專利名稱：一種渦輪導(dǎo)向葉片喉道面積的誤差測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸流式燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)制造領(lǐng)域，特別涉及一種渦輪導(dǎo)向葉 片喉道面積的誤差測量裝置。
背景技術(shù)：
對于軸流式燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，渦輪一級導(dǎo)向葉片的喉道面積是影響發(fā)動 機(jī)性能的重要參數(shù)，它是氣流通過發(fā)動機(jī)的最小通道，限制了流經(jīng)發(fā)動機(jī)核 心機(jī)的最小燃?xì)饬髁?。如果渦輪一級導(dǎo)向葉片的喉道面積偏離設(shè)計值，將會 影響渦輪的膨脹比，對于高、低壓渦輪還會影響其性能匹配，進(jìn)而影響渦輪 的效率、渦輪前溫度和燃油消耗率。
由于葉片精鑄技術(shù)的限制，葉片葉型的鑄造尺寸偏差難以避免。即使單
個葉片滿足設(shè)計公差，對于整級的渦輪一級導(dǎo)向葉片，大約數(shù)量為60-100片 葉片而言，其喉道面積的累積誤差將嚴(yán)重偏離設(shè)計值，繼而影響整臺發(fā)動機(jī) 的性能。
目前，解決此問題的普遍方法是采用測量整臺發(fā)動機(jī)的渦輪一級導(dǎo)向葉 片的總喉道面積，然后更換相應(yīng)葉片以達(dá)到總的喉道面積要求值。因此，精 確、快速測量渦輪一級導(dǎo)向葉片的整級總喉道面積，成為解決問題的關(guān)鍵。 業(yè)內(nèi)一般采用水流試驗法或簡單的工裝進(jìn)行喉道面積測量。簡單工裝無論測 量精度和測量速度都滿足不了生產(chǎn)需要，而水流試驗法通過測量水箱中的水 流過渦輪導(dǎo)向葉片的喉道的時間來換算輪導(dǎo)向葉片的喉道面積，需要消耗大 量資金及時間，測量效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于一種渦輪導(dǎo)向葉片喉道面積的誤差測量裝置，能夠精 確、快速地測量軸流式燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)渦輪導(dǎo)向葉片的喉道面積，以滿足生 產(chǎn)、維修和科研需要。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
一種渦輪導(dǎo)向葉片喉道面積的誤差測量裝置，其特征在于，包括中心為 矩形孔洞的基板，在基板上表面位于矩形孔洞的前邊沿分別設(shè)置有前左支承 座、前右支承座，位于矩形孔洞的后邊沿分別設(shè)置有后左支承座、后右支承
座，位于矩形孔洞的右邊沿設(shè)置有右支承座；前左支承座設(shè)置有伸向基板后 方的第一固定軸，沿第一固定軸軸向依次設(shè)置有三個寬度測量旋轉(zhuǎn)桿；后左 支承座高于前左支承座，并且后左支承座的頂部固定有伸向基板前方的橫梁， 橫梁上依次設(shè)置有三個寬度位移傳感器，每個寬度測量旋轉(zhuǎn)桿的上端和橫梁 之間設(shè)置有第一拉緊彈簧，其下端抵壓在渦輪導(dǎo)向葉片的葉背上，寬度位移 傳感器的傳感頭垂直抵壓在對應(yīng)的寬度測量旋轉(zhuǎn)桿的上半段；在基板下表面 位于矩形孔洞的右邊沿設(shè)置有連接板，連接板上設(shè)置有對應(yīng)三個寬度測量旋 轉(zhuǎn)桿的三個寬度定位板，寬度定位板上設(shè)置有用于卡在渦輪導(dǎo)向葉片的排氣 邊上的定位缺口；右支承座上設(shè)置有伸向基板左方的第二固定軸，第二固定 軸設(shè)置有高度測量旋轉(zhuǎn)桿；前右支承座上設(shè)置有高度位移傳感器，高度測量 旋轉(zhuǎn)桿的上端和后右支承座之間設(shè)置有第二拉緊彈簧，高度位移傳感器的傳 感頭垂直抵壓在高度測量旋轉(zhuǎn)桿的上半段，高度測量旋轉(zhuǎn)桿的下端抵壓在渦 輪導(dǎo)向葉片的內(nèi)緣板的外表面，后右支承座上設(shè)置有伸入矩形孔洞下方的高 度定位桿，高度定位桿抵壓在渦輪導(dǎo)向葉片的外緣板的內(nèi)表面。
本發(fā)明的進(jìn)一步特點在，還包括一個分別連接三個寬度位移傳感器和高度位移傳感器的A/D轉(zhuǎn)換器，連接A/D轉(zhuǎn)換器的計算機(jī)，所述計算機(jī)通過A/D 轉(zhuǎn)換器采集三個寬度位移傳感器和高度位移傳感器的測量數(shù)據(jù)，計算渦輪導(dǎo) 向葉片喉道面積或面積誤差。
本發(fā)明相對簡單工裝，具有嚴(yán)格的寬度、高度定位結(jié)構(gòu)，測量快速而且 精度高；本發(fā)明相對水流試驗法，設(shè)備簡單，測量便捷，不需要通過測量水 箱中的水流過渦輪導(dǎo)向葉片的喉道的時間來換算輪導(dǎo)向葉片的喉道面積。綜 上所述，本發(fā)明能夠精確、快速地測量軸流式燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)渦輪導(dǎo)向葉片 的喉道面積，容易滿足生產(chǎn)、維修和科研需要。


圖1為本發(fā)明的一種渦輪導(dǎo)向葉片喉道面積的誤差測量裝置的結(jié)構(gòu)示意
圖2為圖1的俯視示意圖3為數(shù)據(jù)處理單元的連接示意圖4為圖1中寬度測量單元的結(jié)構(gòu)示意圖5為圖4的俯視示意圖6為圖2中高度測量部分的結(jié)構(gòu)示意圖7為圖6的左視示意圖8為渦輪導(dǎo)向葉片喉道的空間結(jié)構(gòu)圖9為寬度誤差的測量示意圖IO為高度誤差的測量示意圖； 圖中1、基板；2、前左支承座；3、前右支承座；4、后左支承座；5、后 右支承座；6、右支承座；7、第一固定軸；8、寬度測量旋轉(zhuǎn)桿；9、橫梁；10、 寬度位移傳感器；11、第一拉緊彈簧；12、第一連接板；13、寬度定位板；14、第二固定軸；15、高度測量旋轉(zhuǎn)桿；16、第二拉緊彈簧；17、高度位移 傳感器；18、第二連接板；19、高度定位桿；20、內(nèi)緣板；21、外緣板；22、 葉片排氣邊；23、葉片進(jìn)氣邊；24、葉型型面控制線。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。 參照圖l、圖2、圖3，為一種渦輪導(dǎo)向葉片喉道面積的誤差測量裝置。 它包括中心為矩形孔洞的基板1，在基板1上表面位于矩形孔洞的前邊沿分別 通過螺釘固定的前左支承座2、前右支承座3，位于矩形孔洞的后邊沿分別通 過螺釘固定的后左支承座4，位于矩形孔洞的右邊沿通過螺釘固定的右支承座 6。
前左支承座2上設(shè)置有伸向基板1后方的第一固定軸7,沿第一固定軸7 軸向依次設(shè)置有三個寬度測量旋轉(zhuǎn)桿8。后左支承座3高于前左支承座2，并 在后左支承座3頂部固定有伸向基板1前方的橫梁9，橫梁9上依次設(shè)置有三 個寬度位移傳感器IO，寬度位移傳感器10為電感式移傳感器，每個寬度測量 旋轉(zhuǎn)桿8的上端和橫梁9之間設(shè)置有第一拉緊彈簧11，第一拉緊彈簧為螺旋 彈簧；測量時，寬度位移傳感器10的傳感頭垂直抵壓在對應(yīng)的寬度測量旋轉(zhuǎn) 桿8的上半段，每個寬度測量旋轉(zhuǎn)桿8下端抵壓在渦輪導(dǎo)向葉片的葉背上。
A/D轉(zhuǎn)換器和計算機(jī)構(gòu)成數(shù)據(jù)處理單元。三個寬度位移傳感器和一個高度 位移傳感器分別連接之A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器連接至計算機(jī)，計算機(jī)通過 A/D轉(zhuǎn)換器采集三個寬度位移傳感器和高度位移傳感器的測量數(shù)據(jù)，可以計算 渦輪導(dǎo)向葉片喉道面積或面積誤差。
參照圖4、圖5，在基板l下表面位于矩形孔洞的右邊沿前后方向固定有 第一連接板12，第一連接板12下表面的左右方向開設(shè)有三道滑槽，三道滑槽內(nèi)固定有三個寬度定位板13，三個寬度定位板13對應(yīng)三個寬度測量旋轉(zhuǎn)桿8。 寬度定位板13上設(shè)置有測量時用于卡在渦輪導(dǎo)向葉片的排氣邊上的定位缺 □。
參照圖6、圖7，右支承座6上設(shè)置有伸向基板1左方的第二固定軸14， 第二固定軸14上設(shè)置有一個高度測量旋轉(zhuǎn)桿15，高度測量旋轉(zhuǎn)桿15的上端 和后右支承座5之間設(shè)置有第二拉緊彈簧16，第二拉緊彈簧16為螺旋彈簧。 前右支承座5上設(shè)置有高度位移傳感器17，高度位移傳感器17的傳感頭垂直 抵壓在高度測量旋轉(zhuǎn)桿15的上半段；測量時，高度測量旋轉(zhuǎn)桿15的下端抵 壓在渦輪導(dǎo)向葉片的內(nèi)緣板的外表面。后右支承座5上固定有伸向基板1前 方的第二連接板18，第二連接板18上設(shè)置有伸入矩形孔洞下方的高度定位桿 19，測量時高度定位桿19抵壓在渦輪導(dǎo)向葉片的外緣板的內(nèi)表面。 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的測量原理做進(jìn)一步詳細(xì)說明。 參照圖8，黑色粗線包圍的面積為左邊葉片與中間葉片之間的喉道，AA'、 BB， 、 CC'三條線均為葉型型面控制線24上排氣邊22圓心與左邊葉片喉道 控制點之間的連線。HH'為內(nèi)、外緣板21、20喉道控制點之間的連線。則AA'、 BB， 、 CC'三條線段的長度為喉道的一組寬度值，HH'線段的長度為喉道的 高度值。
本發(fā)明采用對比測量法測量導(dǎo)向葉片的喉道面積。
首先，根據(jù)理論設(shè)計，確定喉道面積對應(yīng)的各控制點位置，制作標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo) 向葉片組，對應(yīng)的一組寬度值為[A。A。， ， BoB。， ， C。C。']和高度值H。H。'，也 即設(shè)計寬度值和設(shè)計高度值，計算可得設(shè)計喉道面積值S。；并利用本實例的 誤差測量裝置和標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向葉片組對標(biāo)，記錄三個寬度位移傳感器和一個高度 位移傳感器輸出值均為參考0值。其次，測量寬度誤差。參照圖9，將寬度定位板13上的三個定位缺口 、 B/ 、 d，靠緊中間葉片的排氣邊，誤差測量裝置沿葉背旋轉(zhuǎn)，則三個寬度測 量旋轉(zhuǎn)桿8下端的靠近左邊葉片葉背的三個觸點Ai、 B" d沿左邊葉片的葉背
滑下，找出葉背的最高點，其對應(yīng)的一組數(shù)值為實際喉道的一組寬度誤差值 [X， Y， Z]。
第三，測量高度誤差。參照圖10，與寬度誤差的測量方法類似。將寬度 定位板13上的三個定位缺口 A/ 、 BJ 、 CZ靠緊中間葉片的排氣邊，誤 差測量裝置的高度定位桿19下端的觸點H/靠緊葉片外緣板上的H'處(結(jié) 合圖8)，誤差測量裝置沿葉背旋轉(zhuǎn)，找出葉背的最高點時，高度測量旋轉(zhuǎn)桿 15下端靠近葉片內(nèi)緣板觸點Hi沿葉片的內(nèi)緣板滑下，得出葉片內(nèi)緣板對應(yīng)點， 其對應(yīng)的高度值為實際喉道的高度誤差值T。
最后，計算喉道面積。喉道的設(shè)計寬度值為[A。A。， ， B。B。， ， C。C。，]，設(shè)
計高度值為H。H。'；則有
喉道寬度的修正量A=|h。H。'x(X + Y + Z)
喉道高度的修正量"AoA"BA'+CoCo')xT
3
所測葉片的喉道面積5=3。+ (A+B) (代數(shù)和) 從而，按照同樣方法，就可很容易計算獲取渦輪的所有導(dǎo)向葉片的總喉 道面積，用于指導(dǎo)設(shè)計或生產(chǎn)中的質(zhì)量改進(jìn)與控制。
盡管以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行了描述，但發(fā)明并不局限于 上述的具體實施方案，上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而 不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說明書的啟示下，在不脫離本發(fā) 明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多種形式，這些均屬于本 發(fā)明保護(hù)之列。
權(quán)利要求
1、一種渦輪導(dǎo)向葉片喉道面積的誤差測量裝置，其特征在于，包括中心為矩形孔洞的基板，在基板上表面位于矩形孔洞的前邊沿分別設(shè)置有前左支承座、前右支承座，位于矩形孔洞的后邊沿分別設(shè)置有后左支承座、后右支承座，位于矩形孔洞的右邊沿設(shè)置有右支承座；前左支承座設(shè)置有伸向基板后方的第一固定軸，沿第一固定軸軸向依次設(shè)置有三個寬度測量旋轉(zhuǎn)桿；后左支承座高于前左支承座，并且后左支承座的頂部固定有伸向基板前方的橫梁，橫梁上依次設(shè)置有三個寬度位移傳感器，每個寬度測量旋轉(zhuǎn)桿的上端和橫梁之間設(shè)置有第一拉緊彈簧，其下端抵壓在渦輪導(dǎo)向葉片的葉背上，寬度位移傳感器的傳感頭垂直抵壓在對應(yīng)的寬度測量旋轉(zhuǎn)桿的上半段；在基板下表面位于矩形孔洞的右邊沿設(shè)置有連接板，連接板上設(shè)置有對應(yīng)三個寬度測量旋轉(zhuǎn)桿的三個寬度定位板，寬度定位板上設(shè)置有用于卡在渦輪導(dǎo)向葉片的排氣邊上的定位缺口；右支承座上設(shè)置有伸向基板左方的第二固定軸，第二固定軸設(shè)置有高度測量旋轉(zhuǎn)桿；前右支承座上設(shè)置有高度位移傳感器，高度測量旋轉(zhuǎn)桿的上端和后右支承座之間設(shè)置有第二拉緊彈簧，高度位移傳感器的傳感頭垂直抵壓在高度測量旋轉(zhuǎn)桿的上半段，高度測量旋轉(zhuǎn)桿的下端抵壓在渦輪導(dǎo)向葉片的內(nèi)緣板的外表面，后右支承座上設(shè)置有伸入矩形孔洞下方的高度定位桿，高度定位桿抵壓在渦輪導(dǎo)向葉片的外緣板的內(nèi)表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪導(dǎo)向葉片喉道面積的誤差測量裝置， 其特征在于，還包括一個分別連接三個寬度位移傳感器和高度位移傳感器的 A/D轉(zhuǎn)換器，連接A/D轉(zhuǎn)換器的計算機(jī)；所述計算機(jī)通過A/D轉(zhuǎn)換器采集三個寬度位移傳感器和高度位移傳感器的測量數(shù)據(jù)，計算渦輪導(dǎo)向葉片喉道面積 或面積誤差。
全文摘要
本發(fā)明涉及軸流式燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)制造領(lǐng)域，公開了一種渦輪導(dǎo)向葉片喉道面積的誤差測量裝置。它主要包括中心為矩形孔洞的基板，在基板上設(shè)置有三個寬度測量旋轉(zhuǎn)桿、一個高度測量旋轉(zhuǎn)桿以及對應(yīng)的三個寬度定位板、高度定位桿。
文檔編號G01B7/32GK101650154SQ20091002387
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者永 葉 申請人:永 葉