CN111390582B - 一种增强叶片冷却效果的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强叶片冷却效果的装置，该装置底座上固定设置有用于夹装叶片的定位块，定位块内开设有空腔，空腔内套装有活塞，活塞内开设有若干个竖向的通孔；EROWA组件的上端插入至底座中，EROWA组件内部开设有竖向的通水孔，通水孔、通孔和叶片的进气口依次连通。该结构使得冷却液体能够从EROWA组件内部的通水孔通过活塞的运动进入到叶片内腔，进行冷却。本发明的结构与传统的采用外表面冷却方式的气膜孔加工工装相比，增加了叶片内腔冷却方式，能够在气膜孔加工时降低加工温度，在气膜孔穿透时实现出口充分冷却，解决气膜孔出口电弧烧伤，提高叶片气膜孔出口质量。

Description

一种增强叶片冷却效果的装置

【技术领域】

本发明属于高压涡轮工作叶片气膜孔加工领域，具体涉及一种增强叶片冷却效果的装置。

【背景技术】

在航空发动机领域，复杂型腔高涡叶片通常采用在叶身加工气膜孔来降低叶片工作温度，进而提高发动机性能。由于涡轮叶片工作时叶身承受压力巨大，在叶身上加工气膜孔相当于人为制造缺陷，因此气膜孔的加工质量尤其重要，直接影响叶片的强度和工作寿命。目前气膜孔加工采用叶片外表面冷却方式，在气膜孔加工时采用水、油等介质进行冷却，降低加工温度，减少气膜孔重溶层厚度，重溶层厚度一般不大于0.02mm。但由于新型材料的不断应用，对气膜孔的加工质量要求更加严格，甚至有的要求达到无重熔层标准。为了进一步提高气膜孔加工质量，需要从冷却方式上进行创新，发明出一种增强冷却效果的结构装置。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种增强叶片冷却效果的装置，以解决增强叶片的冷却效果，提高气膜孔加工质量的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种增强叶片冷却效果的装置，包括底座和EROWA组件、底座上固定设置有用于夹装叶片的定位块，定位块内开设有空腔，空腔内套装有活塞，活塞内开设有若干个竖向的通孔；所述EROWA组件的上端插入至底座中，EROWA组件内部开设有竖向的通水孔，所述通水孔和通孔的下端连通，所述通孔的上端和叶片的进气口连通。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述定位块包括一体成型的定位部分和夹装部分，定位部分的底部和底座固定连接，夹装部分在定位部分的上部，夹装部分用于夹装叶片。

优选的，所述夹装部分沿竖向分为固定齿形块和夹紧齿形块，固定齿形块和夹紧齿形块之间设置有用于放置叶片的间隙。

优选的，所述夹紧齿形块从其上表面向下开设有窄槽，所述窄槽贯穿夹紧齿形块的两个侧壁，窄槽的底部在夹紧齿形块的内部；外部的夹紧齿形块开设有螺纹孔，所述螺纹孔内装配有压紧螺钉，压紧螺钉的一端抵住内部的夹紧齿形块。

优选的，所述间隙的一端旁设置有定位销，所述定位销固定设置在底座上。

优选的，所述活塞包括一体连接的主体部分和凸出部分，凸出部分在主体部分的上部；每一个通孔均贯穿主体部分和凸出部分；凸出部分为长方体，主体部分为圆柱体。

优选的，凸出部分的上部固定设置有密封垫，所述密封垫开设有孔洞，孔洞和通孔对应，每一个孔洞和与其对应的通孔同轴。

优选的，所述主体部分的侧壁为螺旋状。

优选的，活塞的侧壁和空腔的侧壁之间的配合间隙为0.05mm。

底座和定位块之间设置有密封圈，所述密封圈围绕空腔的底边设置；所述通水孔为拉丁孔。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种增强叶片冷却效果的装置，该装置底座上固定设置有用于夹装叶片的定位块，定位块内开设有空腔，空腔内套装有活塞，活塞内开设有若干个竖向的通孔；EROWA 组件的上端插入至底座中，EROWA组件内部开设有竖向的通水孔，通水孔、通孔和叶片的进气口依次连通。该结构使得冷却液体能够从EROWA组件内部的通水孔通过活塞的运动进入到叶片内腔，进行冷却。本发明的结构与传统的采用外表面冷却方式的气膜孔加工工装相比，增加了叶片内腔冷却方式，能够在气膜孔加工时降低加工温度，在气膜孔穿透时实现出口充分冷却，解决气膜孔出口电弧烧伤，提高叶片气膜孔出口质量。

进一步的，定位块由一体连接的定位部分和夹装部分组成，定位部分用于将叶片定位，夹装部分用于夹装叶片。

进一步的，夹装部分和叶片接触的一面为齿形面，增加和叶片之间的摩擦力。

进一步的，压紧螺钉通过插入至窄槽中，对叶片进行夹装定位。

进一步的，定位销从叶片的侧边对叶片进行限位。

进一步的，活塞的主体部分为圆柱体，便于活塞的上下活动，凸出部分为长方体，用于和叶片配合。

进一步的，密封垫和长方体横截面相同，用于密封活塞和叶片之间，防止冷却液体的流出。

进一步的，活塞的侧壁为螺旋状，同时限定活塞和空腔之间的配合间隙，减少活塞上下活动期间与空腔之间的摩擦力。

进一步的，底座和定位块之间设置有密封圈，防止冷却液渗出。

【附图说明】

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的剖视图；

图4为本发明的活塞图；

其中：1-底座；2-定位块；3-连接螺钉；4-密封垫；5-定位销；6-压紧螺钉；7-EROWA组件；8-活塞；9-密封圈；10-空腔；2-1-定位部分；2-2-夹装部分；4-1-孔洞；7-1-通水孔；8-1- 主体部分；8-2-凸出部分；8-3-通孔；2-2-1-固定齿形块；2-2-2-夹紧齿形块；2-2-3-窄槽；2-2-4- 间隙。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本发明公开了一种增强叶片冷却效果的装置，包括连接装置、叶片定位块和活动密封块。连接装置与机床连接，在连接处增加通道孔，使冷却液体可进入叶片夹具内部；叶片定位块将叶片进行夹紧固定，保证叶片装夹的一致性；活动密封块在叶片定位块内部，根据叶片通气孔位置大小加工出通水孔，通过压力将密封块贴紧叶片，使冷却介质不会在工作时出现泄漏。

参见图1、图2、图3和图4，所述装置由底座1、定位块2、连接螺钉3、密封垫4、定位销5、压紧螺钉6、EROWA组件7、活塞8和密封圈9组成；所述底座1将叶片定位块2 通过连接螺钉3固定在底座1上，底座1上开设有通槽，用于放置密封圈9，密封圈9用于密封底座1和定位块2之间，围绕空腔10的底边设置，确保安装的密封性；所述定位块2包括一体的定位部分2-1和夹装部分2-2，所述定位部分2-1内开设有贯穿上、下表面的空腔10，空腔10内部安装有活塞8，活塞8包括一体连接的主体部分8-1和凸出部分8-2，凸出部分8-2 在主体部分8-1的上部，活塞8内设置有贯穿凸出部分8-2和主体部分8-1的若干个通孔8-3；主体部分8-1为圆柱形，其侧壁为螺旋结构，使得活塞8上下活动时能够减少与空腔10内壁之间的摩擦力，凸出部分8-2为长方体结构凸出，相对应的，用于放置活塞8的空腔10分为两部分，下部分为圆柱形空腔，上部分为长方形空腔；活塞8的侧壁和空腔10侧壁的配合间隙为0.05mm，保证活塞8可灵活运动；通孔8-3的数量和开设位置根据叶片通气孔大小及位置加工出通孔，使冷却液可流入叶片内腔，本实施例中，通孔8-3的数量为两个；凸出部分8-2 上表面通过防水胶水固定粘结有密封垫4，密封垫4的结构和尺寸和凸出部分8-2的上表面相同，用于活塞8向叶片内腔输入液体时，密封活塞8和叶片之间的缝隙，即保证活塞8与叶片配合时冷却液不会出现泄漏情况，本实施例中，密封垫4的横截面为矩形，密封垫4上开设有两个孔洞4-1，两个孔洞4-1和通孔8-3的位置及尺寸对应。

所述夹装部分2-2包括两个齿形块，分别为固定齿形块2-2-1和夹紧齿形块2-2-2，两个齿形块的内侧壁不接触，之间的间隙2-2-4用于叶片的放置，两个齿形块之间相对应的内侧壁为齿形状；固定齿形块2-2-1位置始终固定不动，固定齿形块2-2-1起定位作用；夹紧齿形块2-2-2 从其上表面向下开设有窄槽2-2-3，所述窄槽2-2-3的厚度远小于齿形块的厚度，窄槽2-2-3贯穿夹紧齿形块2-2-2的两个侧边，并未将上下表面贯穿，因此夹紧齿形块2-2-2的上部被窄槽 2-2-3切割为内、外两部分，夹紧齿形块2-2-2的下部始终为一体；外部的夹紧齿形块2-2-2的外侧壁上开设有螺纹孔，压紧螺钉6穿过螺纹孔及窄槽2-2-3后抵住内部的夹紧齿形块2-2-2 的侧壁，使得从夹紧齿形块2-2-2和固定齿形块2-2-1夹紧叶片。

底座1上固定设置有定位销5，定位销5在定位块2的侧旁，定位块2在固定齿形块2-2-1 和夹紧齿形块2-2-2之间间隙2-2-4的一端旁。

底座1下固定安装有EROWA组件7，便于夹具快换；EROWA组件7的上端插入至底座 1中，底座1中拉钉螺纹孔加工成通孔，将夹具放置在加工设备上，EROWA组件7中开设有贯穿其上端面和下端面的有通水孔7-1，通水孔7-1的上端和空腔10的下端连通，使冷却液可以从通水孔7-1中进入空腔10，通水孔7-1优选为拉钉孔；冷却液体通过EROWA拉钉孔进入定位块2内部，在液体压力(2MPa)作用下，推动活塞紧靠叶片进气口，然后通过活塞内通道流入叶片内腔，对零件进行内部冷却，提高气膜孔表面加工质量

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 (6)

1.一种增强叶片冷却效果的装置，其特征在于，包括底座(1)和EROWA组件(7)、底座(1)上固定设置有用于夹装叶片的定位块(2)，定位块(2)内开设有空腔(10)，空腔(10)内套装有活塞(8)，活塞(8)内开设有若干个竖向的通孔(8-3)；所述EROWA组件(7)的上端插入至底座(1)中，EROWA组件(7)内部开设有竖向的通水孔(7-1)，所述通水孔(7-1)和通孔(8-3)的下端连通，所述通孔(8-3)的上端和叶片的进气口连通；

所述定位块(2)包括一体成型的定位部分(2-1)和夹装部分(2-2)，定位部分(2-1)的底部和底座(1)固定连接，夹装部分(2-2)在定位部分的上部，夹装部分(2-2)用于夹装叶片；

所述夹装部分(2-2)沿竖向分为固定齿形块(2-2-1)和夹紧齿形块(2-2-2)，固定齿形块(2-2-1)和夹紧齿形块(2-2-2)之间设置有用于放置叶片的间隙(2-2-4)；

所述夹紧齿形块(2-2-2)从其上表面向下开设有窄槽(2-2-3)，所述窄槽(2-2-3)贯穿夹紧齿形块(2-2-2)的两个侧壁，窄槽(2-2-3)的底部在夹紧齿形块(2-2-2)的内部；外部的夹紧齿形块(2-2-2)开设有螺纹孔，所述螺纹孔内装配有压紧螺钉(6)，压紧螺钉(6)的一端抵住内部的夹紧齿形块(2-2-2)；

所述活塞(8)包括一体连接的主体部分(8-1)和凸出部分(8-2)，凸出部分(8-2)在主体部分(8-1)的上部；每一个通孔(8-3)均贯穿主体部分(8-1)和凸出部分(8-2)；凸出部分(8-2)为长方体，主体部分(8-1)为圆柱体。

2.根据权利要求1所述的一种增强叶片冷却效果的装置，其特征在于，所述间隙(2-2-4)的一端旁设置有定位销(5)，所述定位销(5)固定设置在底座(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种增强叶片冷却效果的装置，其特征在于，凸出部分(8-2)的上部固定设置有密封垫(4)，所述密封垫(4)开设有孔洞(4-1)，孔洞(4-1)和通孔(8-3)对应，每一个孔洞(4-1)和与其对应的通孔(8-3)同轴。

4.根据权利要求1所述的一种增强叶片冷却效果的装置，其特征在于，所述主体部分(8-1)的侧壁为螺旋状。

5.根据权利要求1所述的一种增强叶片冷却效果的装置，其特征在于，活塞(8)的侧壁和空腔(10)的侧壁之间的配合间隙为0.05mm。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的增强叶片冷却效果的装置，其特征在于，底座(1)和定位块(2)之间设置有密封圈(9)，所述密封圈(9)围绕空腔(10)的底边设置；所述通水孔(7-1)为拉丁孔。

Images