CN112229906A - 航空发动机叶片检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种航空发动机叶片检测装置，航空发动机叶片检测装置包括：检测部件(1)，用于沿叶片(2)的侧面进行扫描；承载部件(3)，与所述检测部件(1)连接，用于带动所述检测部件(1)沿所述叶片(2)的侧面移动；定位部件(4)，安装在所述承载部件(3)上，用于抵靠所述叶片(2)的边缘并随所述承载部件(3)移动而沿所述叶片(2)的边缘移动，以限定所述检测部件(1)与所述叶片(2)的边缘之间的距离。应用本申请的技术方案，航空发动机叶片检测装置可用于检测处于安装状态的叶片，改善了现有技术中的检测装置存在的不能对安装状态的叶片进行检测的问题。

Description

航空发动机叶片检测装置

技术领域

本发明涉及航空发动机检测设备领域，具体而言，涉及一种航空发动机叶片检测装置。

背景技术

树脂基复合材料的航空发动机风扇叶片具有重量轻、吸能性好的优点，因此其不仅可以改善风扇系统的包容性，还可切实减轻发动机的重量，提高推重比和效率。树脂基复合材料的航空发动机风扇叶已得到国内外各主要航空发动机制造商的大力研究和推广应用。

如图1所示，复合材料风扇叶片的叶身包括铺层结构或三维编织结构的叶身本体2’和采用金属加强边胶接工艺形成在叶片主体的边缘的金属加强边3’，在鸟撞分析试验研究中经常发生在叶身本体2’未出现明显裂纹时前缘金属加强边3’已出现大部分区域开胶和局部开裂的情况，因此无论在当前复合材料风扇叶片的试验研制或是服役维修中，对金属加强边3’的损伤检测都必不可少且重中之重。

目前，在对复合材料风扇叶片的无损检测研究中，叶身以超声C扫描为主，榫头1’等不规则形状部位受限于检测空间和复杂结构，通常采取便携式超声A扫设备配合特制探头和专用工装等。这种方法虽然可以满足100％覆盖叶片检测，但主要应用于风扇叶片在研制过程中或非原位可分解状态下的无损检测，无法满足叶片服役过程中的原位检测，且基于风扇叶片的受力和损伤分析，在风扇叶片服役过程中，首要解决的是金属加强边的原位检测问题。

发明内容

本发明旨在提供一种航空发动机叶片检测装置，以改善现有技术中的检测装置不能原位检测叶片的问题。

根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种航空发动机叶片检测装置，航空发动机叶片检测装置包括：

检测部件，用于沿叶片的侧面进行扫描；

承载部件，与检测部件连接，用于带动检测部件沿叶片的侧面移动；

定位部件，安装在承载部件上，用于抵靠叶片的边缘并随承载部件移动而沿叶片的边缘移动，以限定检测部件与叶片的边缘之间的距离。

可选地，定位部件和检测部件之间的间距可调。

可选地，定位部件与承载部件的相对位置可调，以调整定位部件和检测部件之间的间距。

可选地，在承载部件上设置有引导部，定位部件可沿引导部调整位置。

可选地，引导部包括条形孔，定位部件和承载部件通过穿设在条形孔中的螺纹紧固件固定在于一起。

可选地，检测部件包括：

发射部件，用于发射探测信号；以及

接收部件，用于接收发射部件发射的探测信号，与发射部件并排且间隔设置，以形成容纳被检叶片的空间。

可选地，航空发动机叶片检测装置还包括弹性部件，弹性部件用于将发射部件和接收部件中的一个朝另一推压。

可选地，弹性部件包括：

第一弹性部件，用于将发射部件朝接收部件推压；以及

第二弹性部件，用于将接收部件朝发射部件推压。

可选地，航空发动机叶片检测装置还包括:

导向部件，用于引导发射部件和接收部件中的一个朝另一个移动；以及

滑动部件，与导向部件滑动配合，并用于在其上安装发射部件或接收部件。

可选地，导向部件上设置有滑槽，滑动部件上设置有与滑槽相适配的滑槽配合部,弹性部件设置在滑槽内,以将滑动部件朝滑槽的外侧推压。

可选地，航空发动机叶片检测装置还包括：

距离检测部件，用于检测定位部件和检测部件之间的间距；以及显示屏，用于显示定位部件和检测部件之间的距离或定位部件相对于检测部件移动的距离。

可选地，显示屏安装在定位部件上。

应用本申请的技术方案，航空发动机叶片检测装置可用于检测处于安装状态的叶片，改善了现有技术中的检测装置存在的不能对安装状态的叶片进行检测的问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了相关技术的航空发动机风扇叶片的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例的航空发动机叶片检测装置的结构示意图；

图3示出了本发明的实施例的航空发动机叶片检测装置的承载部件以及导向部件的结构示意图

图4示出了图3中A-A处的截面示意图；

图5示出了本发明的实施例的航空发动机叶片检测装置的滑动部件和检测部件的结构示意图；

图6示出了图5中B-B处的截面结构示意图；

图7示出了本发明的实施例的航空发动机叶片检测装置的定位部件的结构示意图；以及

图8示出了图7中C-C处的截面结构示意图。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

图2示出了本实施例的航空发动机叶片检测装置的结构示意图，如图2所示，本实施例的航空发动机叶片检测装置包括用于沿叶片2的侧面进行扫描的检测部件1、用于承载检测部件1的承载部件3和安装在承载部件3上的定位部件4，定位部件4用于抵靠叶片2的边缘并随承载部件3移动而沿叶片2的边缘移动，以限定检测部件1与叶片2的边缘之间的距离。其中检测部件1包括轮式探头。

如图2所示，在对处于安装状态的叶片2进行扫描检测时，定位部件4位于叶片2的上边缘的上方，检测部件1面对叶片2的侧面。操作人员可以手动移动检测装置，以使检测部件1沿平行于叶片2的上边缘的路线移动以扫描叶片2。

在本发明的另一些实施例中，检测装置还包括用于驱动检测装置相对于叶片2移动的驱动部。可选地，驱动部包括安装在承载部件3上的滚轮，该滚轮与叶片2相接触。驱动部还包括用于驱动滚轮转动的电机。

由此可见，本实施例的航空发动机叶片检测装置可用于检测处于安装状态(原位)的叶片2，改善了现有技术中的检测装置存在的不能对安装状态的叶片2进行检测的问题。

本实施例中，定位部件4和检测部件1之间的间距可调，以调整检测部件1和叶片2的边缘的间距，检测部件1可沿平行于叶片2的边缘的多条路线对叶片2进行扫描。定位部件4和检测部件1的间距可调也使得检测装置能够对叶片2的各个位置进行扫描。

在利用检测部件1沿平行于叶片2的边缘的一条路线完成扫描后，调整检测部件1和定位部件4之间的间距，以使检测部件1沿另一条平行于叶片2的边缘的路线扫描叶片2。

检测装置在对叶片2进行扫描检测时，定位部件4位于叶片2的边缘的上方并垂直于叶片2，承载部件3沿平行于叶片2的侧面的方向延伸。承载部件3垂直于定位部件4。定位部件4在承载部件3上的安装位置可调，以调整定位部件4和检测部件1之间的间距。图7示出了本实施例的定位部件4的结构示意图。图8示出了定位部件4的C-C处的横截面的结构示意图。

具体地，承载部件3上设置有引导部3a，定位部件4可沿引导部3a调整位置。

引导部3a包括条形孔，检测装置包括螺纹紧固部件5，螺纹紧固部件5穿过条形孔并与定位部件4螺纹孔配合，以将定位部件4和承载部件3固定在一起。

螺纹紧固部件5包括螺杆和连接在螺杆的一端的压紧部件，螺杆穿过条形孔后拧入定位部件4上的螺纹孔内，随着螺杆拧入螺纹孔压紧部件逐渐将定位部件4朝承载部件3挤压，以将承载部件3和定位部件4固定在一起。

承载部件3上还设置有刻度尺3b，刻度尺3b用于测量检测部件1和定位部件4之间的间距，也可以用于测量定位部件4相对于承载部件3移动的距离。

检测装置还包括距离检测部件和与距离检测部件通信连接的显示屏，距离检测部件用于检测定位部件4和检测部件1之间的间距，显示屏9用于显示定位部件4和检测部件1之间的距离或定位部件4相对于检测部件1移动的距离。

可选地，检测装置还包括控制器，控制器与距离检测部件和显示屏9均通信连接，控制器用于根据距离检测部件检测到的信息控制显示屏显示相应的数据。

本实施例中，显示屏9安装在定位部件4上。

检测部件1包括用于发射探测信号的发射部件1a和用于接收发射部件11发射的探测信号的接收部件1b，发射部件1a和接收部件1b沿垂直于承载部件3的方向并排布置，发射部件1a和接收部件1b间隔设置以在两者之间形成容纳被检叶片2的空间。

检测装置对叶片2进行扫描检测时，发射部件1a和接收部件1b分别位于叶片2的两侧，并分别抵靠叶片2的相对的两个侧面。

检测装置还包括弹性部件6，弹性部件6用于将发射部件1a和接收部件1b中的一个朝另一个推压，以使叶片2被夹持在发射部件1a和接收部件1b之间时发射部件1a和接收部件1b均能够抵紧叶片2的侧面。

检测装置还包括用于引导发射部件1a或接收部件1b朝叶片移动的导向部件7。检测装置还包括与导向部件7滑动配合的滑动部件8，滑动部件8用于在其上安装在发射部件1a或接收部件1b。图

检测装置包括间隔设置的两个的承载部件3，两个承载部件3的顶端通过中间连接件10连接，以形成U型框架结构。图3示出了本实施例的U型框架的结构示意图。

导向部件7包括第一导向部件和第二导向部件，两个第二导向部件分别连接在两个承载部件3的内侧。滑动部件8包括与第一导向部件滑动配合的第一滑动部件和与第二导向部件滑动配合的第二滑动部件。发射部件1a安装在第一滑动部件上，接收部件1b安装在第二滑动部件上。

弹性部件6包括用于将发射部件1a朝接收部件1b推压的第一弹性部件和用于将接收部件1b朝发射部件1a推压的第二弹性部件。

图4示出了导向部件7的A-A处的截面结构示意图。图5示出了滑动部件8和安装在滑动部件8上的检测部件1的结构示意图。图6示出了滑动部件8的B-B处的截面结构示意图。

结合图3至6所示，本实施例的导向部件7上设置有滑槽7a，滑动部件8上设置有与滑槽7a相适配的滑槽配合部8a。弹性部件7a设置在滑槽7a的靠近承载部件3的一端，以将滑动部件8朝远离承载部件3的方向推压。

本实施例中，检测部件1为干耦合超声检测部件，在检测过程中探头与待检零件之间不需涂抹任何液体耦合剂，超声波通过探头前端弹性橡胶等特殊结构直接进入零件内部。

检测过程中，发射部件1a和接收部件1b两个探头分别在被检叶片2的两侧，一个用于向被检对象发射超声波，另一个在适当的位置接收穿透材料的超声波，根据接收超声信号强度评价被检零件的损伤情况。

本实施例中，检测部件1包括轮式探头，轮式探头是一种特殊结构探头，晶片位于轮式结构中心，表面为柔性耐磨的硅橡胶材质。

本发明的主要发明点如下：

检测装置包括U型框架、轮式探头、可调位置的定位部件4，形成一套便携式的穿透检测装置，满足复合材料风扇叶片金属加强边的原位检测。

U型框架架结合可控的定位部件4的使用，U型框架架放置于叶片2的金属包边的两侧，实现穿透法的基本结构要求，通过调节定位部件4的位置，显示屏中设置扫描步进位移显示，确保所有待检测区域均被有效覆盖。

U型框架结合轮式探头的使用，U型框架选用弹塑性较好的材料，保证探头与待检零件之间既可以有一定的压力保证良好的耦合，同时压力适当保证在微小变厚度的检测过程中，探头可以随着U型支架的移动进行滚动前进。

该检测装置可以结合相控阵探头，实现C扫描显示。

本发明可以有效解决复合材料风扇叶片包边损伤的原位检测问题。目前，复合材料风扇叶片等大型零部件的检测通常都是在固定的检测场所使用大型水浸探伤设备，通过使用本提案，复合材料的风扇叶片包边损伤的检测将不再局限于特定的检测场所与检测设备，大大节约了检测时间，同时也降低了生产和试验成本；采用本提案的装置，结合对比试块使用后，检测结果的可靠性、操作的稳定性和便捷性以及检测效率都将大幅度得到提高。

在使用本发明的检测装置检测叶片的具体操作为：

第一步将定位部件4安装在U型框架上，定位部件4两端通过螺纹紧固件5固定在U型框架上。定位部件4上安装有光电脉冲计数刻度显示屏9，用于控制扫查间距。

第二步是将检测部件1的探头固定于滑动部件8上，可以采用弹性卡扣方式或者螺钉等固定。

第三步是将滑动部件8安装在导向部件7上，滑动部件8与导向部件7之间的连接方式是嵌入式滑动弹簧连接，以便于检测小变化厚度的零部件。

装置安装完毕后、在检测前，弹性部件6处于微小压缩状态，两个探头可以较小的力接触，随着扫查的进行，滑动部件8向两边滑动，弹性部件6的压力增加，保证探头与零件的良好耦合，可以采用干耦合轮式探头，避免耦合剂对零部件的腐蚀等，当沿着叶片长度方向扫描时调节杆中锁紧旋钮处于锁紧状态，长度方向扫描完成，松弛锁紧旋钮，根据设定的扫查间距向上移动调节杆并再次固定，进行下一轮次的扫查，如此循环直至扫查结束。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，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 (12)

1.一种航空发动机叶片检测装置，其特征在于，包括：

检测部件(1)，用于沿叶片(2)的侧面进行扫描；

承载部件(3)，与所述检测部件(1)连接，用于带动所述检测部件(1)沿所述叶片(2)的侧面移动；

定位部件(4)，安装在所述承载部件(3)上，用于抵靠所述叶片(2)的边缘并随所述承载部件(3)移动而沿所述叶片(2)的边缘移动，以限定所述检测部件(1)与所述叶片(2)的边缘之间的距离。

2.根据权利要求1所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，所述定位部件(4)和所述检测部件(1)之间的间距可调。

3.根据权利要求2所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，所述定位部件(4)与所述承载部件(3)的相对位置可调，以调整所述定位部件(4)和所述检测部件(1)之间的间距。

4.根据权利要求3所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，所述在承载部件(3)上设置有引导部(3a)，所述定位部件(4)可沿所述引导部(3a)调整位置。

5.根据权利要求4所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，所述引导部(3a)包括条形孔，所述定位部件(4)和所述承载部件(3)通过穿设在所述条形孔中的螺纹紧固件(5)固定在于一起。

6.根据权利要求1所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，所述检测部件(1)包括：

发射部件(1a)，用于发射探测信号；以及

接收部件(1b)，用于接收所述发射部件(11)发射的探测信号，与所述发射部件(1a)并排且间隔设置，以形成容纳被检叶片的空间。

7.根据权利要求6所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，还包括弹性部件(6)，所述弹性部件(6)用于将所述发射部件(1a)和所述接收部件(1b)中的一个朝另一推压。

8.根据权利要求7所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，所述弹性部件(6)包括：

第一弹性部件，用于将所述发射部件(1a)朝所述接收部件(1b)推压；以及

第二弹性部件，用于将所述接收部件(1b)朝所述发射部件(1a)推压。

9.根据权利要求7所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，还包括:

导向部件(7)，用于引导所述发射部件(1a)和所述接收部件(1b)中的一个朝另一个移动；以及

滑动部件(8)，与所述导向部件(7)滑动配合，并用于在其上安装所述发射部件(1a)或所述接收部件(1b)。

10.根据权利要求9所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，所述导向部件(7)上设置有滑槽(7a)，所述滑动部件(8)上设置有与所述滑槽(7a)相适配的滑槽配合部(8a),所述弹性部件(6)设置在所述滑槽(7a)内,以将所述滑动部件(8)朝所述滑槽(7a)的外侧推压。

11.根据权利要求1所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，还包括：

距离检测部件，用于检测所述定位部件(4)和所述检测部件(1)之间的间距；以及

显示屏(9)，用于显示所述定位部件(4)和所述检测部件(1)之间的距离或所述定位部件(4)相对于所述检测部件(1)移动的距离。

12.根据权利要求11所述的航空发动机叶片检测装置，其特征在于，所述显示屏(9)安装在所述定位部件(4)上。

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