[發明專利]一種渦輪葉片機加孔空氣流量測量方法

有效

• 申請號: 201711249798.3
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107966183B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 黃文俊;蘇亞濤;趙珍;初文潮;王志杰;楊萍
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: G01F15/00
• 分類號: G01F15/00
• 代理公司: 北京尚德技研知識產權代理事務所(普通合伙) 11378
• 代理人: 段澤賢;嚴勇剛

一種渦輪葉片機加孔空氣流量測量方法，其包括如下步驟：步驟A，將一塊邊長大于等于10mm的正方形黃蠟壓制成雙錐體形狀，使兩個錐尖的距離在3mm至6mm之間，步驟B，將步驟A制成的雙錐體形黃蠟壓入所述葉尖槽中，使所述葉尖槽填滿黃蠟，步驟C，將步驟B的完成封堵的渦輪葉片保持葉尖朝上的方向放置于溫箱中，溫箱溫度調至50°，加熱30秒～60秒后取出，取出后放置在20°的恒溫間中約20分鐘，使黃蠟完全冷卻凝固，步驟D，進行流量測量。步驟E，清除所述渦輪葉片的黃蠟，完成測量。本發明所提供的一種渦輪葉片機加孔空氣流量測量方法，可直接測量獲得后腔機加排氣孔的流量數據，有效保障了測量精確性。

技術領域

本發明涉及航空發動機加工技術領域，特別涉及一種航空發動機燃氣渦輪工作葉片制造過程中對機加孔的空氣流量進行測量的方法。

背景技術

對于航空發動機的燃氣渦輪葉片來說，其工作環境惡劣，因此需具有好的熱強度、抗疲勞強度和蠕變性能，在高溫高壓的工作環境下，燃氣渦輪葉片可通過在內腔設置排氣通道，這樣就可以從葉身冷卻孔排出冷空氣，帶走葉身熱量，從而降低燃氣渦輪葉片工作區域溫度，保護燃氣渦輪葉片不受高溫高壓氣體燒蝕。

圖1為一種航空發動機燃氣渦輪葉片的立體結構示意圖，圖2為圖1的葉尖的結構原理示意圖；圖3為圖1的葉片的鑄造坯件的剖視結構示意圖，圖4為圖1的葉片的剖視結構示意圖，參見圖1-4所示，該燃氣渦輪葉片采用空心內冷結構，葉片內部設置有靠近前緣100一側的前腔10和靠近后緣200一側的后腔20，所述前腔10包括前腔毛坯進氣孔11和前腔毛坯排氣孔12，所述后腔20包括后腔毛坯進氣孔21、后腔毛坯排氣孔22、后腔機加進氣孔23和后腔機加排氣孔24，所述前腔毛坯排氣孔12近似于三角形，長度約2.36mm、寬度約1.1mm，所述后腔毛坯排氣孔22近似于長方形，長度約2.32mm，寬度約1.13mm，在葉尖設置有深2mm的葉尖槽300，所述前腔毛坯排氣孔12和所述后腔毛坯排氣孔22設置在所述葉尖槽300內，所述葉尖槽300在葉背方向設置有一個寬2.2mm的缺口部301。

如圖3所示，所述前腔毛坯進氣孔11、所述前腔毛坯排氣孔12、所述后腔毛坯進氣孔21和所述后腔毛坯排氣孔22均在毛坯件鑄造時直接成型，如圖4所示，所述后腔機加進氣孔23和所述后腔機加排氣孔24在鑄造成型的坯件上通過機加成型，其中所述后腔機加排氣孔24通過電火花加工方式在所述后緣200打孔成型后接通所述后腔20。

冷空氣從榫齒底部的所述前腔毛坯進氣孔11、所述后腔毛坯進氣孔21和所述后腔機加進氣孔23進入，分別經由所述前腔10和所述后腔20，從所述前腔毛坯排氣孔12、所述后腔毛坯排氣孔22和所述后腔機加排氣孔24排出。根據設計要求，所述前腔毛坯排氣孔12、所述后腔毛坯排氣孔22和所述后腔機加排氣孔24均需要能在規定的空氣壓力下，排出規定流量值的冷空氣，確保達到足夠的冷卻效果，同時不影響發動機性能。因為流量太小會影響冷卻效果，從而使得葉片材料強度降低影響安全性能，流量過大則會降低工作燃氣溫度和壓力，導致發動機功率降低。

現有的對所述后腔機加排氣孔24的流量的測量方法為，在通過機加方式加工所述后腔機加進氣孔23和所述后腔機加排氣孔24之前，測量鑄造坯件的所述前腔10的流量Q1、所述后腔20的流量Q2，完成機加加工后，再測量所述后腔20的總流量Q3，之后使用所述后腔20的總流量Q3減去鑄造坯件的所述后腔20的流量Q2，差值即為所述后腔機加排氣孔24的流量Q4。