[发明专利]一种涡轮导向叶片喉道面积的误差测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及轴流式燃气涡轮发动机制造领域，特别涉及一种涡轮导向叶片喉道面积的误差测量装置。

背景技术

对于轴流式燃气涡轮发动机，涡轮一级导向叶片的喉道面积是影响发动机性能的重要参数，它是气流通过发动机的最小通道，限制了流经发动机核心机的最小燃气流量。如果涡轮一级导向叶片的喉道面积偏离设计值，将会影响涡轮的膨胀比，对于高、低压涡轮还会影响其性能匹配，进而影响涡轮的效率、涡轮前温度和燃油消耗率。

由于叶片精铸技术的限制，叶片叶型的铸造尺寸偏差难以避免。即使单个叶片满足设计公差，对于整级的涡轮一级导向叶片，大约数量为60-100片叶片而言，其喉道面积的累积误差将严重偏离设计值，继而影响整台发动机的性能。

目前，解决此问题的普遍方法是采用测量整台发动机的涡轮一级导向叶片的总喉道面积，然后更换相应叶片以达到总的喉道面积要求值。因此，精确、快速测量涡轮一级导向叶片的整级总喉道面积，成为解决问题的关键。业内一般采用水流试验法或简单的工装进行喉道面积测量。简单工装无论测量精度和测量速度都满足不了生产需要，而水流试验法通过测量水箱中的水流过涡轮导向叶片的喉道的时间来换算轮导向叶片的喉道面积，需要消耗大量资金及时间，测量效率低。

发明内容

本发明的目的在于一种涡轮导向叶片喉道面积的误差测量装置，能够精确、快速地测量轴流式燃气涡轮发动机涡轮导向叶片的喉道面积，以满足生产、维修和科研需要。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种涡轮导向叶片喉道面积的误差测量装置，其特征在于，包括中心为矩形孔洞的基板，在基板上表面位于矩形孔洞的前边沿分别设置有前左支承座、前右支承座，位于矩形孔洞的后边沿分别设置有后左支承座、后右支承座，位于矩形孔洞的右边沿设置有右支承座；前左支承座设置有伸向基板后方的第一固定轴，沿第一固定轴轴向依次设置有三个宽度测量旋转杆；后左支承座高于前左支承座，并且后左支承座的顶部固定有伸向基板前方的横梁，横梁上依次设置有三个宽度位移传感器，每个宽度测量旋转杆的上端和横梁之间设置有第一拉紧弹簧，其下端抵压在涡轮导向叶片的叶背上，宽度位移传感器的传感头垂直抵压在对应的宽度测量旋转杆的上半段；在基板下表面位于矩形孔洞的右边沿设置有连接板，连接板上设置有对应三个宽度测量旋转杆的三个宽度定位板，宽度定位板上设置有用于卡在涡轮导向叶片的排气边上的定位缺口；右支承座上设置有伸向基板左方的第二固定轴，第二固定轴设置有高度测量旋转杆；前右支承座上设置有高度位移传感器，高度测量旋转杆的上端和后右支承座之间设置有第二拉紧弹簧，高度位移传感器的传感头垂直抵压在高度测量旋转杆的上半段，高度测量旋转杆的下端抵压在涡轮导向叶片的内缘板的外表面，后右支承座上设置有伸入矩形孔洞下方的高度定位杆，高度定位杆抵压在涡轮导向叶片的外缘板的内表面。

本发明的进一步特点在，还包括一个分别连接三个宽度位移传感器和高度位移传感器的A/D转换器，连接A/D转换器的计算机，所述计算机通过A/D转换器采集三个宽度位移传感器和高度位移传感器的测量数据，计算涡轮导向叶片喉道面积或面积误差。

本发明相对简单工装，具有严格的宽度、高度定位结构，测量快速而且精度高；本发明相对水流试验法，设备简单，测量便捷，不需要通过测量水箱中的水流过涡轮导向叶片的喉道的时间来换算轮导向叶片的喉道面积。综上所述，本发明能够精确、快速地测量轴流式燃气涡轮发动机涡轮导向叶片的喉道面积，容易满足生产、维修和科研需要。

附图说明

图1为本发明的一种涡轮导向叶片喉道面积的误差测量装置的结构示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为数据处理单元的连接示意图；

图4为图1中宽度测量单元的结构示意图；

图5为图4的俯视示意图；

图6为图2中高度测量部分的结构示意图；

图7为图6的左视示意图；

图8为涡轮导向叶片喉道的空间结构图；

图9为宽度误差的测量示意图；

图10为高度误差的测量示意图；