CN109780976A - 压气机静子导流叶片安装角的智能检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压气机静子导流叶片安装角的智能检测装置及方法，测量定位工装由工装横梁(1)、支撑座(2)、二维滑台(3)、高精度转台(4)、深度轴(5)、定位销(6)组成；工装横梁(1)中部的下端面上依次安装有二维滑台(3)和高精度转台(4)，高精度转台(4)固定有深度轴(5)；两个支撑座(2)分别位于工装横梁(1)的两侧，支撑座(2)上设有定位销(6)，测量定位工装通过定位销(6)固定放置于待检测的压气机机匣(15)上。本发明能够实时显示检测结果，并提供检测结果数据保存和导出功能，避免人工误读、数据记录繁琐等不足；且该检测方法测量精度高、效率高、使用方便。

Description

压气机静子导流叶片安装角的智能检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及叶片安装角度的测量设计，提供了一种压气机静子导流叶片安装角的智能检测方法。

背景技术

在航空领域中，压气机静子导流叶片的安装角度对于发动机的二次流损耗有着很大的影响，尤其是高压压气机静子装配后导流叶片的安装角度，直接影响其能量转换效率。在航空发动机中，通常采用控制导流叶片出气角的方向来使流入第一级动子叶片的气流攻角处于合适位置，进而避免发动机喘振的发生。因此，叶片在机匣中的安装角度对发动机性能影响非常大，确定叶片的安装角度变化对于提高发动性能有着十分重要的意义。

目前现有的机匣叶片安装角的检测装置完全是机械式，依靠人工读数记录，这种检测方式高度依赖操作工人的经验和态度，精确度低，使用起来不够方便、智能。

发明内容

发明目的

本发明提供压气机静子导流叶片安装角的智能检测装置及检测方法。

发明的技术方案

本发明所述压气机静子导流叶片安装角的检测方法，其中，待测叶片16固定在压气机机匣15上，待测叶片16的一端安装在压气机机匣15上、另一端安装在压气机机匣内环上，压气机机匣内可安装n层叶片，其中机匣内最上一层为0级，往下依次为1级、2级、3级等。

本发明所述压气机静子导流叶片安装角检测方法，其中所述倾角仪的径向距离是根据不同级别叶片的中心与中心轴向的距离设定，测量杆的初始固定角度是根据不同级别叶片的安装角设定。本发明的技术方案如下：

1.压气机静子导流叶片安装角的智能检测装置，所述检测装置包括测量定位工装和倾角仪，其中，测量定位工装由工装横梁1、支撑座2、二维滑台3、高精度转台4、深度轴5、定位销6组成；工装横梁1中部的下端面上依次安装有二维滑台3和高精度转台4，高精度转台4固定有深度轴5；两个支撑座2 分别位于工装横梁1的两侧，支撑座2上设有定位销6，测量定位工装通过定位销6固定放置于待检测的压气机机匣15上端面；检测过程中倾角仪吸附贴合在深度轴5上。

2.压气机静子导流叶片安装角的检测方法，所述检测方法的步骤为：

1)将如权利要求1所述的测量定位工装通过定位销6固定放置于待检测的压气机机匣15上端面，以压气机机匣15的外圆为基准，通过高精度转台4旋转带动百分表打表，并调整测量工装中心的二维滑台3，使百分表的示数跳动范围始终小于100微米，以此找到机匣15轴心，从而确定测量工装的测量中心；

2)将倾角仪吸附贴合到测量定位工装深度轴5的基准标定面上，清零作为基准；移动倾角仪到待测叶片16附近，调节倾角仪使其测量杆8紧贴于待测叶片16进排气边上，待接触指示灯亮起，即测得待测叶片16截面相对于机匣中心轴线的安装角，保存当前数据；

3)向上移动倾角仪，旋转测量工装的高精度转台4，检测下一个待测叶片；

4)检测完所有待测叶片安装角后，通过数据线连接上位机，直接导出检测结果。

所述倾角仪是采用高精度MEMS双轴角度传感器，通过设计相应的处理电路和软件补偿算法实现角度的精确测量。所述倾角仪的径向距离是根据不同级别叶片的中心与中心轴向的距离设定，测量杆8的初始固定角度是根据不同级别待测叶片的安装角设定。所述倾角仪是利用在倾角仪底面嵌入磁铁块13，吸附到专用测量工装深度轴5的基准标定面上，其正常工作是靠可充电锂电池12 提供电源。

发明的技术效果

本发明的倾角仪采用高精度MEMS双轴角度传感器，通过设计相应的处理电路和软件补偿算法实现角度的精确测量；能够实时显示检测结果，并提供检测结果数据保存、导出等功能，避免人工误读、数据记录繁琐等不足；且该检测方法测量精度高、效率高、使用方便。

附图说明

图1为本发明的专用测量工装结构示意图；

图2为本发明的倾角仪结构示意图；

图3为压气机静子导流叶片安装角检测定位示意图；

图4为倾角仪的测量原理示意图。

具体实施方式

本实施例所述倾角仪的径向距离对0级叶片为260mm、1级叶片为240mm、 2级叶片为230mm、3级叶片为226mm。

本实施例所述机匣内叶片的级数为4级，每一级叶片有100片。

如图1-4所示，本实施例所述压气机静子导流叶片安装角检测方法的步骤为：

1、将专用的测量定位工装通过定位销6固定放置于待检测的压气机机匣 15上端面，将磁力表架吸附到测量工装的深度轴5上，通过测量工装中心的高精度转台4旋转带动百分表打机匣15的外圆跳动，调整测量工装中心上的二维滑台3，找到机匣15轴心，以此确定测量工装的测量中心；

2、将该级叶片对应的倾角仪吸附贴合到测量工装深度轴5的基准标定面上，清零作为基准；移动倾角仪到待测叶片16附近，调节倾角仪使其测量杆8 紧贴于叶片16进排气边上，待接触指示灯亮起，即测得该叶片截面相对于机匣中心轴线的安装角，保存当前数据；

3、向上移动倾角仪，旋转测量工装的高精度转台4，重复第二步骤，检测下一个压气机静子导流叶片；

4、检测完所有叶片安装角后，通过数据线连接上位机，直接导出检测结果。

本实施例所述压气机静子导流叶片安装角检测方法，其中，所述倾角仪是利用在倾角仪底面嵌入磁铁块13，吸附到测量工装深度轴5的基准标定面上；其正常工作是靠可充电锂电池12提供电源。

本发明的倾角仪是基于MEMS传感器技术，其测量原理为：

基于重力加速度原理，由于重力加速度g的方向始终垂直向下，如果空间平面水平即重力加速度g垂直，那么重力加速度在平面上的投影为0；如果空间平面不水平，即与重力加速度之间有夹角，那么重力加速度在这个空间平面上的投影不为0。通过加速度传感器感应轴上的重力加速度，经过转换可得到平面倾角。传感器输出与重力之间存在下列关系：

sinα＝X/G

其中X为表示加速度传感器的输出，G为重力加速度，α表示传感器的倾角。当传感器沿其敏感轴方向旋转时，传感器会输出带有加速度信息的电压信号，通过换算，就可以得到角度值：

α＝sin^-1(X/G)。

Claims (5)

1.压气机静子导流叶片安装角的智能检测装置，其特征在于：

所述检测装置包括测量定位工装和倾角仪，其中，测量定位工装由工装横梁(1)、支撑座(2)、二维滑台(3)、高精度转台(4)、深度轴(5)、定位销(6)组成；工装横梁(1)中部下端面上依次安装有二维滑台(3)和高精度转台(4)，高精度转台(4)固定有深度轴(5)；两个支撑座(2)分别位于工装横梁(1)的两侧，支撑座(2)上设有定位销(6)，测量定位工装通过定位销(6)固定放置于待检测的压气机机匣(15)上端面；检测过程中倾角仪吸附贴合在深度轴(5)上。

2.压气机静子导流叶片安装角的检测方法，其特征在于：所述检测方法的步骤为：

(1)、将如权利要求1所述的测量定位工装通过定位销(6)固定放置于待检测的压气机机匣(15)上端面，以压气机机匣(15)的外圆为基准，通过高精度转台(4)旋转带动百分表打表，并调整测量工装中部的二维滑台(3)，使百分表的示数跳动范围始终小于100微米，以此找到压气机机匣(15)的轴心，从而确定测量工装的测量中心；

(2)、将倾角仪吸附贴合到测量定位工装深度轴(5)的基准标定面上，清零作为基准；移动倾角仪到待测叶片(16)附近，调节倾角仪使其测量杆(8)紧贴于待测叶片(16)进排气边上，待接触指示灯亮起，即测得待测叶片(16)截面相对于机匣中心轴线的安装角，保存当前数据；

(3)、向上移动倾角仪，旋转测量工装的高精度转台(4)，检测下一个待测叶片；

(4)、检测完所有待测叶片安装角后，通过数据线连接上位机，直接导出检测结果。

3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述倾角仪是采用高精度MEMS双轴角度传感器，通过设计相应的处理电路和软件补偿算法实现角度的精确测量。

4.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述倾角仪的径向距离是根据不同级别叶片的中心与中心轴向的距离设定，测量杆(8)的初始固定角度是根据不同级别待测叶片的安装角设定。

5.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述倾角仪是利用在倾角仪底面嵌入磁铁块(13)，吸附到专用测量工装深度轴(5)的基准标定面上。