CN113804151A - 一种低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置及其测量方法,包括连接轴、设置在连接轴端部并与连接轴同轴的球头销、分别配合连接在连接轴上的第一定位样板、第二定位样板、第三定位样板以及分别设置在连接轴上的第一测量件和第二测量件,球头销与叶片榫头缘板内侧面相接触;该装置及方法以叶片某两个截面的排气边定位,以其中一个截面进行角向方向的定位,以叶片缘板内侧一点进行长度方向的定位,用两个在长度方向限位的可伸缩的测量销与叶片被测截面贴合后锁紧,将叶片两个截面上的真实距离转换到该装置上,使用三坐标测量仪测量2个测量件伸出长度的实际值,计算出叶片的弯曲变形量,测量效果好,测量效率高。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机叶片技术领域,具体涉及一种低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置及其测量方法。
背景技术
航空发动机试车分解后,发现低压工作叶片出现变形,由于低压叶片在叶盘状态时在圆周方向上可以转动,叶片之间的间隙小,造成叶片在长度方向上弯曲变形量无法检测,迫切需要一个专用装置将每一个叶片的弯曲变形量转换出来后用三坐标或通用测量装置进行检测。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置及其测量方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置,包括连接轴、设置在连接轴端部并与连接轴同轴的球头销、分别配合连接在连接轴上的第一定位样板、第二定位样板、第三定位样板以及分别设置在连接轴上的第一测量件和第二测量件,球头销与叶片榫头缘板内侧面相接触;
第一定位样板和第二定位样板分别设置在所述连接轴的两端,第一定位样板与第三定位样板位于同一平面内;第一测量件设置在连接轴靠近第二定位样板的一端,第二测量件设置在连接轴靠近第一定位样板和第三定位样板的一端;第一测量件和第二测量件的侧两端指向叶片型面。
进一步地,连接轴包括大轴体、分别设置在大轴体两端的小轴体以及分别设置在大轴体上的固定环,第一定位样板、第二定位样板以及第三定位样板分别配合连接在大轴体上并与固定环通过定位件连接;
第一测量件和第二测量件分别设置在轴体两端固定环上,并通过锁紧件锁定。
进一步地,固定环内开设有轴孔,轴孔内设置有弹簧,第一测量件或第二测量件的顶端位于轴孔内并与弹簧连接,弹簧通过螺母拧紧限位,锁紧件位于所述固定环的侧壁并用于锁紧第一测量件或第二测量件。
进一步地,连接轴两端的小轴体共面,且小轴体上的铣扁平面与小轴体的轴心保持平行;
第一定位样板和第二定位样板、第三定位样板的端面分别与连接轴中心和小轴体的铣扁平面垂直,且第一定位样板和第二定位样板、第三定位样板的定位面与连接轴的中心、和小轴体的铣扁平面具有倾角。
进一步地,第一定位样板和第二定位样板均包括定位板体以及开设在定位板体上的安装腔,安装腔配合在连接轴上,第一定位样板和第二定位样板的十字定位面分别放置在低压工作叶片的排气边上并与该排气边相切。
进一步地,第三定位样板包括第三定位板体以及开设在第三定位板体侧面上的凹形腔,凹形腔配合连接在连接轴上,第三定位样板的刃口定位面位于第三定位板体的下端边缘位置处并与低压工作叶片的盆侧叶型面相切。
进一步地,定位件采用螺栓,锁紧件采用滚花螺钉。
进一步地,第一测量件和第二测量件均包括配合连接在连接轴上的测量杆以及设置在测量杆底端的测量球头,测量球头与叶片的叶型面相切。
本发明还提供了一种用于低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量方法,包括以下步骤:
S1:将球头销、第一定位样板、第二定位样板、第三定位样板、第一测量件和第二测量件分别安装到连接轴上;
S2:旋松滚花螺钉使得第一测量件和第二测量件在连接轴的孔内可移动,随后将第一定位样板、第二定位样板安放到叶片的排气边上,保持第一定位样板、第二定位样板的十字定位面与排气边相切;
S3:将球头销与叶片榫头缘板内侧面接触,旋转本装置,使得第三定位样板的刃口定位面与叶片型面保持相切,在弹簧的弹力作用下,第一测量件、第二测量件的测量球头与叶片的盆侧型面相切后,拧紧滚花螺钉将第一测量件、第二测量件固定在连接轴上;
S4:将本装置从叶片上取下,将其放置到三坐标测量仪的工作台上,以连接轴的两端为基准,以其上的铣扁平面为角向基准,检测第一测量件、第二测量件与连接轴中心的距离,随后将测量值与设计状态这两个截面的理论距离值进行比较,即可得到试车后的变化值。
进一步地,步骤S1中进行安装操作时,首先将球头销安装在连接轴端头上,再将第一定位样板、第二定位样板及第三定位样板用圆柱销在连接轴上定位,用螺钉固紧,并保证与球头销、与连接轴的中心保持具有间距并且与连接轴的铣扁平面保持角向关系,随后再将第一测量件、第二测量件通过连接轴上的孔定位并与球头销、连接轴的中心保持间距并且与连接轴的铣扁平面保持角向关系,再将弹簧套在第一测量件、第二测量件的外圆柱上并用拧紧在测量件上的螺母限位,最后用滚花螺钉固定测量销在连轴上的位置。
本发明具有以下有益效果:本发明所提供的一种低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置及其测量方法,本装置将低压工作叶片上弯曲变形量通过模拟转换的方式进行测量,通过采用叶片某两个截面上的排气边进行定位,以其中一个截面进行角向定位,在叶片榫头内缘板上一点进行长度方向上的定位后,以叶片两个截面作为测量目标,用两个在长度方向限位的可伸缩的测量件与叶片被测截面贴合后锁紧,将叶片两个截面上的真实距离转换到该装置上,使用三坐标测量仪测量2个测量件伸出长度的实际值,计算出叶片的弯曲变形量。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明中测量装置结构示意图;
图3为本发明中测量装置主视图;
图4为图3中A-A向剖视图;
图5为图3中B-B向剖视图;
图6为图3中C-C向剖视图;
图7为本发明中连接轴结构示意图;
图8为本发明中第一定位样板和第二定位样板结构示意图;
图9为本发明中第三定位样板结构示意图;
图10为本发明中第一测量件或第二测量件结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1至图6所示,一种低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置,包括连接轴1、设置在连接轴1端部并与连接轴1同轴的球头销2、分别配合连接在连接轴1上的第一定位样板3、第二定位样板4、第三定位样板5以及分别设置在连接轴1上的第一测量件6和第二测量件10,球头销2与叶片榫头缘板内侧面相接触;第一定位样板3和第二定位样板4分别设置在连接轴1的两端,第一定位样板3与第三定位样板5位于同一平面内;第一测量件6设置在连接轴1靠近第二定位样板4的一端,第二测量件10设置在连接轴1靠近第一定位样板3和第三定位样板5的一端;第一测量件6和第二测量件10的侧两端指向叶片型面。
本装置将低压工作叶片上弯曲变形量通过模拟转换的方式进行测量,通过采用叶片某两个截面上的排气边进行定位,以其中一个截面进行角向定位,在叶片榫头内缘板上一点进行长度方向上的定位后,以叶片两个截面作为测量目标,用两个在长度方向限位的可伸缩的测量件与叶片被测截面贴合后锁紧,将叶片两个截面上的真实距离转换到该装置上,使用三坐标测量仪测量2个测量件伸出长度的实际值,即可计算出叶片的弯曲变形量。其操作便捷,可以有效缩短测量周期,提高测量效率。
如图7所示,连接轴1包括大轴体11、分别设置在大轴体11两端的小轴体12以及分别设置在大轴体11上的固定环13,第一定位样板3、第二定位样板4以及第三定位样板5分别配合连接在大轴体11上并与固定环13通过定位件14连接;第一测量件6和第二测量件10分别设置在轴体两端的固定环13上,并通过锁紧件9锁定。定位件14采用螺栓,锁紧件9采用滚花螺钉。第一定位样板3、第二定位样板4以及第三定位样板5通过过盈配合安装在连接轴1上。
固定环13内开设有轴孔,轴孔内设置有弹簧7,第一测量件6或第二测量件10的顶端位于轴孔内并与弹簧7连接,弹簧7通过螺母8拧紧限位,锁紧件9位于固定环13的侧壁并用于锁紧第一测量件6或第二测量件10。第一测量件6或第二测量件10在弹簧7力作用下其大端内侧端面与连接轴1孔端面贴合。第一测量件6和第二测量件10均包括配合连接在连接轴1上的测量杆101以及设置在测量杆101底端的测量球头102,测量球头102与叶片的叶型面相切。通过弹簧7的作用使得第一测量件6和第二测量件10可进行伸缩,在使用中,第一测量件6在弹簧7力作用下其球头与叶片盆型面相切后,转动滚花螺钉将其固紧。第二测量件10在弹簧7力作用下其球头与叶片盆型面相切后,转动滚花螺钉将其固紧,随后将本装置从低压工作叶片上取下后,采用三坐标检测第一测量件6和第二测量件10与连接轴1中心的距离,然后将其与理论距离进行比较,其差值即为叶片弯曲变形量。
连接轴1两端的小轴体12共面,且小轴体12上的铣扁平面15与小轴体12的轴心保持平行;第一定位样板3和第二定位样板4、第三定位样板5的端面分别与连接轴1中心和小轴体12的铣扁平面15垂直,且第一定位样板3和第二定位样板4、第三定位样板5的定位面与连接轴1的中心、和小轴体12的铣扁平面15具有倾角。
如图8所示,第一定位样板3和第二定位样板4均包括定位板体30以及开设在定位板体30上的安装腔31,安装腔31配合在连接轴1上,第一定位样板3和第二定位样板4的十字定位面32分别放置在低压工作叶片的排气边上并与该排气边相切。
如图9所示,第三定位样板5包括第三定位板体50以及开设在第三定位板体50侧面上的凹形腔51,凹形腔51配合连接在连接轴1上,第三定位样板5的刃口定位面52位于第三定位板体50的下端边缘位置处并与低压工作叶片的盆侧叶型面相切。
本发明还提供了一种用于低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量方法,包括以下步骤:
S1:将球头销2、第一定位样板3、第二定位样板4、第三定位样板5、第一测量件6和第二测量件10分别安装到连接轴1上;
在进行安装操作时,首先将球头销2安装在连接轴1端头上,再将第一定位样板3、第二定位样板4及第三定位样板5用圆柱销在连接轴1上定位,用螺钉固紧,并保证与球头销2、与连接轴1的中心保持具有间距并且与连接轴1的铣扁平面15保持角向关系,随后再将第一测量件6、第二测量件10通过连接轴1上的孔定位并与球头销2、连接轴1的中心保持间距并且与连接轴1的铣扁平面15保持角向关系,再将弹簧7套在第一测量件6、第二测量件10的外圆柱上并用拧紧在测量件上的螺母8限位,最后用滚花螺钉固定测量销在连轴上的位置。
S2:旋松滚花螺钉使得第一测量件6和第二测量件10在连接轴1的孔内可移动,随后将第一定位样板3、第二定位样板4安放到叶片的排气边上,保持第一定位样板3、第二定位样板4的十字定位面32与排气边相切;
S3:将球头销2与叶片榫头缘板内侧面接触,旋转本装置,使得第三定位样板5的刃口定位面52与叶片型面保持相切,在弹簧7的弹簧7力作用下,第一测量件6、第二测量件10的测量球头102与叶片的盆侧型面相切后,拧紧滚花螺钉将第一测量件6、第二测量件10固定在连接轴1上;
S4:将本装置从叶片上取下,将其放置到三坐标测量仪的工作台上,以连接轴1的两端为基准,以其上的铣扁平面15为角向基准,检测第一测量件6、第二测量件10与连接轴1中心的距离,随后将测量值与设计状态这两个截面的理论距离值进行比较,即可得到试车后的变化值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,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 (10)
1.一种低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置,其特征在于,包括连接轴(1)、设置在连接轴(1)端部并与所述连接轴(1)同轴的球头销(2)、分别配合连接在连接轴(1)上的第一定位样板(3)、第二定位样板(4)、第三定位样板(5)以及分别设置在连接轴(1)上的第一测量件(6)和第二测量件(10),所述球头销(2)与叶片榫头缘板内侧面相接触;
所述第一定位样板(3)和第二定位样板(4)分别设置在所述连接轴(1)的两端,所述第一定位样板(3)与所述第三定位样板(5)位于同一平面内;所述第一测量件(6)设置在连接轴(1)靠近所述第二定位样板(4)的一端,所述第二测量件(10)设置在连接轴(1)靠近所述第一定位样板(3)和第三定位样板(5)的一端;所述第一测量件(6)和第二测量件(10)的侧两端指向叶片型面。
2.根据权利要求1所述的低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置,其特征在于,所述连接轴(1)包括大轴体(11)、分别设置在大轴体(11)两端的小轴体(12)以及分别设置在所述大轴体(11)上的固定环(13),所述第一定位样板(3)、第二定位样板(4)以及第三定位样板(5)分别配合连接在大轴体(11)上并与固定环(13)通过定位件(14)连接;
所述第一测量件(6)和第二测量件(10)分别设置在所述固定环(13)上,并通过锁紧件(9)锁定。
3.根据权利要求2所述的低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置,其特征在于,所述固定环(13)内开设有轴孔,所述轴孔内设置有弹簧(7),所述第一测量件(6)或第二测量件(10)的顶端位于轴孔内并与弹簧(7)连接,所述弹簧(7)通过螺母(8)拧紧限位,所述锁紧件(9)位于所述固定环(13)的侧壁并用于锁紧第一测量件(6)或第二测量件(10)。
4.根据权利要求2所述的低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置,其特征在于,所述连接轴(1)两端的小轴体(12)共面,且所述小轴体(12)上的铣扁平面(15)与小轴体(12)的轴心保持平行;
所述第一定位样板(3)和第二定位样板(4)、第三定位样板(5)的端面分别与连接轴(1)中心和小轴体(12)的铣扁平面(15)垂直,且所述第一定位样板(3)和第二定位样板(4)、第三定位样板(5)的定位面与连接轴(1)的中心、和小轴体(12)的铣扁平面(15)具有倾角。
5.根据权利要求1所述的低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置,其特征在于,所述第一定位样板(3)和所述第二定位样板(4)均包括定位板体(30)以及开设在所述定位板体(30)上的安装腔(31),所述安装腔(31)配合在所述连接轴(1)上,第一定位样板(3)和所述第二定位样板(4)的十字定位面(32)分别放置在低压工作叶片的排气边上并与该排气边相切。
6.根据权利要求1所述的低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置,其特征在于,所述第三定位样板(5)包括第三定位板体(50)以及开设在第三定位板体(50)侧面上的凹形腔(51),所述凹形腔(51)配合连接在连接轴(1)上,所述第三定位样板(5)的刃口定位面(52)位于所述第三定位板体(50)的下端边缘位置处并与低压工作叶片的盆侧叶型面相切。
7.根据权利要求1所述的低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置,其特征在于,所述第一测量件(6)和第二测量件(10)均包括配合连接在连接轴(1)上的测量杆(101)以及设置在测量杆(101)底端的测量球头(102),所述测量球头(102)与叶片的叶型面相切。
8.根据权利要求2所述的低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量装置,其特征在于,所述定位件(14)采用螺栓,所述锁紧件(9)采用滚花螺钉。
9.一种用于低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量方法,其特征在于,采用权利要求1至8任一项所述的测量装置进行测量,包括以下步骤:
S1:将球头销(2)、第一定位样板(3)、第二定位样板(4)、第三定位样板(5)、第一测量件(6)和第二测量件(10)分别安装到连接轴(1)上;
S2:旋松滚花螺钉使得第一测量件(6)和第二测量件(10)在连接轴(1)的孔内可移动,随后将第一定位样板(3)、第二定位样板(4)安放到叶片的排气边上,保持第一定位样板(3)、第二定位样板(4)的十字定位面(32)与排气边相切;
S3:将球头销(2)与叶片榫头缘板内侧面接触,旋转本装置,使得第三定位样板(5)的刃口定位面(52)与叶片型面保持相切,在弹簧(7)的弹簧(7)力作用下,第一测量件(6)、第二测量件(10)的测量球头(102)与叶片的盆侧型面相切后,拧紧滚花螺钉将第一测量件(6)、第二测量件(10)固定在连接轴(1)上;
S4:将本装置从叶片上取下,将其放置到三坐标测量仪的工作台上,以连接轴(1)的两端为基准,以其上的铣扁平面(15)为角向基准,检测第一测量件(6)、第二测量件(10)与连接轴(1)中心的距离,随后将测量值与设计状态这两个截面的理论距离值进行比较,即可得到试车后的变化值。
10.根据权利要求9所述的用于低压工作叶片试车后弯曲变形量的测量方法,其特征在于,步骤S1中进行安装操作时,首先将球头销(2)安装在连接轴(1)端头上,再将第一定位样板(3)、第二定位样板(4)及第三定位样板(5)用圆柱销在连接轴(1)上定位,用螺钉固紧,并保证与球头销(2)、与连接轴(1)的中心保持具有间距并且与连接轴(1)的铣扁平面(15)保持角向关系,随后再将第一测量件(6)、第二测量件(10)通过连接轴(1)上的孔定位并与球头销(2)、连接轴(1)的中心保持间距并且与连接轴(1)的铣扁平面(15)保持角向关系,再将弹簧(7)套在第一测量件(6)、第二测量件(10)的外圆柱上并用拧紧在测量件上的螺母(8)限位,最后用滚花螺钉固定测量销在连轴上的位置。
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