CN112697013B - 一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具及检测方法，其中动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具，包括工件压紧支撑座，在工件压紧支撑座的侧部设置有通道面检测机构，在通道面检测机构处设置有用于控制所述通道面检测机构动作的控制机构；待检测工作叶片被压紧支撑在工件压紧支撑座上，通过控制机构控制通道面检测机构动作，从而利用通道面检测机构对待检测工作叶片进行通道面精度尺寸的检测。本发明能快速对动力涡轮工作叶片通道的精度尺寸进行自动检测，降低工人的劳动强度，提高检测效率，保证检测结果的精准性。

Description

一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具及检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测工装及检测方法，尤其涉及一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具及检测方法。

背景技术

涡轮，是在汽车或飞机的引擎中的风扇，是一种将流动工质的能量转换为机械功的旋转式动力机械。它是航空发动机、燃气轮机和蒸汽轮机的主要部件之一。涡轮工作叶片是燃气涡轮发动机中涡轮段的重要组成部件。高速旋转的叶片负责将高温高压的气流吸入燃烧器，以维持引擎的工作。为了能保证在高温高压的极端环境下稳定长时间工作，涡轮叶片往往采用高温合金锻造，并采用不同方式来冷却例如内部气流冷却、边界层冷却、抑或采用保护叶片的热障涂层等方式来保证运转时的可靠性。

涡轮的工作叶片一般由叶身、中间叶根及榫头三部分组成，如图1所示，位于中间叶身1两侧端位置处的两侧面为叶片通道面2，在产品设计中，叶片通道面2的加工精度是有具体要求的。因此，在产品生产过程中，需对工作叶片的叶片通道面的加工精度进行检测，保证通道面上各点位置处的厚薄程度偏差在一定范围内，以保证整个涡轮的轮廓尺寸，进而保证产品质量。现在一般对工作叶片的叶片通道面进行检测都是采用人工的方式进行，但是采用人工的方式进行检测，会导致劳动强度大，检测效率低，检测结果不精准。

经过检索，暂未发现与本申请相同或相似的对比文献。

综上，如何设计一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具及检测方法，使其能快速对动力涡轮工作叶片通道的精度尺寸进行自动检测，降低工人的劳动强度，提高检测效率，保证检测结果的精准性是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具及检测方法，使其能快速对动力涡轮工作叶片通道的精度尺寸进行自动检测，降低工人的劳动强度，提高检测效率，保证检测结果的精准性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具，其包括工件压紧支撑座，在工件压紧支撑座的侧部设置有通道面检测机构，在通道面检测机构处设置有用于控制所述通道面检测机构动作的控制机构；待检测工作叶片被压紧支撑在工件压紧支撑座上，通过控制机构控制通道面检测机构动作，从而利用通道面检测机构对待检测工作叶片进行通道面精度尺寸的检测。

优选的，所述通道面检测机构包括立柱，L型检测块和电感测量仪，立柱和L型检测块之间转动连接，在L型检测块的一侧边上设置有触头，触头与待检测工作叶片的通道面相接触，所述电感测量仪的探头安装在探头支撑座上且所述探头位于L型检测块的另外一侧边处，在L型检测块的另外一侧边和探头支撑座之间还设置有弹簧；检测时，通过弹簧的作用力，保证设置在L型检测块一侧边上的触头始终与待检测工作叶片的通道面相接触。

优选的，控制机构采用顶杆机构，顶杆机构设置在位于L型检测块另外一侧边的位置处；通过控制顶杆机构的顶杆伸出与L型检测块另外一侧边相接触，从而推动L型检测块转动；通过控制顶杆机构的顶杆回缩，此时在弹簧的回复力作用下，使得L型检测块反向转动。

优选的，触头的数量和位置均是按照设计要求中通道面上检测点的数量和位置对应设置的且一个L型检测块对应设置一个触头。

优选的，当在立柱上的L型检测块设置有多个时，将立柱的一端设置成凸台状，多个L型检测块间隙配合转动连接在立柱的凸台状一端上，在多个L型检测块之间设置有隔套，在立柱的凸台状端面上开有螺纹孔，利用螺丝拧紧在立柱的凸台状端面上的螺纹孔中，从而将多个L型检测块沿立柱的轴向限位在立柱的凸台状一端上。

优选的，所述顶杆机构包括顶杆支撑座和设置在顶杆支撑座上的气缸，顶杆即为气缸的活塞杆，利用气缸的活塞杆伸出推动L型检测块转动。

优选的，工件压紧支撑座包括快速夹钳和叶片支撑座，所述叶片支撑座包括座体、设置在座体上的V型支撑口和转动连接在座体上的支撑块，工作叶片的中间叶身的底部支撑在V型支撑口中，支撑块支撑住中间叶身的顶侧部，从而将工作叶片支撑放置在叶片支撑座上。

本发明还公开一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具的检测方法，所述检测方法是将待检测工作叶片压紧支撑在工件压紧支撑座上，通过控制机构控制通道面检测机构动作，从而利用通道面检测机构对待检测工作叶片进行通道面精度尺寸的检测；当前一个待检测工作叶片检测完成后，利用控制机构控制通道面检测机构再次动作，从而停止检测；然后再松开所述前一个待检测工作叶片的压紧状态将其从工件压紧支撑座上取下，再进行下一个待检测工作叶片的检测工作，如此循环，直至完成整个检测工作。

优选的，所述检测方法的具体步骤为：

在检测前，需要先进行校零步骤：即先将一个标准工作叶片压紧固定在工件压紧支撑座上，在弹簧的作用力下使得L型检测块一侧边上的触头与标准工作叶片的通道面相接触，此时，利用探头测出探头与L型检测块另外一侧边之间的距离，将该距离设置为标准距离；然后将标准工作叶片取下，将一个待检测工作叶片压紧固定在工件压紧支撑座上，在弹簧的作用力下使得L型检测块一侧边上的触头与待检测工作叶片的通道面相接触，此时，利用探头测出探头与L型检测块另外一侧边之间的距离，该距离即为检测距离，再比较所述检测距离与标准距离之间的偏差值，看该偏差值是否在设计要求之内，如果在设计要求之内则判断为合格，反之则不合格；检测完后，将前一个待检测工作叶片取下，再进行下一个待检测工作叶片的检测工作，如此循环，直至完成整个检测工作。

优选的，当需要更换工作叶片时，先控制顶杆机构的顶杆伸出与L型检测块 另外一侧边相接触，从而推动L型检测块转动，在L型检测块转动的过程中，L型检测块 一侧边上的触头与工作叶片的通道面相分离，此时，弹簧处于被拉伸状态；然后松开对工作叶片的压紧状态将工作叶片从工件压紧支撑座上取下；再将下一个工作叶片放置在工件压紧支撑座上并将所述下一个工作叶片的压紧支撑在工件压紧支撑座上，然后再控制顶杆机构的顶杆回缩，此时，在弹簧的回复力作用下，L型检测块反向转动使得L型检测块一侧边上的触头与所述下一个工作叶片的通道面相接触，工作叶片的更换完成。

本发明的有益效果在于：本发明通过结构设计，实现了对动力涡轮工作叶片通道的精度尺寸的自动检测，降低了工人的劳动强度，提高了检测效率，保证了检测结果的精准性。通过将通道面上检测点位置处的轮廓平整度数值转化为探头与L型检测块另外一侧之间的距离值，并利用探头直接测出数值，从而实现了自动对通道面的轮廓尺寸进行检测的功能。通过设置顶杆机构，能够更加便于工作叶片的更换，特别是用于批量检测时，能极大的提高检测速度和检测效率。按照设计要求来对触头的数量和位置进行设计，这样能使得检测结果更加符合设计要求，从而使得检测结果更为精准。通过对支撑结构进行改进，使得工作叶片能够更加平稳的被支撑住，进一步提高测量的精准性。

附图说明

图1为工作叶片的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中测具的俯视结构示意图；

图3为图2中A部的放大结构示意图；

图4为本发明实施例中通道面检测机构和控制机构的立体结构示意图；

图5为本发明实施例中立柱和L型检测块之间连接关系的轴向剖面结构示意图；

图6为本发明实施例中工件压紧支撑座的立体结构示意图；

图7为本发明实施例中叶片支撑座的立体结构示意图；

图8为本发明实施例中叶片支撑座支撑工作叶片时的纵向剖面结构示意图；

图中：1.中间叶身，2.通道面，3.工件压紧支撑座，4.通道面检测机构，411.立柱，412.L型检测块，5.控制机构，511.顶杆支撑座，512.气缸，6.底板，7.工作叶片，8.触头，9.探头，10.探头支撑座，11. 弹簧，12.隔套，13.螺丝，14.导向杆，15.推板。16.快速夹钳，17.叶片支撑座，171.座体，172.V型支撑口，173.支撑块，18.支撑凸起，19.圆棒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述。

实施例：一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具，包括工件压紧支撑座3，在工件压紧支撑座3的侧部设置有通道面检测机构4，在通道面检测机构4处设置有用于控制所述通道面检测机构4动作的控制机构5；工件压紧支撑座3、通道面检测机构4和控制机构5均设置在底板6上，待检测工作叶片7被压紧支撑在工件压紧支撑座3上，通过控制机构5控制通道面检测机构4动作，从而利用通道面检测机构4对待检测工作叶片7进行通道面精度尺寸的检测。当前一个待检测工作叶片7检测完成后，利用控制机构5控制通道面检测机构4再次动作，从而停止检测；然后再松开所述前一个待检测工作叶片7的压紧状态将其从工件压紧支撑座3上取下，再进行下一个待检测工作叶片7的检测工作，如此循环，直至完成整个检测工作。本实施例通过结构设计，实现了对动力涡轮工作叶片通道的精度尺寸的自动检测，降低了工人的劳动强度，提高了检测效率，保证了检测结果的精准性。

如图3所示，所述通道面检测机构4包括立柱411，L型检测块412和电感测量仪，L型检测块412水平设置，立柱411穿过L型检测块412的角部且立柱411和L型检测块412之间转动连接，在L型检测块412的一侧边上设置有触头8，触头8与待检测工作叶片7的通道面相接触，所述电感测量仪的探头9安装在探头支撑座10上且所述探头位于L型检测块412的另外一侧边处，用于测量探头与L型检测块412的另外一侧边之间的距离。在L型检测块412的另外一侧边和探头支撑座10之间还设置有弹簧11，检测时，通过弹簧11的作用力，保证设置在L型检测块412一侧边上的触头8始终与待检测工作叶片7的通道面相接触。在本实施例中，弹簧11可采用拉簧。

本实施例在检测前，需要先进行校零步骤：即先将一个标准工作叶片压紧固定在工件压紧支撑座3上，在弹簧11的作用力下使得L型检测块412一侧边上的触头8与标准工作叶片的通道面相接触，此时，利用探头9测出探头9与L型检测块412另外一侧边之间的距离，将该距离设置为标准距离，即为零值；然后将标准工作叶片取下，将一个待检测工作叶片7压紧固定在工件压紧支撑座3上，在弹簧11的作用力下使得L型检测块412一侧边上的触头8与待检测工作叶片7的通道面相接触，此时，利用探头9测出探头9与L型检测块412另外一侧边之间的距离，该距离即为检测距离，再比较所述检测距离与标准距离之间的偏差值，看该偏差值是否在设计要求之内，如果在设计要求之内则判断为合格，反之则不合格。本实施例通过上述设计，将通道面上检测点位置处的轮廓平整度数值转化为探头与L型检测块另外一侧之间的距离值，并利用探头直接测出数值，从而实现了自动对通道面的轮廓尺寸进行检测的功能。

在本实施例中，控制机构5采用顶杆机构，顶杆机构设置在位于L型检测块412另外一侧边的位置处。当需要更换工作叶片时，如将标准工作叶片压紧固更换为待检测工作叶片或将前一个待检测工作叶片更换为后一个待检测工作叶片时，为了便于更换，先控制顶杆机构的顶杆伸出与L型检测块412另外一侧边相接触，从而推动L型检测块412转动，在L型检测块412转动的过程中，L型检测块412一侧边上的触头8与工作叶片的通道面相分离，此时，弹簧11处于被拉伸状态；然后松开对工作叶片的压紧状态将工作叶片从工件压紧支撑座3上取下；再将下一个工作叶片放置在工件压紧支撑座3上并将所述下一个工作叶片的压紧支撑在工件压紧支撑座3上，然后再控制顶杆机构的顶杆回缩，顶杆回缩后，顶杆与L型检测块412另外一侧边之间留有间隙，此时，在弹簧11的回复力作用下，L型检测块412反向转动使得L型检测块412一侧边上的触头8与所述下一个工作叶片的通道面相接触，工作叶片的更换完成。通过设置顶杆机构，能够更加便于工作叶片的更换，特别是用于批量检测时，能极大的提高检测速度和检测效率。

在这里需要说明的是，触头8的数量和位置均是按照设计要求中通道面上检测点的数量和位置对应设置的且一个L型检测块对应设置一个触头8，每个L型检测块又对应设置一个探头9。如图1和图4所示，在本实施例中，共设置有四个通道面检测机构4。在每个通道面检测机构4的立柱411上均设置有两个L型检测块，在这里，也可以在立柱411上只设置一个L型检测块或设置两个以上的L型检测块，全部按照设计要求来布置。这样能使得检测结果更加符合设计要求，从而使得检测结果更为精准。

所述顶杆机构包括顶杆支撑座511和设置在顶杆支撑座511上的气缸512，顶杆即为气缸512的活塞杆，利用气缸512的活塞杆伸出推动L型检测块412转动。

当在立柱上的L型检测块设置有两个或两个以上时，采用以下结构与立柱转动连接：如图5所示，将立柱411的一端设置成凸台状，多个L型检测块412间隙配合转动连接在立柱411的凸台状一端上，在多个L型检测块412之间设置有隔套12，通过设计隔套12的长度能保证相邻的L型检测块的位置，在立柱411的凸台状端面上开有螺纹孔，利用螺丝13拧紧在立柱411的凸台状端面上的螺纹孔中，从而将多个L型检测块412沿立柱的轴向限位在立柱411的凸台状一端上。采用上述结构，能够便于将多个L型检测块、隔套与立柱之间的拆装操作，从而能够根据设计要求随时改变触头的数量和位置。

当在立柱上的L型检测块设置有两个或两个以上时，采用以下结构设置：如图4所示，在顶杆机构的顶杆支撑座511上还设置有多根导向杆14，在本实施例中设置有两根，多根导向杆14能沿顶杆支撑座511来回移动，在多根导向杆14的一端和气缸512的活塞杆之间设置有推板15，利用推板15同时与与L型检测块412另外一侧边相接触，从而推动L型检测块412转动。这样设计保证了在同一立柱上的多个L型检测块能够同时转动。

工作叶片的压紧支撑在工件压紧支撑座3上或从工件压紧支撑座3上取下时，采用下述结构实现：如图6所示，工件压紧支撑座3包括快速夹钳16和叶片支撑座17，当将工作叶片放置在叶片支撑座17上后，利用快速夹钳16将工作叶片压紧在叶片支撑座17上。取下时，只要将快速夹钳16松开即可。

如图7和图8所示，叶片支撑座17包括座体171、设置在座体171上的V型支撑口172和转动连接在座体171上的支撑块173，工作叶片的中间叶身1的底部支撑在V型支撑口172中，支撑块173支撑住中间叶身的顶侧部，从而将工作叶片支撑放置在叶片支撑座17上。在本实施例中，支撑块173是转动连接在座体171上的，这是因为中间叶身1不是一种直线状态，而是曲线异型状，为了保证支撑块能更加平稳的对异型的中间叶身起到支撑作用，本实施例将支撑块设计成能够转动的状态，当中间叶身的底部支撑在V型支撑口后，当中间叶身的顶侧部与支撑块接触时，支撑块会来回转动一定角度，从而使得异型的中间叶身能更加平稳的放置在支撑块上。在这里，本实施例还在支撑块173上设置了两个支撑凸起18，两个支撑凸起18分别靠近支撑块173两端的位置，利用两个支撑凸起18与中间叶身的顶侧部相接触，从而将中间叶身支撑住。为了进一步适应异型的中间叶身，还可以将两个支撑凸起18的凸起高度设计成不一样。

在V型支撑口172中还设置有V型的圆棒19，利用V型的圆棒19与中间叶身1的底部相接触支撑起中间叶身，使得圆棒与中间叶身的底部之间呈线接触状态，以进一步提高测量的精准性。

综上，本发明通过结构设计，实现了对动力涡轮工作叶片通道的精度尺寸的自动检测，降低了工人的劳动强度，提高了检测效率，保证了检测结果的精准性。通过将通道面上检测点位置处的轮廓平整度数值转化为探头与L型检测块另外一侧之间的距离值，并利用探头直接测出数值，从而实现了自动对通道面的轮廓尺寸进行检测的功能。通过设置顶杆机构，能够更加便于工作叶片的更换，特别是用于批量检测时，能极大的提高检测速度和检测效率。按照设计要求来对触头的数量和位置进行设计，这样能使得检测结果更加符合设计要求，从而使得检测结果更为精准。通过对支撑结构进行改进，使得工作叶片能够更加平稳的被支撑住，进一步提高测量的精准性。

本实施例中所述的“多个”即指“两个或两个以上”的数量。以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (8)

1.一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具，其特征在于：包括工件压紧支撑座，在工件压紧支撑座的侧部设置有通道面检测机构，在通道面检测机构处设置有用于控制所述通道面检测机构动作的控制机构；待检测工作叶片被压紧支撑在工件压紧支撑座上，通过控制机构控制通道面检测机构动作，从而利用通道面检测机构对待检测工作叶片进行通道面精度尺寸的检测；

所述通道面检测机构包括立柱，L型检测块和电感测量仪，立柱和L型检测块之间转动连接，在L型检测块的一侧边上设置有触头，触头与待检测工作叶片的通道面相接触，所述电感测量仪的探头安装在探头支撑座上且所述探头位于L型检测块的另外一侧边处，在L型检测块的另外一侧边和探头支撑座之间还设置有弹簧；检测时，通过弹簧的作用力，保证设置在L型检测块一侧边上的触头始终与待检测工作叶片的通道面相接触。

2.根据权利要求1所述的动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具，其特征在于：控制机构采用顶杆机构，顶杆机构设置在位于L型检测块另外一侧边的位置处；通过控制顶杆机构的顶杆伸出与L型检测块另外一侧边相接触，从而推动L型检测块转动；通过控制顶杆机构的顶杆回缩，此时在弹簧的回复力作用下，使得L型检测块反向转动。

3.根据权利要求1所述的动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具，其特征在于：触头的数量和位置均是按照设计要求中通道面上检测点的数量和位置对应设置的且一个L型检测块对应设置一个触头。

4.根据权利要求3所述的动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具，其特征在于：当在立柱上的L型检测块设置有多个时，将立柱的一端设置成凸台状，多个L型检测块间隙配合转动连接在立柱的凸台状一端上，在多个L型检测块之间设置有隔套，在立柱的凸台状端面上开有螺纹孔，利用螺丝拧紧在立柱的凸台状端面上的螺纹孔中，从而将多个L型检测块沿立柱的轴向限位在立柱的凸台状一端上。

5.根据权利要求2所述的动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具，其特征在于：所述顶杆机构包括顶杆支撑座和设置在顶杆支撑座上的气缸，顶杆即为气缸的活塞杆，利用气缸的活塞杆伸出推动L型检测块转动。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具，其特征在于：工件压紧支撑座包括快速夹钳和叶片支撑座，所述叶片支撑座包括座体、设置在座体上的V型支撑口和转动连接在座体上的支撑块，工作叶片的中间叶身的底部支撑在V型支撑口中，支撑块支撑住中间叶身的顶侧部，从而将工作叶片支撑放置在叶片支撑座上。

7.一种动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具的检测方法，其特征在于：所述动力涡轮工作叶片通道精度尺寸测具包括工件压紧支撑座，在工件压紧支撑座的侧部设置有通道面检测机构，在通道面检测机构处设置有用于控制所述通道面检测机构动作的控制机构；

所述检测方法是将待检测工作叶片压紧支撑在工件压紧支撑座上，通过控制机构控制通道面检测机构动作，从而利用通道面检测机构对待检测工作叶片进行通道面精度尺寸的检测；当前一个待检测工作叶片检测完成后，利用控制机构控制通道面检测机构再次动作，从而停止检测；然后再松开所述前一个待检测工作叶片的压紧状态将其从工件压紧支撑座上取下，再进行下一个待检测工作叶片的检测工作，如此循环，直至完成整个检测工作；

所述通道面检测机构包括立柱，L型检测块和电感测量仪，立柱和L型检测块之间转动连接，在L型检测块的一侧边上设置有触头，触头与待检测工作叶片的通道面相接触，所述电感测量仪的探头安装在探头支撑座上且所述探头位于L型检测块的另外一侧边处，在L型检测块的另外一侧边和探头支撑座之间还设置有弹簧；

所述检测方法的具体步骤为：

在检测前，需要先进行校零步骤：即先将一个标准工作叶片压紧固定在工件压紧支撑座上，在弹簧的作用力下使得L型检测块一侧边上的触头与标准工作叶片的通道面相接触，此时，利用探头测出探头与L型检测块另外一侧边之间的距离，将该距离设置为标准距离；然后将标准工作叶片取下，将一个待检测工作叶片压紧固定在工件压紧支撑座上，在弹簧的作用力下使得L型检测块一侧边上的触头与待检测工作叶片的通道面相接触，此时，利用探头测出探头与L型检测块另外一侧边之间的距离，该距离即为检测距离，再比较所述检测距离与标准距离之间的偏差值，看该偏差值是否在设计要求之内，如果在设计要求之内则判断为合格，反之则不合格；检测完后，将前一个待检测工作叶片取下，再进行下一个待检测工作叶片的检测工作，如此循环，直至完成整个检测工作。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：控制机构采用顶杆机构，顶杆机构设置在位于L型检测块另外一侧边的位置处；当需要更换工作叶片时，先控制顶杆机构的顶杆伸出与L型检测块 另外一侧边相接触，从而推动L型检测块转动，在L型检测块转动的过程中，L型检测块 一侧边上的触头与工作叶片的通道面相分离，此时，弹簧处于被拉伸状态；然后松开对工作叶片的压紧状态将工作叶片从工件压紧支撑座上取下；再将下一个工作叶片放置在工件压紧支撑座上并将所述下一个工作叶片的压紧支撑在工件压紧支撑座上，然后再控制顶杆机构的顶杆回缩，此时，在弹簧的回复力作用下，L型检测块反向转动使得L型检测块一侧边上的触头与所述下一个工作叶片的通道面相接触，工作叶片的更换完成。

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