CN219416151U - 用于涡轮导向器排气面积测量的标准件 - Google Patents
用于涡轮导向器排气面积测量的标准件 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于涡轮导向器排气面积测量的标准件，包括标准件本体，标准件本体的相对两端分别设有上缘板内流道面模拟块和下缘板内流道面模拟块，上缘板内流道面模拟块与下缘板内流道面模拟块之间分别设有左侧静子叶片排气边R模拟块和右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块。本实用新型解决了现有测量方式在测量涡轮导向器排气面积时存在的测具对标及校准困难问题。
Description
技术领域
本实用新型属于航空发动机涡轮导向器排气面积测量技术领域，涉及一种用于涡轮导向器排气面积测量的标准件。
背景技术
涡轮导向器是由内、外安装环、一组导向叶片和相应附件构成的环形静子叶栅结构。涡轮导向器的排气面积是指叶栅的当量流通截面面积，它的大小直接影响到涡轮级前后温度、高温燃气气流流场以及发动机的流量、推力、转速、耗油率等，是决定发动机整体性能的重要参数。通过对涡轮导向器排气面积测量及调整，可以使发动机的性能达到设计指标，因此，在发动机制造装配过程中，涡轮导向器排气面积的准确测量是十分重要的工作。
航空发动机涡轮导向器排气面积测量，实际为环形静子叶栅结构中的各个燃气通道排气面积，然后求和，即涡轮导向器排气面积测量的最小被测要素为单个燃气通道。单个燃气通道为近似梯形形状，其面积是通过测量其燃气通道不同截面的宽度和高度后通过公式计算得到。现有的单个燃气通道排气面积测量多采用相对测量法，即根据燃气通道特征选择经计量校正的排气面积测具，用该测具检测标准件(标准燃气通道窗口)，并获得标准排气面积值A，即完成对标；然后通过测量实际被测燃气通道获得它的排气面积偏差值B，将A与B代数求和，可以获得被测燃气通道的实际排气面积C，在实际测量工作中也叫比较法。一般使用专用量具，进行比较测量，可适合大批量生产、测量，测量操作简单、准确，但需经常使用标准件校准测具。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于涡轮导向器排气面积测量的标准件，解决了现有测量方式在测量涡轮导向器排气面积时存在的测具对标及校准困难问题。
本实用新型所采用的技术方案是，用于涡轮导向器排气面积测量的标准件，包括标准件本体，标准件本体的相对两端分别设有上缘板内流道面模拟块和下缘板内流道面模拟块，上缘板内流道面模拟块与下缘板内流道面模拟块之间分别设有左侧静子叶片排气边R模拟块和右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块。
本实用新型的特点还在于：
左侧静子叶片排气边R模拟块为Z字形结构。
右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块靠近左侧静子叶片排气边R模拟块的一侧端面上分别加工有模拟右侧静子叶片叶背N、P、M、Q截面流道型面的A面、B面、C面、D面，所述右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块远离左侧静子叶片排气边R模拟块的一侧加工有模拟右侧静子叶片排气边R的E面。
左侧静子叶片排气边R模拟块靠近右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块的一侧上端加工有模拟左侧静子叶片排气边R的F面。
标准件本体的一侧还设有工艺球。
本实用新型的有益效果是，精确还原和模拟燃气通道(涡轮导向器最小被测要素)的几何特性和尺寸特征，本标准件可实现涡轮导向器排气面积测具准确、便捷对标校准，保障涡轮导向器排气面积测量工作的开展。
附图说明
图1是涡轮导向器示意图；
图2多联涡轮导向器单组件结构示意图；
图3涡轮导向器排气面积测量截面位置示意图；
图4为燃气通道窗口排气面积高度值、宽度值测量以及截面位置示意图；
图5为本实用新型用于涡轮导向器排气面积测量的标准件的结构示意图。
图中，1.燃气通道窗口，2.多联涡轮导向器单组件，3.毗邻的多联涡轮导向器单组件，4.毗邻的静子叶片，5.工艺球，6.左侧静子叶片排气边R模拟块，7.上缘板内流道面模拟块，8.右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块，9.下缘板内流道面模拟块，10.标准件本体。
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进行详细说明。
图1是涡轮导向器示意图，为若干个多联涡轮导向器单组件，整体装配拼接成环形单元，涡轮导向器单组件彼此相邻相接，会形成若干个燃气通道窗口,所有燃气通道窗口排气面积和即为整个涡轮导向器排气面积值。
图2为多联涡轮导向器单组件结构示意图，可见多联涡轮导向器单组件2与毗邻的多联涡轮导向器单组件3彼此相邻拼接，最终组成图1中的环形的涡轮导向器；多联涡轮导向器单组件2自身包含一个完整燃气通道窗口1；多联涡轮导向器单组件2中涡轮静子叶片会与毗邻的多联涡轮导向器单组件3中的毗邻的静子叶片4组合形成完整燃气通道窗口；R分别为相邻静子叶片排气边(尖角倒圆面)。
图3涡轮导向器排气面积测量截面位置示意图，其中o-o为航空发动机回转轴线，N-N、P-P、M-M、Q-Q为涡轮导向器单组件平行于航空发动机回转轴线的定距截面。
图4为燃气通道窗口排气面积高度值、宽度值测量以及截面位置示意图，燃气通道窗口截面为近似梯形形状，其面积是通过测量其燃气通道不同截面的宽度和高度后通过公式计算得到。图中代表四个截面中的8个测点(7个截面宽度测点，1个高度测点)，/>为2个固定定位点。燃气通道窗口截面为近似梯形形状，H表示梯形高度，W表示宽度高度。
图5为本实用新型用于涡轮导向器排气面积测量的标准件的结构示意图，标准件整体由三大部分组成：标准件本体10、模拟机构(左侧静子叶片排气边R模拟块6、上缘板内流道面模拟块7、右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块8、下缘板内流道面模拟块9)、工艺球5。
模拟机构遵循设计要求，通过螺钉、圆柱销牢固可靠的固定于标准件本体10之上，可精确稳定的还原和模拟燃气通道排气面积最小被测要素的几何特性和尺寸特征，图中A、B、C、D面为模拟右侧静子叶片叶背N、P、M、Q截面流道型面，E圆弧面为模拟右侧静子叶片排气边R(具体参见图2所示)，F面为模拟左侧静子叶片排气边R(具体参见图2所示)，从而实现涡轮导向器排气面积测具准确、便捷对标校准。标准件是排气面积测量十分重要标准量器，标准件在实际生产制造中，将采用±0.01mm的制造公差，具备较高精度，使用过程中还应按照标准量器检定标准，定期送检，以明确其状态和实际精度。标准件模拟机构各个型面为复杂空间多角度特征面，为了方便定期送检，专门设置了高精度工艺球5，支撑标准件检定时空间角度、坐标快速转换和换算，工艺球5通过末端销轴压合装配到本体10的精密圆孔内，以保证工艺球5牢固可靠，位置精确。
按照设计要求，精确还原和模拟燃气通道(涡轮导向器最小被测要素)的几何特性和尺寸特征，本标准件可实现涡轮导向器排气面积测具准确、便捷对标校准，保障涡轮导向器排气面积测量工作的开展。
本实用新型所设计的标准件，通过左侧静子叶片排气边R模拟块6、上缘板内流道面模拟块7、右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块8、下缘板内流道面模拟块9共同精确还原和模拟燃气通道(涡轮导向器最小被测要素)的几何特性和尺寸特征，可实现涡轮导向器排气面积测具准确、便捷对标校准。
通过精确、可靠模拟机构，本标准件与涡轮导向器排气面积测具紧密配合、使用，完成排气面积对标校准，支撑涡轮导向器单组件排气面积准确、便捷测量，保障涡轮导向器生产品控和质量提升。
导向器排气面积测量的是燃气通道窗口截面面积，燃气通道窗口截面面积为近似梯形形状，梯形面积公式为等效高度*等效宽度，即(WN+WP+WM+WQ)/4*H，等效高度为N-N、P-P、M-M、Q-Q四个截面宽度值，H为高度值，两空间点确定一个直线尺寸，WN、WP、WM、WQ分别由8个空间点获得(7个测点和一个定位点)，H分别由2个空间点获得(1个测点和一个定位点)：模拟机构仿形叶片设计几何，模拟机构尺寸公差控制和后期的精密加工，模拟机构精确的模拟出了梯形形状各边的空间点空间位置。导向器排气面积测量的是燃气通道窗口截面面积抽象几何模型与模拟机构抽象几何模型一致，空间点一致，所体现梯形面积值一致，所以本标准件能够实现这些功能。
制造并通过法定计量单位计量出标准件窗口实际的排气面积值S0以及各个截面宽度值、高度值，后期还需按照标准量器管理规定，定期送检，检定标准件窗口实际的排气面积值S0以及各个截面宽度值、高度值。
本实用新型用于涡轮导向器排气面积测量的标准件的使用方法为：实际测量时，将标准件放置于稳固、平整的测量工作台面上，将涡轮导向器排气面积测具安装放于标准件中，保持左侧静子叶片排气边R模拟块6、上缘板内流道面模拟块7、右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块8、下缘板内流道面模拟块9相关特征面与涡轮导向器排气面积测具测量机构贴合紧密；操作涡轮导向器排气面积测具完成排气面积值对零操作，即完成涡轮导向器排气面积测具对标校准操作。
再将涡轮导向器排气面积测具安放于实际被测的涡轮导向器燃气通道窗口中，确保定位准确、夹紧可靠，读出并记录涡轮导向器排气面积测具读数，即被测的涡轮导向器燃气通道窗口排气面积值S1，实际被测的涡轮导向器燃气通道真实排气面积值为S0、S1代数和。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.用于涡轮导向器排气面积测量的标准件，其特征在于：包括标准件本体(10)，标准件本体(10)的相对两端分别设有上缘板内流道面模拟块(7)和下缘板内流道面模拟块(9)，上缘板内流道面模拟块(7)与下缘板内流道面模拟块(9)之间分别设有左侧静子叶片排气边R模拟块(6)和右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块(8)。
2.根据权利要求1所述的用于涡轮导向器排气面积测量的标准件，其特征在于：所述左侧静子叶片排气边R模拟块(6)为Z字形结构。
3.根据权利要求2所述的用于涡轮导向器排气面积测量的标准件，其特征在于：所述右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块(8)靠近左侧静子叶片排气边R模拟块(6)的一侧端面上分别加工有模拟右侧静子叶片叶背N、P、M、Q截面流道型面的A面、B面、C面、D面，所述右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块(8)远离左侧静子叶片排气边R模拟块(6)的一侧加工有模拟右侧静子叶片排气边R的E面。
4.根据权利要求3所述的用于涡轮导向器排气面积测量的标准件，其特征在于：所述左侧静子叶片排气边R模拟块(6)靠近右侧静子叶片排气边R模拟块及叶背流道面截面带状模拟块(8)的一侧上端加工有模拟左侧静子叶片排气边R的F面。
5.根据权利要求1所述的用于涡轮导向器排气面积测量的标准件，其特征在于：所述标准件本体(10)的一侧还设有工艺球(5)。
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Publications (1)
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Country Status (1)
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2022
- 2022-12-20 CN CN202223415722.2U patent/CN219416151U/zh active Active
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