CN109238721B - 叶片位移校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叶片位移校准装置，该叶片校准装置包括：隔振基座、第一位移调整平台、进动平台、第一旋转平台、支撑板、第二旋转平台、叶片夹第二位移调整平台、角度调整平台、传感器以及微米级传感器。本发明能力利用直线往复运动代替传统的旋转机构进行动态校准试验，极大提高测试准确度，并且能够采用真实叶片进行静态、动态校准试验，无需加工叶片、叶盘模型，节约了大量成本。

Description

叶片位移校准装置

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，具体涉及一种叶片位移校准装置。

背景技术

发动机转子叶片尖端与机匣的间隙(叶尖间隙，简称TC)的测量是发动机测试的关键技术。现有技术中主要采用静态手动校准系统和动态自动校准系统两种方式来测量转子叶尖间隙，但是，采用静态手动校准系统的方式，自动化程度低，一般完成单点校准试验大约需要0.5～1h，校准效率低，同时极易出现误操作，造成校准失败的情况；采用动态自动校准系统，校准效率高，但校准精度很低，由于采用旋转机构，造成校准平台振动大，校准准确度一般不高于0.01mm，无法满足测试要求。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叶片位移校准装置来克服或至少减轻现有技术中的至少一个上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种叶片位移校准装置，所述叶片校准装置包括：隔振基座，为矩形结构；以及第一位移调整平台，设置于所述隔振基座上；进动平台，与所述第一位移平台相对且设置于所述隔振基座上，所述进动平台能够在所述隔振基座上沿第一方向滑动以靠近或远离所述第一位移调整平台；第一旋转平台，设置于所述进动平台上，能够沿垂直于所述第一方向并且平行于所述隔振基座的一条边的第二方向在所述进动平台上滑动；支撑板，与所述第一旋转平台固定连接，能够随着所述第一旋转平台的转动而转动；第二旋转平台，设置于所述支撑板上；叶片夹具，与所述第二旋转平台固定连接，能够随着所述第二旋转平台的转动而转动；第二位移调整平台，设置于所述第一位移调整平台上，所述第二位移调整平台能够在所述第一位移调整平台上沿所述第一方向滑动以靠近或远离所述进动平台；角度调整平台，设置于所述第二位移调整平台上，能够沿与所述第一方向与第二方向所在的平面垂直的第三方向在所述第二位移调整平台上滑动；传感器，设置于所述角度调整平台上，能够随着所述角度调整平台的转动而转动；微米级传感器，设置于所述第二位移调整平台上；其中，所述第二方向与所述第三方向垂直。

在上述校准装置的优选技术方案中，所述支撑板上设置有叶片对准装置。

在上述校准装置的优选技术方案中，所述隔振基座上设置有第一滑槽，所述进动平台上设置有与所述第一滑槽相配合的第一滑轨。

在上述校准装置的优选技术方案中，所述进动平台上设置有沿所述第二方向的第二滑槽，所述第一旋转平台上设置有与所述第二滑槽相配合的第二滑轨。

在上述校准装置的优选技术方案中，所述第一位移调整平台上设置有沿第一方向的第三滑槽，所述第二位移调整平台上设置有与所述第三滑槽相配合的第三滑轨。

在上述校准装置的优选技术方案中，所述第二位移调整平台上设置有沿第三方向的第四滑槽，所述角度调整平台上设置有与所述第四滑槽相配合的第四滑轨。

在上述校准装置的优选技术方案中，所述角度调整平台上设置有传感器安装座，所述传感器设置于所述传感器安装座上。

在上述校准装置的优选技术方案中，所述叶片位移校准装置还包括第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机以及第四驱动电机，所述第一驱动电机与所述进动平台连接，所述第二驱动电机与所述第一旋转平台连接，所述第三驱动电机与所述第二位移调整平台连接，所述第四驱动电机与所述角度调整平台连接。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过七轴联合控制及位置信息反馈的接收，自动化程度极高，同时实现了四路电压数据采集输入，并自动生成数据表；实现了利用直线往复运动代替传统的旋转机构进行动态校准试验，极大提高测试准确度，并且能够采用真实叶片进行静态、动态校准试验，无需加工叶片、叶盘模型，节约了大量成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的校准装置的侧视图；

图2是本发明实施例提供的校准装置的俯视图；

图3是本发明实施例提供的被测叶片安装结构示意图。

附图标记：

1、隔振基座；2、进动平台；3、支撑板；4、被测叶片；5、传感器；6、传感器安装座；7、角度调整平台；8、第二位移调整平台；9、第一位移调整平台；10、第一旋转平台；11、微米级传感器；12、第二旋转平台；13、叶片夹具；14、叶片对准装置。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明的实施例提供了一种叶片位移校准装置，用于测量发动机转子的叶尖间隙。

图1是本发明实施例提供的校准装置的侧视图，图2是本发明实施例提供的校准装置的俯视图，图3是本发明实施例提供的被测叶片安装结构示意图。如图1、图2和图3所示，叶片校准装置包括隔振基座1，该隔振基座1 为矩形结构，用于支撑校准装置中各个部件，并隔绝振动，使得测量结果更准确。

在隔振基座1上设置有进动平台2和第一位移调整平台9，进动平台2 和第一位移调整平台9相对设置，并且进动平台2能够在隔振基座1上沿第一方向滑动以靠近或远离第一位移调整平台9，例如，进动平台2和第一位移调整平台9沿隔振基座1的长边方向分布，第一方向即隔振基座1的长边方向，又例如，进动平台2和第一位移调整平台9沿隔振基座的短边分布，第一方向即隔振基座1的短边方向，当然，第一方向不限于上述的两种方向，还可以是任意方向，只要满足进动平台2和第一位移调整平台9在该方向上能够相对地设置在隔振基座1上即可。

隔振基座1上设置有第一滑槽，进动平台2上设置有与第一滑槽相配合的第一滑轨，也可以是，隔振基座1上设置有第一滑轨，进动平台2上设置有与第一滑轨相配合的滑槽，其中，第一滑槽和第一滑轨均沿第一方向分布。第一滑槽和第一滑轨的具体形状在此不作限定，只要能够保证进动平台2能够在隔振基座1上沿第一方向滑动即可。

在进动平台2上设置有第一旋转平台10，第一旋转平台10能够沿垂直于第一方向并且平行于隔振基座1的一条边的第二方向在进动平台2上滑动，在一种优选的实施方式中，进动平台2上设置有沿第二方向的第二滑槽，在第一旋转平台上设置有与第二滑槽相配合的第二滑轨，也可以是，在进动平台2 上设置有沿第二方向的第二滑轨没在第一旋转平台上设置有与第二滑轨相配合的第二滑槽，只要能够保证第一旋转平台10在进动平台2上沿第二方向滑动即可。

第一旋转平台10上固定连接有支撑板3，支撑板3能够随着第一旋转平台10的转动而转动，其中，第一旋转平台10包括基座和凸台，在基座上设置有环形滑槽，凸台上设置有与环形滑槽相配合的环形滑轨，通过环形滑槽与环形滑轨的配合能够使得凸台相对于基座转动，支撑板3与凸台固定连接。

在支撑板3上还设置有第二旋转平台12，第二旋转平台12的具体结构与第一旋转平台10相同，在第二旋转平台12 的凸台上固定连接有叶片夹具13，该叶片夹具13能够随着凸台的转动而转动以调节被测叶片的角度。

在第一位移调整平台9上设置有第二位移调整平台8，第二位移调整平台 8能够在第一位移调整平台9上沿第一方向滑动以靠近或远离进动平台2，优选的，第一位移调整平台9上设置有沿第一方向的第三滑槽，第二位移调整平台8上设置有与第三滑槽相配合的第三滑轨，也可以是，第一位移调整平台9 上设置有沿第一方向的第三滑轨，第二位移调整平台8上设置有与第三滑轨相配合的第三滑槽，只要能够保证第二位移调整平台8能够在第一位移调整平台 9上滑动即可。

在第二位移调整平台8上设置有角度调整平台7，该角度调整平台7的具体结构与第一旋转平台10的结构相同，在此不再赘述，该角度调整平台7能够沿与第一方向和第二方向所在的平面垂直的第三方向在第二位移调整平台 8上滑动，优选的，第二位移调整平台8上设置有沿第三方向的第四滑槽，角度调整平台7上设置有与第四滑槽相配合的第四滑轨，也可以是，第二位移调整平台8上设置有沿第三方向的第四滑轨，角度调整平台7上设置有与第四滑轨相配合的第四滑槽，只要保证角度调整平台7能够在第二位移调整平台8 上滑动即可。

在角度调整平台7上设置有传感器5，该传感器5能够随着角度调整平台 7的转动而转动，以调节传感器5相对于被测叶片的角度，优选的，角度调整平台7上设置有传感器安装座6，传感器5设置于传感器安装座6上。

在第二位移调整平台8 上还设置有微米级传感器11，该微米级传感器11 用于测量被测叶片4和传感器5之间的距离。

本发明实施例中，第二方向与第三方向垂直，即第一方向、第二方向和第三方向相当于三维坐标系中的x轴、y轴和z轴。

本领域技术人员能够理解的是，以第一方向为发动机的径向方向，第二方向为发动机的周向方向，第三方向为发动机的轴向方向，通过在第一方向上调节进动平台2与第一位移调整平台9之间的距离，从而能够调整被测叶片的位置，即模仿叶片在发动机径向方向的运动，并通过传感器5将被测叶片的位置信息转换成对应的电压值输出。

在第二方向上调节第一旋转平台10的位置，从而能够调整被测叶片的位置，即模仿叶片在发动机周向方向的运动，并通过传感器5将被测叶片的位置信息转换成对应的电压值输出。

在第三方向上调整角度调整平台7的位置，从而能够调整被测叶片的位置，即模仿叶片在发动机轴向方向的运动，并通过传感器5将被测叶片的位置信息转换成对应的电压值输出。

可以理解的是，进动平台2、第一旋转平台10、角度调整平台7的位置可以同时改变，也可以选取其中的一个或者两个进行改变，以模拟不同状态下的叶片位置的变化，其具体的选取方式，本领域技术人员可以在实际应用中灵活的设定，在此不作限定。

在一些可选的实施例中，支撑板3上设置有叶片对准装置14，该叶片对准装置14具有一个标准平行面，被测叶片榫头作为叶片加工的基准，也具有一个标准平行面，通过第二旋转平台12调整被测叶片的角度，使得被测叶片榫头的标准平行面与叶片对准装置的标准平行面重合，从而能够使得被测叶片榫头的标准平行面与发动机的轴向方向垂直，以模拟叶片的真实安装位置。叶片对准装置可以是圆柱体，也可以是立方体，只要其具有一个标准平行面即可，其具体形状在此不作限定。

在一些可选的实施例中，叶片位移校准装置还包括第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机以及第四驱动电机，第一驱动电机与进动平台2连接，第二驱动电机与第一旋转平台10连接，第三驱动电机与第二位移调整平台8 连接，第四驱动电机与角度调整平台7连接。优选的，第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机以及第四驱动电机均为伺服电机，从而方便得到进动平台2、第一旋转平台10连接、第二位移调整平台8连接以及角度调整平台7 各自移动的距离。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种叶片位移校准装置，其特征在于，所述叶片位移校准装置包括

隔振基座（1），为矩形结构；以及

第一位移调整平台（9），设置于所述隔振基座（1）上；

进动平台（2），与所述第一位移调整平台（9）相对且设置于所述隔振基座（1）上，所述进动平台（2）能够在所述隔振基座（1）上沿第一方向滑动以靠近或远离所述第一位移调整平台（9）；

第一旋转平台（10），设置于所述进动平台（2）上，能够沿垂直于所述第一方向并且平行于所述隔振基座（1）的一条边的第二方向在所述进动平台（2）上滑动；

支撑板（3），与所述第一旋转平台（10）固定连接，能够随着所述第一旋转平台的转动而转动，所述支撑板（3）上设置有叶片对准装置（14）；

第二旋转平台（12），设置于所述支撑板（3）上；

叶片夹具（13），与所述第二旋转平台固定连接，能够随着所述第二旋转平台的转动而转动；

第二位移调整平台（8），设置于所述第一位移调整平台（9）上，所述第二位移调整平台（8）能够在所述第一位移调整平台（9）上沿所述第一方向滑动以靠近或远离所述进动平台（2）；

角度调整平台（7），设置于所述第二位移调整平台（8）上，能够沿与所述第一方向与第二方向所在的平面垂直的第三方向在所述第二位移调整平台（8）上滑动；

第一传感器（5），设置于所述角度调整平台（7）上，能够随着所述角度调整平台的转动而转动；

微米级传感器（11），设置于所述第二位移调整平台（8）上；

其中，所述第二方向与所述第三方向垂直。

2.根据权利要求1所述的叶片位移校准装置，其特征在于，所述隔振基座（1）上设置有第一滑槽，所述进动平台（2）上设置有与所述第一滑槽相配合的第一滑轨。

3.根据权利要求1所述的叶片位移校准装置，其特征在于，所述进动平台（2）上设置有沿所述第二方向的第二滑槽，所述第一旋转平台（10）上设置有与所述第二滑槽相配合的第二滑轨。

4.根据权利要求1所述的叶片位移校准装置，其特征在于，所述第一位移调整平台（9）上设置有沿第一方向的第三滑槽，所述第二位移调整平台（8）上设置有与所述第三滑槽相配合的第三滑轨。

5.根据权利要求3所述的叶片位移校准装置，其特征在于，所述第二位移调整平台（8）上设置有沿第三方向的第四滑槽，所述角度调整平台（7）上设置有与所述第四滑槽相配合的第四滑轨。

6.根据权利要求1所述的叶片位移校准装置，其特征在于，所述角度调整平台（7）上设置有传感器安装座（6），所述第一传感器（5）设置于所述传感器安装座（6）上。

7.根据权利要求1所述的叶片位移校准装置，其特征在于，所述叶片位移校准装置还包括第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机以及第四驱动电机，所述第一驱动电机与所述进动平台（2）连接，所述第二驱动电机与所述第一旋转平台（10）连接，所述第三驱动电机与所述第二位移调整平台（8）连接，所述第四驱动电机与所述角度调整平台（7）连接。

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