CN203752004U - 涡轮导向叶片流量试验夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于涡轮叶片试验技术，涉及一种独特结构的密封装置，具体关于一种用于航空发动机涡轮导向叶片流量试验的夹具。所述涡轮导向叶片流量试验夹具包括压板、底座、压紧块、螺栓组件。其中，所述底座由相互连接的底板和侧板组成，压板为两块独立的板块，对称设置在底座两侧，且形状和尺寸与涡轮导向叶片匹配。压紧块设置在压板上，且压紧块上设置有用于压紧的螺栓组件，另外，压板和底座内侧设置有密封胶垫。本实用新型涡轮导向叶片流量试验夹具结构简单，拆装便捷可靠，密封效果好，减少了拆装过程中的人为因素干扰，提高了试验的准确性，同时缩短拆装时间从而避免了试验成本的浪费，因此具有很高的实用性。
Description
技术领域
本实用新型属于涡轮叶片试验技术，涉及一种独特结构的密封装置，具体关于一种用于航空发动机涡轮导向叶片流量试验的夹具。
背景技术
航空发动机涡轮叶片气膜孔流量测量是确定涡轮叶片加工是否合格的重要指标。叶片气膜孔流通能力直接影响涡轮叶片在高温工作环境下的冷却效果和寿命，严重的时候可能出现叶片局部掉块，对发动机造成严重破坏。国内涡轮叶片加工厂和各个科研院所都要在涡轮叶片设计加工完成后进行叶片流量试验，已确认涡轮叶片设计和加工是否满足要求。
涡轮导向叶片流量试验夹具是一套能在常温环境下检测涡轮导向叶片气膜孔流通能力的密封装置，它主要用于安装被试叶片，将叶片缘板四边密封，从而使测试设备能够准确测量叶片气膜孔排出的空气流量。
由于涡轮导向叶片结构复杂，且在进行流量试验时需多次拆装夹具，因此简易的密封装置设计难度很大。常规的流量试验夹具大多存在组件数量多，拆装费时，密封不严，可靠性差等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的：提供一种能快速拆装、密封性好，能有效提高涡轮导向叶片流量检测的便捷性和可靠性的涡轮导向叶片流量试验夹具。
本实用新型的技术方案：一种涡轮导向叶片流量试验夹具，其包括压板、底座、压紧块、螺栓组件，其中，所述底座由相互连接的底板和侧板组成，压板为两块独立的板块，对称设置在底座两侧，且形状和尺寸与涡轮导向叶片匹配，压紧块设置在压板上，且压紧块上设置有用于压紧的螺栓组件，另外，压板和底座内侧设置有密封胶垫。
底座上设置有用于连接外部进气管路的进气接嘴。
所述底板两端各有两个U形槽，在U形槽底部设置有防止螺栓组件的螺栓转动的止转滑槽，所述压板通过U形槽上的螺栓组件与底座连接。
叶片轻放在底座胶垫上时，密封边平面高于侧板平面，高出高度为两块胶垫的总变形量。
密封边平面比侧板平面高3～5mm。
底座侧板内侧设置有定位块。
底座底板边缘设置有狭长的弯曲挡块。
压紧块上设有高度不同的凸台，使压紧块两侧高度一致并与螺杆垂直，且凸台位置处于底座侧板和叶片受压表面的中间部位。
本实用新型的有益效果：该涡轮导向叶片流量试验夹具结构简单，拆装便捷可靠，密封效果好，减少了拆装过程中的人为因素干扰，有利于流量试验过程中减轻操作人员负担，提高了试验的准确性，同时缩短拆装时间从而避免了试验成本的浪费，因此具有很高的实用性。
附图说明
图1某涡轮导向叶片结构示意图；
图2本实用新型涡轮导向叶片流量试验夹具安装后整体效果示意图；
图3底座示意图，
其中，1-压板，2-底座，3-进气接嘴，4-压紧块，5-螺栓组件，6-止转滑槽、7-螺杆、8-定位块、9-挡块。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：
请参阅图1，其是某涡轮导向叶片组合件，由两片导向叶片组合而成，试验时需要夹具对叶片上下端四周进行密封，使空气全部从叶片上下端的空腔流入，从叶片气膜孔流出，以便准确测量气膜孔的空气流量。
本实用新型将六西格玛设计(Design for six sigma)方法论等质量管理工具融入到夹具实用新型过程中。利用萃智创新理论（TRIZ，theory of the solution of inventive）解决了夹具组件复杂性与测量准确性之间的技术冲突。本实用新型从减少螺栓数量和提高接触密封效果两个角度出发，对夹具功能流程及风险故障模式并进行分析，通过设计整体底座双压板密封的独特结构，可靠的密封方式及合理的压紧位置布局以及巧妙的利用U形槽结构实现了压板与压紧块的快速拆卸，实现了提高夹具可靠性，减少拆装时间的目标。
请参阅图2，图2所示为叶片夹装后的夹具整体示意图。本实用新型涡轮导向叶片流量试验夹具包括压板1、底座2、进气接嘴3、密封胶垫（设置在底座及压板内侧）、压紧块4、螺栓组件5。
夹具功能实现是通过压紧块将螺栓组件产生的压力传递至压板和底座，压板与底座上的密封胶垫受压变形后与被夹装叶片形成四周密封的进气腔，使底座侧面的进气接嘴流入的空气全部从叶片内部通道流出。
进气接嘴可与底座焊接，采用锥形面球头压紧密封形式，主要实现夹具与外部进气管路的连接。
密封胶垫厚度约5～8mm，用强力胶粘在压板和底座上，胶垫与叶片周边直接接触，受压后变形对叶片产生密封效果。胶垫变形时还可在一定程度上减弱叶片与底座及压板的高度、角度差异带来的负面影响。胶垫种类可选取丁腈橡胶，其弹性较小，不易磨损和产生凹痕，可靠性强，使用过程中可大大减少更换次数。
请参阅图3，图3所示为夹具底座示意图。底座是夹具的关键组件，主要功能是固定叶片并密封叶片下半部与底座的接触面。底座分底板与侧板两部分，侧板与底板焊接在一起。根据被试叶片尺寸设计底板两侧的高度、拐角，使叶片可平稳放置底板上。同时侧板尺寸需考虑叶片尺寸和胶垫变形量进行设计，使叶片轻放在底座胶垫上时密封边平面高于侧板平面（高出高度为两块胶垫的总变形量，通常约3～5mm），这样压板受压后胶垫才能被挤压变形保证叶片接触面密封效果。底板两端各有两个宽约10.5mm（比M10螺栓略粗）的U形槽，在U形槽底部有宽17.5mm的止转滑槽6防止螺栓转动。将M10螺杆7焊接在侧板上，焊接位置根据夹具夹装时易泄露的位置确定。在侧板内侧有定位块8，其作为叶片放置的定位基准可减少人为随意放置对密封效果的影响。在底板边缘有弯曲狭长的挡块9，其目的是防止粘在底座的胶垫松动或脱落。
压板为两块独立结构，利于安装时调整和检测密封效果，同时空气可从两块压块之间空隙流出。压板通过U形槽上的螺栓组件与底座连接，对底座及叶片的接触面进行密封，应根据底座尺寸和叶片放置位置设计相应的压板尺寸及U形槽位置。
压紧块利用底座两侧的螺杆与螺母对压板不同的位置产生二次压力，使压板各位置均匀受力，可大大减小压板拐角处的气体泄漏。根据叶片大小通常选取压紧块数量为2至4块，压紧块两端设计成U形槽，螺母拧松时即可取出压紧块。由于叶片两侧高度不同，需要在压紧块上设计不同高度的凸台，使压紧块两侧高度一致并与螺杆垂直，这样螺母对压紧块施加的压力较均匀，凸台位置应处于底座侧板和叶片受压表面的中间部位，以免压板会倾斜，造成泄漏。
安装时，叶片放置底座上，将两个压板盖上，用手把螺栓滑进底座止转滑槽，拧紧螺母初步完成压板和底座的定位。然后将三个压紧块放置压板上，用力矩扳手将全部螺母拧紧。拆卸时，螺母拧松即可将压紧块和压板取出。
本实用新型涡轮导向叶片流量试验夹具采用上述结构，可大大简化拆装难度，且对易泄露位置有很好的处理措施。但根据不同的叶型结构以及对夹具性能关注点的不同，夹具的形式不仅仅限于本实用新型实施方式所揭示的情形。
Claims (8)
1.一种涡轮导向叶片流量试验夹具，其特征在于，包括压板（1）、底座（2）、压紧块（4）、螺栓组件（5），其中，所述底座（2）由相互连接的底板和侧板组成，压板（1）为两块独立的板块，对称设置在底座两侧，且形状和尺寸与涡轮导向叶片匹配，压紧块（4）设置在压板上，且压紧块上设置用于压紧的螺栓组件，另外，压板和底座内侧设置有密封胶垫。
2.根据权利要求1所述的涡轮导向叶片流量试验夹具，其特征在于，底座上设置有用于连接外部进气管路的进气接嘴（3）。
3.根据权利要求1所述的涡轮导向叶片流量试验夹具，其特征在于，所述底板两端各有两个U形槽，在U形槽底部设置有防止螺栓组件的螺栓转动的止转滑槽（6），所述压板通过U形槽上的螺栓组件与底座连接。
4.根据权利要求2所述的涡轮导向叶片流量试验夹具，其特征在于，叶片放在底座胶垫上时，密封边平面高于侧板平面，高出高度为两块胶垫的总变形量。
5.根据权利要求4所述的涡轮导向叶片流量试验夹具，其特征在于，密封边平面比侧板平面高3～5mm。
6.根据权利要求5所述的涡轮导向叶片流量试验夹具，其特征在于，底座侧板内侧设置有定位块（8）。
7.根据权利要求6所述的涡轮导向叶片流量试验夹具，其特征在于，底座底板边缘设置有狭长的弯曲挡块（9）。
8.根据权利要求7所述的涡轮导向叶片流量试验夹具，其特征在于，压紧块上设有高度不同的凸台，使压紧块两侧高度一致并与螺杆垂直，且凸台位置处于底座侧板和叶片受压表面的中间部位。
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