的另一端固定和表盘23固定连接。连接杆20的外部开设有长条形凹槽22，本实施例中优选在连接杆20的上部，表架16的上端面安装有限位件18，限位件18的上端在表架16外，下端伸入至凹槽22内；当连接杆20前后移动时，凹槽22和限位件18配合，防止连接杆20脱出表架16的通孔，或者损坏百分表15；表架16的上端面还安装有定位件19，定位件19的上端在表架16外，下端伸入表架16内和量杆21接触，顶紧量杆21，用于将量杆21固定安装在通孔内，进而将整个百分表15固定安装在表架16上。
本发明的工作测量过程：
(1)零件装夹：将导向叶片水平放至测量夹具上，使上轴颈1贴紧第一定位机构7的V型槽，叶身2贴紧，下轴颈4贴紧第二定位机构11的V型槽；第一升降件6-3带动第一压头6-4压紧上轴颈1；第二升降件9-3带动第二压头9-4压紧下轴颈4；
(2)测量装置对表：将百分表15安装在表架16上，将测量触头14和定位触头17同时垂直贴紧对表件10，贴紧后将表盘23调零，将表架16取下；
(3)零件测量：选择导向叶片需要测量的截面，将定位触头17贴紧导轨12，测量触头14贴紧导向叶片的前缘5或后缘3，连接杆20推动伸缩杆24移动，伸缩杆24带动表盘23内部转动，表盘23上显示出测量值，该测量值即为零件前、后缘距离叶片轴向的距离。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，其特征在于，包括夹紧装置和测量装置；夹紧装置包括底座(13)，底座(13)上依次固定安装有第一定位机构(7)、叶身定位机构(8)和第二定位机构(11)；第一定位机构(7)旁安装有第一压紧机构(6)，第二定位机构(11)旁安装有第二压紧机构(9)；测量导向叶片时，第一压紧机构(6)和第一定位机构(7)配合压紧导向叶片的一端，第二压紧机构(9)和第二定位机构(11)配合压紧导向叶片的另一端；叶身定位机构(8)支撑导向叶片的叶身(2)；
测量装置包括表架(16)，表架(16)上安装有测量叶身(2)前、后缘位置尺寸的百分表(15)。
2.根据权利要求1所述的一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，其特征在于，表架(16)上部开设有贯穿前后的通孔，通孔内装有相互接触的连接杆(20)和百分表(15)，连接杆(20)的一端凸出通孔前端且固定连接有测量触头(14)；表架(16)的前端面下部固定安装有定位触头(17)。
3.根据权利要求2所述的一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，其特征在于，百分表(15)包括固定连接的量杆(21)和表盘(23)；量杆(21)内安装有伸缩杆(24)，伸缩杆(24)的一端超出量杆(21)在通孔内和连接杆(20)接触，伸缩杆(24)的另一端和表盘(23)内部连接；量杆(21)凸出表架(16)的一端和表盘(23)连接；连接杆(20)的表面设置有凹槽(22)；测量装置还包括从表架(16)的外部伸入至凹槽(22)的限位件(18)；量杆(21)通过定位件(19)固定安装在通孔中。
4.根据权利要求1所述的一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，其特征在于，第一压紧机构(6)包括固定安装在底座(13)上的第三支座(6-1)，第三支座(6-1)上固定安装有第一支撑件(6-2)，第一支撑件(6-2)和第一升降件(6-3)的一端铰接，第一升降件(6-3)的另一端固定连接有第一压头(6-3)。
5.根据权利要求1所述的一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，其特征在于，第一定位机构(7)包括固定安装在底座(13)上的第一支座(7-1)，第一支座(7-1)上固定安装有第一V型定位件(7-2)，第一V型定位件(7-2)沿其中心线开设有V型槽，用于放置导向叶片的一端。
6.根据权利要求1所述的一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，其特征在于，叶身定位机构(8)通过导轨(12)固定安装在底座(13)上；叶身定位机构(8)包括第四支座(8-1)，第四支座(8-1)的下表面和底座(13)固定连接；第四支座(8-1)固定安装有支撑叶身(2)的第一支撑伸缩头(8-2)和第二支撑伸缩头(8-3)；第一支撑伸缩头(8-2)和第二支撑伸缩头(8-3)均能够调整高度并顶紧叶身(2)。
7.根据权利要求1所述的一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，其特征在于，第二定位机构(11)包括固定安装在底座(13)上的第二支座(11-1)，第二支座(11-1)上固定安装有第二V型定位件(11-2)，第二V型定位件(11-2)沿其中心线开设有V型槽，用于放置导向叶片的一端。
8.根据权利要求5或7所述的一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，其特征在于，第一V型定位件(7-2)的中心线和第二V型定位件(11-2)的中心线，均和导向叶片的轴向中心线重合。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，其特征在于，第二压紧机构(9)包括第二支撑件(9-2)，第二支撑件(9-2)通过对表件(10)固定安装在底座(13)上；第二支撑件(9-2)和第二升降件(9-3)的一端铰接，第二升降件(9-3)的另一端固定连接有第二压头(9-4)。
10.根据权利要求9所述的一种发动机导向叶片前后缘位置的测量系统，其特征在于，对表件(10)为垂直于底座(13)的四方柱状体，其侧壁用于校正百分表(15)。
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