CN207816158U - 叶轮叶片型面在线检测测具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叶轮叶片型面在线检测测具，包括用于从叶片两侧夹持叶片以测量叶片厚度的卡钳量规以及贴合面与叶片一侧表面相匹配并用于形成叶片表面预定测量位置的定位测厚板，定位测厚板的板边设有多个用于与叶片边缘接触以保证定位测厚板装配贴合到位的定位构造。通过卡钳量规及时测量叶片各个预定测量位置的叶片厚度，从而根据叶片各个预定测量位置的测量厚度对叶片未贴合定位测厚板的另一侧进行抛修加工，并及时控制抛修量，抛修与检测可以随时切换，无需在抛修过程中反复送检，从而节约抛修加工时间、提高加工效率，减少超差报废的几率，加速产品交付进程。适用于各种型号以及形态的叶片型面加工测量使用。

Description

叶轮叶片型面在线检测测具

技术领域

本实用新型涉及航空发动机叶轮叶片型面检测技术领域，特别地，涉及一种叶轮叶片型面在线快速检测测具。

背景技术

航空发动机、燃气轮机、废气涡轮增压器等带整体叶轮的旋转类机械产品，整体叶轮的叶片型面在加工时，通常采用数控加工。但在发动机性能需要调整叶轮的流通面积时，需要通过手工抛修叶片型面的方法来加大流通面积；同时发动机在返厂修理时，由于细小的砂尘颗粒等异物的冲蚀和环境的腐蚀等影响，需要手工抛修叶片型面。而手工抛修时，需要控制抛修量，防止修理后叶片型面超出资料要求，常规的办法是手工抛修一次后，将整体叶轮转检测部门通过三坐标测量或投影的方式进行叶片型面检查，如不满足要求，需要重新抛修和检查。对于有经验的操作者而言，抛修与送检的重复次数可以少一些；而对不熟练的操作者而言，不仅抛修与送检的重复次数多，耗时耗力，而且容易出现超差报废，影响产品的交付。

实用新型内容

本实用新型提供了一种叶轮叶片型面在线检测测具，以解决现有整体叶轮的叶片型面抛修与叶片型面检测步骤繁琐，耗时耗力，容易出现超差报废，影响产品交付的技术问题。

本实用新型提供一种叶轮叶片型面在线检测测具，包括用于从叶片两侧夹持叶片以测量叶片厚度的卡钳量规以及贴合面与叶片一侧表面相匹配并用于形成叶片表面预定测量位置的定位测厚板，定位测厚板的板边设有多个用于与叶片边缘接触以保证定位测厚板装配贴合到位的定位构造。

进一步地，卡钳量规包括第一支架和第二支架，第一支架中部与第二支架中部铰接；第一支架的第一端径向向下布设有上测针，第二支架的第一端径向向上布设有下测针，上测针与下测针相对布设；第一支架的第二端设有量头朝向第二支架方向布设的测量表，第二支架上设有用于与测量表的量头接触的测量台；或者第二支架的第二端设有量头朝向第一支架方向布设的测量表，第一支架上设有用于与测量表的量头接触的测量台；测量表的量头和测量台的总高度尺寸与上测针和下测针的总高度尺寸相同。

进一步地，第一支架和/或第二支架采用直杆、折弯杆、弧形杆、S形杆、Z形杆中的一种。

进一步地，上测针的触头和/或下测针的触头为球面，或者上测针的触头和/或下测针的触头嵌固有滚球。

进一步地，定位测厚板上开设有与叶片的预定测量位置相匹配的多个测量定位孔，测量定位孔为盲孔或通孔。

进一步地，测量定位孔沿叶片叶高方向的轴向流线间隔布设，和/或测量定位孔沿叶片轴向方向的径向流线间隔布设。

进一步地，定位测厚板贴合于叶片的吸力面或者贴合于叶片的压力面。

进一步地，定位测厚板覆盖叶片型面所有预定测量位置，或者定位测厚板覆盖整个叶片型面。

进一步地，定位测厚板的至少两侧板边与叶片的边缘相匹配，且与叶片边缘相匹配的板边上均布设有定位构造。

进一步地，定位构造采用定位柱、定位凸爪或定位凸钩中的至少一种。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型叶轮叶片型面在线检测测具，在叶片一侧贴合布设定位测厚板，定位测厚板通过定位构造定位装配贴合至叶片表面，并且在定位测厚板上预先标示出叶片型面的预定测量位置，从而实现同一块定位测厚板对同一叶片的多次贴合并在叶片的相同位置示出统一的预定测量位置，以及同一块定位测厚板对同一叶轮的所有叶片以及所有同型号叶片的相同位置示出统一的预定测量位置，以实现在线快速检测。通过卡钳量规及时测量叶片各个预定测量位置的叶片厚度，从而根据叶片各个预定测量位置的测量厚度对叶片未贴合定位测厚板的另一侧进行抛修加工，并及时控制抛修量，抛修与检测可以随时切换，无需在抛修过程中反复送检，从而节约抛修加工时间、提高加工效率，减少超差报废的几率，加速产品交付进程。适用于各种型号以及形态的叶片型面加工测量使用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的叶轮叶片型面在线检测测具的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的卡钳量规的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的定位测厚板的结构示意图。

图例说明：

1、卡钳量规；101、第一支架；102、第二支架；103、上测针；104、下测针；105、测量表；1051、量头；106、测量台；2、定位测厚板；201、测量定位孔；3、定位构造；4、整体式轴流转子；5、铰链。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本实用新型优选实施例的叶轮叶片型面在线检测测具的结构示意图；图2是本实用新型优选实施例的卡钳量规的结构示意图；图3是本实用新型优选实施例的定位测厚板的结构示意图。

如图1所示，本实施例的叶轮叶片型面在线检测测具，包括用于从叶片两侧夹持叶片以测量叶片厚度的卡钳量规1以及贴合面与叶片一侧表面相匹配并用于形成叶片表面预定测量位置的定位测厚板2，定位测厚板2的板边设有多个用于与叶片边缘接触以保证定位测厚板2装配贴合到位的定位构造3。本实用新型叶轮叶片型面在线检测测具，在叶片一侧贴合布设定位测厚板2，定位测厚板2通过定位构造3定位装配贴合至叶片表面，并且在定位测厚板2上预先标示出叶片型面的预定测量位置，从而实现同一块定位测厚板2对同一叶片的多次贴合并在叶片的相同位置示出统一的预定测量位置，以及同一块定位测厚板2对同一叶轮的所有叶片以及所有同型号叶片的相同位置示出统一的预定测量位置，以实现在线快速检测。通过卡钳量规1及时测量叶片各个预定测量位置的叶片厚度，从而根据叶片各个预定测量位置的测量厚度对叶片未贴合定位测厚板2的另一侧进行抛修加工，并及时控制抛修量，抛修与检测可以随时切换，无需在抛修过程中反复送检，从而节约抛修加工时间、提高加工效率，减少超差报废的几率，加速产品交付进程。适用于各种型号以及形态的叶片型面加工测量使用。

如图1和图2所示，本实施例中，卡钳量规1包括第一支架101和第二支架102，第一支架101中部与第二支架102中部铰接。第一支架101的第一端径向向下布设有上测针103，第二支架102的第一端径向向上布设有下测针104，上测针103与下测针104相对布设。可选地，第一支架101的第二端设有量头1051朝向第二支架102方向布设的测量表105，第二支架102上设有用于与测量表105的量头1051接触的测量台106。可选地，第二支架102的第二端设有量头1051朝向第一支架101方向布设的测量表105，第一支架101上设有用于与测量表105的量头1051接触的测量台106。测量表105的量头1051和测量台106的总高度尺寸与上测针103和下测针104的总高度尺寸相同。可选地，第一支架101中部与第二支架102中部之间采用铰链5铰接。可选地，第一支架101中部与第二支架102中部之间采用定位销铰接。

如图1和图2所示，本实施例中，第一支架101和/或第二支架102采用直杆、折弯杆、弧形杆、S形杆、Z形杆中的一种。可以根据叶片形状、尺寸、厚度选择不同的支架形态搭配配合，以满足各种测量条件需要。

如图1和图2所示，本实施例中，上测针103的触头和/或下测针104的触头为球面。可选地，上测针103的触头和/或下测针104的触头嵌固有滚球。通过滚球与定位测厚板2或叶片接触，能够减少摩擦和相互作用力，减少应力作用，避免叶片发生破损。

如图1和图3所示，本实施例中，定位测厚板2上开设有与叶片的预定测量位置相匹配的多个测量定位孔201。测量定位孔201为盲孔或通孔。可以根据需要选择不同的测量定位孔201类型，以减少频繁测量对叶片造成的伤害。

如图1和图3所示，本实施例中，测量定位孔201沿叶片叶高方向的轴向流线间隔布设，和/或测量定位孔201沿叶片轴向方向的径向流线间隔布设。可以根据叶片参数需要，选择最能够体现叶片性能以及检测要求的部位作为预定测量位置，从而能够方便通过抛修进行及时修正，以改善叶片性能，提高交付的叶片质量。

如图1和图3所示，本实施例中，定位测厚板2贴合于叶片的吸力面或者贴合于叶片的压力面。能够根据叶片表面状况，选择无需修复或者表面损伤小的一面作为贴合测量面，以方便对叶片进行及时测量和加工。

如图1和图3所示，本实施例中，定位测厚板2覆盖叶片型面所有预定测量位置。可选地，定位测厚板2覆盖整个叶片型面。可以根据叶片形状及尺寸，选择定位测厚板2的覆盖面，以减少材料用量，方便在线快速测量及加工。

如图1和图3所示，本实施例中，定位测厚板2的至少两侧板边与叶片的边缘相匹配，且与叶片边缘相匹配的板边上均布设有定位构造3。形成多方位的彼此结果固定定位，方便定位测厚板2能够快速装配装配到位，并且不会发生装配位置改变。

如图1和图3所示，本实施例中，定位构造3采用定位柱、定位凸爪或定位凸钩中的至少一种。可以根据需要选择不同的定位方式，以保证快速贴合装配到位，以及贴合装配后的结构稳定性，以提高测量精度。

实施时，提供一种整体叶轮叶片型面在线快速检测测具。采用本实用新型整体叶轮叶片型面在线快速检测测具加工相关检测测备后，可以由操作者在抛修现场使用，确定合适的抛修量，操作者自检合格后，再通过三坐标测量或投影检查确认是否合格。不用来回在抛修现场和检测部门中来回转工，减少三坐标测量或投影的检查次数，减轻对操作者的熟练程度要求，提高生产效率。

整体叶轮叶片型面在线快速检测测具详细设计方法如下：

1)用三维辅助设计软件(如UG)根据设计图样完成整体叶轮3D模型建立，叶片叶型需与图样进行比较，误差不大于0.025。

2)用三维气动分析软件(如CFX)根据整体叶轮3D模型建立气动计算模型，沿叶高方向选取3条～5条轴向流线(一般为20％、35％、50％、65％、80％叶高)，沿轴向方向选取3条～9径向流线(一般为15％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％轴向流线长)，求出叶背面选取的轴向流线和径向流线9～45个交点坐标值(数量根据叶片型面大小选取，一般轴流叶轮取9个点，离心叶轮取21个点)。

3)在整体叶轮3D模型的叶片吸力面(叶背)上，通过第2步中求出的交点坐标，建立吸力面的法向矢量，求出法向矢量，用于整体叶轮叶片型面在线快速检测测具加工。

4)选取铝材，厚度与叶片厚度一致，用数控加工方法加工检测测具定位测厚板2(见图1)的型面，要求与叶片吸力面一致，并用三坐标测量或投影的方法进行检查，符合叶片叶型设计要求，按第3步的法向矢量加工测量定位孔201。测量定位孔201孔径一般为φ1.6，注意定位测厚板2的外沿有三个定位凸爪。

5)按通用工具设计或选用卡钳量规(见图1)，选用合适量程的测量仪表，注意测针的头部为球Sφ1.5。

6)选取加工好的整体叶轮的一片叶片或者只加工一片叶片的整体叶轮作为标准叶片样件，用三坐标测量或投影的方法标定标准叶片样件的实际型面与理论型面的差值S，并将该值标刻在选取的标准叶片样件型面上。

7)用第4、5步加工的整体叶轮叶片型面在线快速检测测具检查第6步建立的标准样件叶片，记录测量的叶片厚度T，并将该厚度值标刻在定位测厚板2的测量孔边，第4、5步加工的整体叶轮叶片型面在线快速检测测具定位测厚板2和卡钳量规需配对使用，定期检查。

本实用新型整体叶轮叶片型面在线快速检测测具的有益效果：

本发明可以在操作现场由操作者快速检测整体叶轮叶片厚度，根据叶片厚度判别叶片型面是否存在抛修余量，不用来回在抛修现场和检测部门中来回转工，减少三坐标测量或投影的检查次数，减轻对操作者的熟练程度要求，提高生产效率。

本发明不能代替产品的最终产品验收方法，只能用于手工抛修叶型时的余量确认。

以整体式轴流转子4为例，介绍整体叶轮叶片型面在线快速检测方法，见图1。

1)检查整体叶轮叶片型面在线快速检测测具是否在使用有效期内，定位测厚板2和卡钳量规是否配套。

2)操作者左手将定位测厚板2与待测叶片的吸力面贴合，并用3个定位凸爪定位。

3)操作者右手持卡钳量规依次通过定位测厚板2上的测量孔测量叶片厚度，按顺序记录。

4)操作者在抛修一次整体叶轮叶片后，用整体叶轮叶片型面在线快速检测测具检查叶片实际厚度H，实际叶型偏厚，可以继续抛修；如果实际叶型已合格或偏薄，不能继续抛修。

5)当叶片不能继续抛修时，用三坐标测量或投影的方法进行最终检查，判定叶型是否合格。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叶轮叶片型面在线检测测具，其特征在于，

包括用于从叶片两侧夹持叶片以测量叶片厚度的卡钳量规(1)以及贴合面与叶片一侧表面相匹配并用于形成叶片表面预定测量位置的定位测厚板(2)，

所述定位测厚板(2)的板边设有多个用于与叶片边缘接触以保证所述定位测厚板(2)装配贴合到位的定位构造(3)。

2.根据权利要求1所述的叶轮叶片型面在线检测测具，其特征在于，

所述卡钳量规(1)包括第一支架(101)和第二支架(102)，所述第一支架(101)中部与所述第二支架(102)中部铰接；

所述第一支架(101)的第一端径向向下布设有上测针(103)，所述第二支架(102)的第一端径向向上布设有下测针(104)，所述上测针(103)与所述下测针(104)相对布设；

所述第一支架(101)的第二端设有量头(1051)朝向所述第二支架(102)方向布设的测量表(105)，所述第二支架(102)上设有用于与所述测量表(105)的所述量头(1051)接触的测量台(106)；或者

所述第二支架(102)的第二端设有量头(1051)朝向所述第一支架(101)方向布设的测量表(105)，所述第一支架(101)上设有用于与所述测量表(105)的所述量头(1051)接触的测量台(106)；

所述测量表(105)的所述量头(1051)和所述测量台(106)的总高度尺寸与所述上测针(103)和所述下测针(104)的总高度尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的叶轮叶片型面在线检测测具，其特征在于，

所述第一支架(101)和/或所述第二支架(102)采用直杆、折弯杆、弧形杆、S形杆、Z形杆中的一种。

4.根据权利要求2所述的叶轮叶片型面在线检测测具，其特征在于，

所述上测针(103)的触头和/或所述下测针(104)的触头为球面，或者

所述上测针(103)的触头和/或所述下测针(104)的触头嵌固有滚球。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的叶轮叶片型面在线检测测具，其特征在于，

所述定位测厚板(2)上开设有与叶片的预定测量位置相匹配的多个测量定位孔(201)，

所述测量定位孔(201)为盲孔或通孔。

6.根据权利要求5所述的叶轮叶片型面在线检测测具，其特征在于，

所述测量定位孔(201)沿叶片叶高方向的轴向流线间隔布设，和/或

所述测量定位孔(201)沿叶片轴向方向的径向流线间隔布设。

7.根据权利要求5所述的叶轮叶片型面在线检测测具，其特征在于，

所述定位测厚板(2)贴合于叶片的吸力面或者贴合于叶片的压力面。

8.根据权利要求7所述的叶轮叶片型面在线检测测具，其特征在于，

所述定位测厚板(2)覆盖叶片型面所有预定测量位置，或者

所述定位测厚板(2)覆盖整个叶片型面。

9.根据权利要求7所述的叶轮叶片型面在线检测测具，其特征在于，

所述定位测厚板(2)的至少两侧板边与叶片的边缘相匹配，且与叶片边缘相匹配的板边上均布设有所述定位构造(3)。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的叶轮叶片型面在线检测测具，其特征在于，

所述定位构造(3)采用定位柱、定位凸爪或定位凸钩中的至少一种。