CN203842791U - 一种涡轮导向叶片涂层制备用保护工装 - Google Patents
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Abstract
一种涡轮导向叶片涂层制备用保护工装属于热喷涂涂层生产领域。保护工装由工装夹持杆、上橼板夹具、下橼板夹具组成；工装夹持杆焊接在上橼板夹具顶盖中心位置；上橼板夹具由上橼板夹具前盖、上橼板夹具后盖及上橼板夹具顶盖组成，上橼板夹具前盖与后盖内部根据叶片上橼板外表面形状设计多个半圆柱形凸台及凹形卡槽用来固定导向叶片上橼板；下橼板夹具由下橼板夹具前盖、下橼板夹具后盖及下橼板夹具顶盖组成，下橼板夹具前盖与后盖内部根据叶片下橼板外表面形状设计多个半圆柱形凸台及凹形卡槽用来固定导向叶片下橼板；涡轮叶片安装在上橼板夹具与下橼板夹具中间。本保护工装用于在涡轮导向叶片表面制备热障涂层时保护叶片非喷涂面不受污染及损伤。
Description
技术领域
本实用新型属于热喷涂涂层生产技术领域，特别是涉及一种针对涡轮导向叶片表面热障涂层制备用叶片保护工装。
背景技术
热障涂层由于能够有效降低叶片表面温度、提高叶片抗高温氧化腐蚀能力、延长叶片服役寿命、降低发动机油耗等特点，已成功应用于高性能航空发动机涡轮叶片防护中。涡轮叶片一般分为工作叶片与导向叶片，其中，工作叶片体积较小，且为单联叶片，其表面热障涂层多用电子束-物理气相沉积工艺制备；导向叶片体积较大，且多为多联复合异型结构，其表面热障涂层多用超音速火焰喷涂工艺制备粘结层，采用等离子喷涂工艺制备表面陶瓷层，由于叶片安装精度要求，导向叶片上橼板、下橼板外表面不能喷涂上涂层，且不能有磕碰，刮伤等缺陷存在，因此，要求喷涂过程中必须采用保护工装来保护叶片非喷涂面不受破坏。
涡轮导向叶片涂层制备用保护工装设计要求非常苛刻：由于涡轮导向叶片设计、安装及实际服役环境限制，导向叶片叶身及橼板内表面需要全部涂覆热障涂层，而导向叶片橼板顶端及外表面则不能出现损伤及污染。因此，设计的保护工装必须严格包覆导向叶片橼板外表面及顶端，同时为了避免喷涂过程中保护工装对叶身造成遮蔽效应，设计的保护工装必须严格按照橼板型面走向进行包覆，不能出现裸露区域，不能出现过包区域；此外，在超音速火焰喷涂过程中，具有9个马赫节的超音速焰流直接冲击到叶片上，叶片承受很大的冲击力，因此制备的叶片保护工装必须具有足够的夹紧力，保证叶片在喷涂过程中不会因超音速焰流冲击出现脱落；第三，在等离子喷涂过程中，等离子焰流核心温度高达8000℃，外围焰流温度也有2000℃，在这么高的焰流温度下，常用工装在焰流扫过的瞬间就会发生熔化，熔融液滴会喷射到叶片表面或涂层表面，破坏涂层性能。因此，要求研制的保护工装至少能够承受等离子喷涂外围焰流，且在喷涂过程中，工装不会发生受热变形现象。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种涡轮叶片涂层制备用保护工装，用于在涡轮导向叶片表面制备高性能，高可靠性热障涂层。本实用新型的保护工装由工装夹持杆、上橼板夹具、下橼板夹具组成。
其中，工装夹持杆焊接在上橼板夹具顶盖中心位置。
其中，上橼板夹具由上橼板夹具前盖、上橼板夹具后盖及上橼板夹具顶盖组成，上橼板夹具前盖与后盖内部根据叶片上橼板外表面形貌设计多个半圆柱形凸台及凹形卡槽用来固定导向叶片上橼板。
其中，下橼板夹具由下橼板夹具前盖、下橼板夹具后盖及下橼板夹具顶盖组成，下橼板夹具前盖与后盖内部根据叶片下橼板外表面形貌同样设计多个半圆柱形凸台及凹形卡槽用来固定导向叶片下橼板。
其中，涡轮叶片安装在上橼板夹具与下橼板夹具中间。
其中，涡轮叶片在安装前其上橼板、下橼板顶端及外表面需用高温胶带保护。
其中，工装夹持杆采用A3钢制备，夹持杆末端5cm处有十字形卡键，配合转台实现叶片工装定位。
其中，上橼板夹具与下橼板夹具采用高温合金制备，经线切割加工而成，夹具壁厚5～6mm。
其中，上下橼板夹具紧固用螺栓采用M6沉头螺栓与盖型螺母。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1为涡轮导向叶片涂层制备用保护工装示意图
图2为保护工装（下橼板夹具）细节示意图
其中，附图1标记：
1-工装夹持杆 2-上橼板夹具顶盖 3-上橼板夹具前盖
4-上橼板夹具后盖 5-涡轮导向叶片 6-下橼板夹具前盖
7-下橼板夹具后盖 8-下橼板夹具顶盖
其中，附图2标记：
11-下橼板夹具后盖凸台 12-下橼板夹具后盖凹形卡槽
13-下橼板夹具前盖凸台
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但不作为对本实用新型的限定
如图1所示，本实用新型涡轮导向叶片涂层制备用保护工装由工装夹持杆1与上橼板夹具、下橼板夹具组成。上橼板夹具由上橼板夹具前盖3、上橼板夹具后盖4、上橼板夹具顶盖2组成。下橼板夹具由下橼板夹具前盖6、下橼板夹具后盖7、下橼板夹具顶盖8组成。
上橼板夹具顶盖2预先与工装夹持杆1焊接在一起，上橼板夹具顶盖2中心位置有长方形凹槽，工装夹持杆1顶端焊接位置也加工成相应尺寸长方形，焊接前将工装夹持杆1长方形前端插入上橼板夹具顶盖中心位置长方形凹槽中，确保导向叶片涂层制备用保护工装在大批量生产加工过程中均能保持同一角度。
上橼板夹具后盖4与上橼板夹具顶盖2预先用沉头螺栓固定在一起，同样，下橼板夹具后盖7与下橼板夹具顶盖8也预先用沉头螺栓固定在一起。
将涡轮导向叶片上橼板、下橼板非喷涂面用高温胶带包裹完整。
将涡轮导向叶片上橼板安装在上橼板夹具内，利用沉头螺栓与盖型螺母将上橼板夹具前盖3与上橼板夹具后盖4紧固，将导向叶片上橼板夹紧。
同样将涡轮导向叶片下橼板安装在下橼板夹具内，利用沉头螺栓与盖型螺母将下橼板夹具前盖6与下橼板夹具后盖7紧固，将导向叶片下橼板夹紧。
利用美工刀具将裸露在涡轮导向叶片涂层制备用保护工装外面的高温胶带刮削干净，整个导向叶片保护工装安装完毕。
叶片喷涂完成后，将上/下橼板夹具前盖上的盖型螺母拆卸，将上/下橼板夹具前盖取下，将导向叶片从保护工装上取下，利用美工刀具将导向叶片上高温胶带刮削干净，利用压缩空气将导向叶片上灰尘吹干净，整个导向叶片保护工装拆卸完毕。
本实用新型的有益技术效果在于：
本实用新型研制的涡轮导向叶片涂层制备用保护工装，可根据不同型号涡轮导向叶片上/下橼板外形设计，用于不同型号的涡轮导向叶片表面热障涂层粘结层制备、陶瓷层制备，是保护涡轮导向叶片在热喷涂过程中不受损伤，确保涡轮导向叶片表面热障涂层质量均匀的关键部件。
本实用新型不仅可用于现有在役航空发动机涡轮导向叶片表面热障涂层制备，还可用于在研及未来高性能航空发动机涡轮导向叶片表面热障涂层制备，甚至可以推广应用到地面燃机涡轮叶片表面涂层制备应用。
Claims (1)
1.一种涡轮导向叶片涂层制备用保护工装，其特征在于：保护工装由工装夹持杆、上橼板夹具、下橼板夹具组成；
其中，工装夹持杆焊接在上橼板夹具顶盖中心位置；
其中，上橼板夹具由上橼板夹具前盖、上橼板夹具后盖及上橼板夹具顶盖组成，上橼板夹具前盖与后盖内部根据叶片上橼板外表面形状设计多个半圆柱形凸台及凹形卡槽用来固定导向叶片上橼板；
其中，下橼板夹具由下橼板夹具前盖、下橼板夹具后盖及下橼板夹具顶盖组成，下橼板夹具前盖与后盖内部根据叶片下橼板外表面形状设计多个半圆柱形凸台及凹形卡槽用来固定导向叶片下橼板；
涡轮叶片安装在上橼板夹具与下橼板夹具中间。
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