[發明專利]一種汽輪機葉片葉冠弧面測量裝置

有效

• 申請號: 201010251547.0
• 申請日: 2010-08-12
• 公開（公告）號: CN102374850A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 劉建文
• 申請（專利權）人: 四川省自貢市海川實業有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京立成智業專利代理事務所(普通合伙) 11310
• 代理人: 張江涵

技術領域：

本發明涉及一種檢測機械裝置，特別是一種采用倒吊與折射成像方式對汽輪機葉片葉冠進行測量的機械裝置。

背景技術：

汽輪機葉片在航天、航空等領都有非常廣泛的應用，在機械中的能量轉換是在任意流量的、連續流動的工作介質(液體、蒸汽、氣體)和鑲有彎曲葉片并勻速旋轉的轉子之間來實現的。汽輪機的特征參數和壓氣機的增壓比、渦輪轉速等都與葉片的形狀和位置密切相關。由于葉片的特殊造型、空間角度和尺寸多、技術要求嚴格，是機械制造業中復雜的零件之一。同時，汽輪機葉片需要承受高溫、高壓等惡劣的工作環境。在葉片生產過程中必須使用嚴格的檢測手段，作全面系統的檢測，確保葉片合格。汽輪機葉片的型面和葉冠弧面質量對發動機性能有著決定性的影響。如圖3所示葉片100，具有葉根101，葉冠102，葉冠102具有若干條葉冠棱形弧線103，各條葉冠棱形弧線103各自所在弧面即葉冠弧面104各為在一個圓柱面上。針對葉片型面的測量方法很多，而對葉冠弧面的有效檢測方法并不多。由于葉冠弧面是空間凹輪廓面，中間有葉片型面聯接，廓面加工、檢測及誤差計算一直是一個難題。對于簡單的規則曲面(如點、線、面、圓、球、柱等)，其幾何要素的檢測經過人們大量研究已經有了較為成熟的辦法。空間凹輪廓面無法采用常規儀器進行廓面檢測，對于象葉冠弧面這樣的非規則曲面的測量方法、數據處理方法及誤差計算方法，尚在研究和探討之中。葉冠弧面檢測是對其加工質量進行評定的重要環節，因為缺少有效的檢測方法和誤差計算方法，使得廓面質量得不到有效控制，葉冠弧面的加工精度也難以保障，限制了其在高速、高精度情況下的應用。一般現在葉片加工制造企業采用的測量方法有：(1)標準樣板比對法；(2)綜合測量法；(3)仿型劃線投影法；(4)用三坐標機測量包絡線法。所有這些方法都不能完全按設計要求進行高效測量，還有其它各自的缺點，特別是針對葉冠弧面。

綜上所述，現在對葉冠弧面的檢測方法多為針對具體的汽輪機葉片形式進行的，缺乏通用性，由于空間凹輪廓面的復雜性，使得加工后葉冠弧面誤差的評定至今還沒得到很好的解決。

發明內容：

本發明提供一種汽輪機葉片葉冠弧面測量裝置，其目的是針對汽輪機葉片葉冠弧面測量提出一種集定位、固定、快速檢測于一體的測量工具。

一種汽輪機葉片葉冠弧面測量裝置，其特征在于：葉片的葉根裝夾于裝夾結構中，葉冠懸空；具有三棱柱狀棱鏡，上下端面為等腰直角三角形，棱鏡一直角面與葉片葉冠棱形弧線所在圓柱面軸線垂直；具有光刻標示盤，光刻標示盤為透明體，光刻標示盤雙面對稱光刻一系列同心圓弧，同心圓弧為所測葉片葉冠弧面控制尺寸，并標示對應半徑尺寸，在X、Y方向標有尺寸刻度線，呈網狀分布，光刻標示盤后端面貼固于棱鏡前端面之上；對應光刻表示盤設有可移動的移動標識線。

具有調節旋鈕，調節旋鈕為螺旋調節器，與移動標示線聯接，調節旋鈕固定于光刻標示盤上，旋轉調節旋鈕可控制移動標示線左右移動。

在移動標示線上設有CCD元件并CCD元件與計算機電聯接。

所述裝夾結構為：具有裝置平臺；裝置平臺上固設有支撐架，支撐架上部固設有葉根端面定位組件和葉根側面定位組件，裝置平臺上還設有旋壓組件和頂壓組件，頂壓組件的壓點對應于葉根端面定位組件，旋壓組件的壓點對應于葉根側面定位組件。

所述頂壓組件為固設在裝置平臺上的L型桿，頂壓組件的壓點為L型桿末端設置的朝向葉根端面定位組件的可調螺釘。

所述旋壓組件為設在裝置平臺上的桿，旋壓組件的壓點為桿末端設置的朝向葉根側面定位組件的可調螺釘。

裝夾后葉片葉冠棱形弧線所在弧面在一圓柱面上，此圓柱面的軸線與葉根端面定位組件的下端面平行，與葉根端面定位組件的前端面平行。

本發明具有下述有益效果：

(1)常規汽輪機葉片葉冠外形棱形弧線的位置與數量不同需要不同的量塊，通過本發明測量裝置完全突破了傳統的汽輪機葉片葉冠測量習慣與技術，將多量塊測量簡化為無量塊測量；

(2)本汽輪機葉片葉冠弧面測量裝置將多次測量簡化為一次檢測，實現單一檢測變為多要素檢測，將多條棱形橢圓弧線集成在一個圓柱面內進行檢測，保證測量的一致性；同時可對葉冠下端面和葉冠前后范圍尺寸進行測量；

(3)采用本測量裝置，符合汽輪機葉片檢測的定位安裝要求，結構簡單，加工費用大大降低；

(4)由于本裝置使用方便、準確，具有特別強的直觀性，檢測尺寸范圍容易識辯，從而改變了取點劃線測量誤差大，費工、費時狀況，極大地降低了自身葉片的測量成本，提升了使用價值。