CN116558387B - 一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置及方法，包括底座、支撑柱、回转支架、压紧块和百分表，所述底座上端的中间位置安装有支撑柱，压紧块以支撑柱为圆心环形分布有多个压紧块，回转支架的中间位置通过轴承与支撑柱的上端活动连接，回转支架的两端分别安装有百分表；先通过杠杆百分表回转打表微调保证测量点的精确，通过对表支座校准调零，回转支架通过高精度圆锥滚子轴承和支撑柱配合，旋转回转支架使百分表对所需叶片截面高度位置的尺寸进行测量。本发明通过压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置及方法解决了现有技术中的检测精度差和检测效率低的技术问题。

Description

一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置及方法

技术领域

本发明涉及航空发动机制造检测技术领域，具体涉及一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置及方法。

背景技术

进口航空发动机的维修过程中需更换压气机静子组件，但现目前国外已不提供备件和服务，而国内尚未进行自制。为保证备件需求，必须加快形成该组件的研制能力。静子组件是发动机中一个比较重要的部件，包括静子机匣和无内环悬臂静子叶片，在压气机中是不旋转的部分。当压气机转子旋转时，通过转子叶片迫使空气向后流动，不仅加速了空气，而且使空气受到压缩，转子叶片后面的空气压强大于前面的压强，气流离开转子叶片后，进入起扩压作用的静子叶片，在静子叶片的通道中空气流速降低，压强升高，得到进一步压缩。衡量空气经过压气机被压缩的程度，即增压比，静子组件中叶片形状和位置直接影响压气机中的气流，从而影响发动机的性能和经济性。

在静子组件制造过程中，静子叶片一般通过螺栓连接或焊接的方式装配在静子机匣上。采用焊接方式时，静子叶片焊接位置的控制和检测极为重要。目前该静子组件研制过程中静子叶片点焊和真空钎焊后的截面高度位置采用三坐标进行测量，由于静子组件中叶片数量少则三四十件，多则上百件。加之产品定位点焊时可能需要多次进行叶片检测校对，待叶片完成最终真空钎焊后仍需进行高度位置的检测，这将造成产品在加工和检测车间来回运转，极大的消耗了人力和设备资源，并且三坐标的检测效率也比较低，导致生产周期较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置及方法，以解决现有技术中的检测精度差和检测效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置，包括底座、支撑柱、回转支架、压紧块和百分表，所述底座上端的中间位置安装有支撑柱，压紧块以支撑柱为圆心环形分布有多个压紧块，回转支架的中间位置通过轴承与支撑柱的上端活动连接，回转支架的两端分别安装有百分表。

进一步的，底座的中间位置开设有定位圆盘，定位圆盘的高度高于底座工作面的高度，定位圆盘内安装有对表柱，对表柱用于打表检测时计算测量尺寸。

进一步的，底座的两侧安装有拉手座，拉手座由连接板和安装套组成，安装套为侧壁半开口圆槽结构，拉手座的连接板通过紧固螺栓安装在底座上，拉手座的安装套上通过螺栓活动连接有拉手，拉手能在安装套的半开口圆槽内进行转动。

进一步的，回转支架的侧壁安装表座，表座通过螺栓安装杠杆百分表，杠杆百分表延伸处的表头的轴线与支撑柱的法线重合，杠杆百分表用于测量被测零件内孔的跳动量。

进一步的，回转支架两端安装在百分表距离回转支架中心的距离不同，两端所述的百分表根据位置的不同分别用于测量被测零件的不同位置。

进一步的，支撑柱的顶部同轴设置有圆柱台和螺纹杆，螺纹杆安装在圆柱台的上方，圆柱台的外壁套设有轴承。

进一步的，轴承为圆锥滚子轴承，轴承的外圆与回转支架进行过盈配合，轴承的上方安装有垫圈，垫圈贯穿支撑柱上端的螺纹杆，螺纹杆上套设有锁紧螺母，轴承通过锁紧螺母紧固在支撑柱上。

进一步的，压紧块为Z型的压紧结构，压紧块的底部开设有固定孔，压紧块的固定孔内插入调节螺栓，调节螺栓的底部插入底座上开设的调节螺孔中，压紧块与调节螺栓之间设有垫片。

一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测方法，它包括以下步骤：

S1、转动锁紧螺母，将锁紧螺母卸下后再向上取出回转支架和轴承，再拧松调节螺栓，将压紧块转动到远离底板的定位圆盘的位置；

S2、将被测静子组件放置在定位圆盘上进行初步定位，将压紧块转动至定位圆盘的上端位置，拧紧调节螺栓直至压紧块与定位圆盘上放置的被测静子组件的下端表面抵接，使压紧块进行预压紧；

S3、被测静子组件通过压紧块进行紧固后，将轴承套设至支撑柱的圆柱台上，再将回转支架套设至轴承的外壁进行过盈配合，将垫圈设置在轴承上方后将锁紧螺母拧紧；

S4、将杠杆百分表通过螺栓安装在回转支架侧壁的表座上，调整杠杆百分表的表头与被测静子组件的内止口接触，旋转打表，微调被测静子组件位置，保证被测静子组件与回转支架的旋转中心同心设置，完成最终定位；

S5、被测静子组件调整至与回转支架旋转中心同心后，将杠杆百分表调整至表头不与被测静子组件的内止口接触的位置，再将百分表安装在回转支架两侧，将百分表调整至可与被测静子组件叶片测量表面轻微接触的位置；

S6、两个百分表分别用于测量被测静子组件叶片两个不同截面位置测量表面的高度，两个百分表分别测量第一处截面位置和第二处截面位置，两个百分表可同时安装也可单独安装，根据情况选择第一处截面位置的百分表进行测量；

S7、在对表柱上校准百分表，使得百分表的指针指向零位，旋转回转支架只百分表的表头接触到相应被测静子组件叶片的截面位置，读出百分表的指示数值；

S8、将百分表读取数值与对表柱的计量值进行运算，即可得出被测叶片的盖度位置尺寸；

S9、第一处截面测量位置的高度测量完成后，再选择另一端的百分表进行第二处截面测量位置的高度测量，重复S7-S8的步骤后，完成第二处截面测量位置的高度测量。

基于上述技术方案，本发明可以产生如下有益效果：

（1）本发明提供的一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置及方法，检测装置在测量前，先通过杠杆百分表回转打表微调被测静子组件的位置，保证测量点的精确，根据被测叶片的截面尺寸需求在回转支架上安装百分表，百分表通过对表支座校准调零，回转支架通过高精度圆锥滚子轴承和支撑柱配合，旋转回转支架对所需叶片截面高度位置的尺寸进行测量，利用高精度旋转装置和百分表的结合使用保证了测具的高精度和多次循环的可靠性。

（2）本发明提供的一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置及方法，相比常规的三坐标测量，新型测具的优点在于使用极为便捷，可快速检测，在叶片点焊和真空钎焊后随时对叶片高度位置进行精确测量，大大降低了焊接返工和报废的风险和生产成本，从而有效提高了检测效率。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的操作效果图；

图3是本发明实施例杠杆百分表的操作图；

图4是本发明实施例支撑柱的结构示意图；

图中：1、底座；2、支撑柱；2-1、圆柱台；2-2、螺纹杆；3、回转支架；4、压紧块；5、百分表；6、轴承；7、定位圆盘；8、对表柱；9、拉手座；10、拉手；11、表座；12、杠杆百分表；12-1、表头；13、垫圈；14、锁紧螺母；15、调节螺栓。

实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置及方法做进一步详细的描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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的限制。此外，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。

如图1-图4所示，本发明提供的一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置，包括底座1、支撑柱2、回转支架3、压紧块4和百分表5，所述底座1上端的中间位置安装有支撑柱2，压紧块4以支撑柱2为圆心环形分布有多个压紧块4，回转支架3的中间位置通过轴承6与支撑柱2的上端活动连接，回转支架3的两端分别安装有百分表5。

底座1的中间位置开设有定位圆盘7，定位圆盘7的高度高于底座1工作面的高度，定位圆盘7内安装有对表柱8，对表柱8用于打表检测时计算测量尺寸，对表柱8通过焊接的方式固定在定位圆盘7内侧。

底座1的两侧安装有拉手座9，拉手座9由连接板和安装套组成，安装套为侧壁半开口圆槽结构，拉手座9的连接板通过紧固螺栓安装在底座1上，拉手座9的安装套上通过螺栓活动连接有拉手10，拉手10能在安装套的半开口圆槽内进行转动。

通过可活动的拉手10可以对检测装置进行转运，在底座1的两侧对称设置拉手10使得转运过程更加平稳和方便；用于固定拉手10的拉手座9的半开口圆槽结构开设在拉手座9侧壁远离定位圆盘7的一侧，使得拉手10的活动范围始终为底板1外侧的0°-90°，能够避免拉手10对安装在定位圆盘7的被测零件和定位圆盘7本体进行磨损和砸伤。

底座1以支撑柱2为旋转圆心，在底座1上开设多个调节螺孔，调节螺孔用于安装和定位压紧块4，调节螺孔到旋转圆心的半径大于定位圆盘7的半径，使得压紧块4的活动范围始终处于定位圆盘7的外侧。

回转支架3的侧壁安装表座11，表座11通过螺栓安装杠杆百分表12，杠杆百分表12延伸处的表头12-1的轴线与支撑柱2的法线重合，杠杆百分表12用于测量被测零件内孔的跳动量。通过杠杆百分表12可以及时对被测零件进行检测，方便微调零件位置。

回转支架3是以旋转中心为基准的对称结构，回转支架3的两侧位置可以分别开设出与旋转中心距离不同的百分表5稳定安装孔，并在回转支架3的各个安装孔的侧壁开设出用于紧固百分表5的螺栓孔安装固定螺栓，百分表根据被测静子组件叶片的被测截面的不同，选择将百分表5安装在合适位置的安装孔上，百分表5通过回转支架3上的安装孔和固定螺栓来进行上下位置的调节。

回转支架3两端安装在百分表5距离回转支架3中心的距离不同，两端所述的百分表5根据位置的不同分别用于测量被测零件的不同位置。

支撑柱2的顶部同轴设置有圆柱台2-1和螺纹杆2-2，螺纹杆2-2安装在圆柱台2-1的上方，圆柱台2-1的外壁套设有轴承6，轴承6与圆柱台2-1之间此案有间隙配合。

轴承6为圆锥滚子轴承，轴承6的外圆与回转支架3进行过盈配合，轴承6的上方安装有垫圈13，垫圈13贯穿支撑柱2上端的螺纹杆2-2，螺纹杆2-2上套设有锁紧螺母14，轴承6通过锁紧螺母14紧固在支撑柱2上。

在安装过程中，支撑柱2、回转支架3的旋转中心、轴承6都为同轴设置。

压紧块4为Z型的压紧结构，压紧块4的底部开设有固定孔，压紧块4的固定孔内插入调节螺栓15，调节螺栓15的底部插入底座1上开设的调节螺孔中，压紧块4与调节螺栓15之间设有垫片；压紧块4周向分布，压紧块4的数量不少于四个。

压紧块4底部开设的固定孔的形状设置为条形，压紧块4在调节螺栓15解锁的情况下，压紧块4的条形孔可以沿着调节螺栓15进行线性移动，使得压紧块4进行旋转中心的调节，根据被测零件的实际情况进行距离调节；压紧块4底部开设的形状也可以设置为圆形，此时，压紧块4在调节螺栓15解锁的情况下，压紧块4仅做绕调节螺栓15旋转的运动。

一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测方法，它包括以下步骤：

S1、转动锁紧螺母14，将锁紧螺母14卸下后再向上取出回转支架3和轴承6，再拧松调节螺栓15，将压紧块4转动到远离底板1的定位圆盘7的位置；

S2、将被测静子组件放置在定位圆盘7上进行初步定位，将压紧块4转动至定位圆盘7的上端位置，拧紧调节螺栓15直至压紧块4与定位圆盘7上放置的被测静子组件的下端表面抵接，使压紧块4进行预压紧；

S3、被测静子组件通过压紧块4进行紧固后，将轴承6套设至支撑柱2的圆柱台上，再将回转支架3套设至轴承6的外壁进行过盈配合，将垫圈13设置在轴承6上方后将锁紧螺母14拧紧；

S4、将杠杆百分表12通过螺栓安装在回转支架3侧壁的表座11上，调整杠杆百分表12的表头与被测静子组件的内止口接触，旋转打表，微调被测静子组件位置，保证被测静子组件与回转支架3的旋转中心同心设置，完成最终定位；

S5、被测静子组件调整至与回转支架3旋转中心同心后，将杠杆百分表12调整至表头不与被测静子组件的内止口接触的位置，再将百分表5安装在回转支架3两侧，将百分表5调整至可与被测静子组件叶片测量表面轻微接触的位置；

S6、两个百分表5分别用于测量被测静子组件叶片两个不同截面位置测量表面的高度，两个百分表5分别测量第一处截面位置和第二处截面位置，两个百分表5可同时安装也可单独安装，根据情况选择第一处截面位置的百分表5进行测量；

S7、在对表柱8上校准百分表5，使得百分表5的指针指向零位，旋转回转支架3只百分表5的表头接触到相应被测静子组件叶片的截面位置，读出百分表5的指示数值；

S8、将百分表5读取数值与对表柱8的计量值进行运算，即可得出被测叶片的盖度位置尺寸；

S9、第一处截面测量位置的高度测量完成后，再选择另一端的百分表5进行第二处截面测量位置的高度测量，重复S7-S8的步骤后，完成第二处截面测量位置的高度测量。

可以理解，本发明使通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置，其特征在于，包括底座（1）、支撑柱（2）、回转支架（3）、压紧块（4）和百分表（5），所述底座（1）上端的中间位置安装有支撑柱（2），压紧块（4）以支撑柱（2）为圆心环形分布有多个压紧块（4），回转支架（3）的中间位置通过轴承（6）与支撑柱（2）的上端活动连接，回转支架（3）的两端分别安装有百分表（5）；

所述底座（1）的中间位置开设有定位圆盘（7），定位圆盘（7）的高度高于底座（1）工作面的高度，定位圆盘（7）内安装有对表柱（8），对表柱（8）用于打表检测时计算测量尺寸；

所述回转支架（3）的侧壁安装表座（11），表座（11）通过螺栓安装杠杆百分表（12），杠杆百分表（12）延伸处的表头（12-1）的轴线与支撑柱（2）的法线重合，杠杆百分表（12）用于测量被测零件内孔的跳动量；

所述轴承（6）为圆锥滚子轴承，轴承（6）的外圆与回转支架（3）进行过盈配合，轴承（6）的上方安装有垫圈（13），垫圈（13）贯穿支撑柱（2）上端的螺纹杆（2-2），螺纹杆（2-2）上套设有锁紧螺母（14），轴承（6）通过锁紧螺母（14）紧固在支撑柱（2）上；

所述压紧块（4）为Z型的压紧结构，压紧块（4）的底部开设有固定孔，压紧块（4）的固定孔内插入调节螺栓（15），调节螺栓（15）的底部插入底座（1）上开设的调节螺孔中，压紧块（4）与调节螺栓（15）之间设有垫片；

所述检测装置的检测方法，它包括以下步骤：

S1、转动锁紧螺母（14），将锁紧螺母（14）卸下后再向上取出回转支架（3）和轴承（6），再拧松调节螺栓（15），将压紧块（4）转动到远离底座（1）的定位圆盘（7）的位置；

S2、将被测静子组件放置在定位圆盘（7）上进行初步定位，将压紧块（4）转动至定位圆盘（7）的上端位置，拧紧调节螺栓（15）直至压紧块（4）与定位圆盘（7）上放置的被测静子组件的下端表面抵接，使压紧块（4）进行预压紧；

S3、被测静子组件通过压紧块（4）进行紧固后，将轴承（6）套设至支撑柱（2）的圆柱台上，再将回转支架（3）套设至轴承（6）的外壁进行过盈配合，将垫圈（13）设置在轴承（6）上方后将锁紧螺母（14）拧紧；

S4、将杠杆百分表（12）通过螺栓安装在回转支架（3）侧壁的表座（11）上，调整杠杆百分表（12）的表头与被测静子组件的内止口接触，旋转打表，微调被测静子组件位置，保证被测静子组件与回转支架（3）的旋转中心同心设置，完成最终定位；

S5、被测静子组件调整至与回转支架（3）旋转中心同心后，将杠杆百分表（12）调整至表头不与被测静子组件的内止口接触的位置，再将百分表（5）安装在回转支架（3）两侧，将百分表（5）调整至可与被测静子组件叶片测量表面轻微接触的位置；

S6、两个百分表（5）分别用于测量被测静子组件叶片两个不同截面位置测量表面的高度，两个百分表（5）分别测量第一处截面位置和第二处截面位置，两个百分表（5）可同时安装也可单独安装，根据情况选择第一处截面位置的百分表（5）进行测量；

S7、在对表柱（8）上校准百分表（5），使得百分表（5）的指针指向零位，旋转回转支架（3）只百分表（5）的表头接触到相应被测静子组件叶片的截面位置，读出百分表（5）的指示数值；

S8、将百分表（5）读取数值与对表柱（8）的计量值进行运算，即可得出被测叶片的盖度位置尺寸；

S9、第一处截面测量位置的高度测量完成后，再选择另一端的百分表（5）进行第二处截面测量位置的高度测量，重复S7-S8的步骤后，完成第二处截面测量位置的高度测量。

2.根据权利要求1所述的一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置，其特征在于，所述底座（1）的两侧安装有拉手座（9），拉手座（9）由连接板和安装套组成，安装套为侧壁半开口圆槽结构，拉手座（9）的连接板通过紧固螺栓安装在底座（1）上，拉手座（9）的安装套上通过螺栓活动连接有拉手（10），拉手（10）能在安装套的半开口圆槽内进行转动。

3.根据权利要求1所述的一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置，其特征在于，所述回转支架（3）两端安装在百分表（5）距离回转支架（3）中心的距离不同，两端所述的百分表（5）根据位置的不同分别用于测量被测零件的不同位置。

4.根据权利要求1所述的一种压气机静子组件叶片焊接位置快速检测装置，其特征在于，所述支撑柱（2）的顶部同轴设置有圆柱台（2-1）和螺纹杆（2-2），螺纹杆（2-2）安装在圆柱台（2-1）的上方，圆柱台（2-1）的外壁套设有轴承（6）。