阅读说明：本技术 一种单片导向叶片排气面积的测量装置 (Measuring device for exhaust area of single guide vane ) 是由 邱枫 杨莉玫 王均 王亚岚 肖国郁 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种单片导向叶片排气面积的测量装置,属于航空发动机检测技术领域。一种单片导向叶片排气面积的测量装置,包括：底座、以及均设置在底座上的固定装置和模拟装置；固定装置包括设置在底座两端的第一定位组件和第二定位组件；模拟组件包括设置在底座一侧的第一背侧叶片模拟块和第二背侧叶片模拟块,以及设置在底座另一侧的第一盆侧叶片模拟块、第二盆侧叶片模拟块、大缘板模拟块以及小缘板模拟块。本发明可以通过测量得到单个待测叶片的排气面积值,通过对多个叶片进行筛选、匹配,从中挑选出数量为一台份的总排气面积值符合设计图要求的叶片进行装配,可有效减少在导向叶片的装配、测量次数,最终实现一次性装配。(The invention discloses a device for measuring the exhaust area of a single guide vane, and belongs to the technical field of aeroengine detection. A single guide vane exhaust area measurement device comprising: the simulation device comprises a base, a fixing device and a simulation device, wherein the fixing device and the simulation device are arranged on the base; the fixing device comprises a first positioning component and a second positioning component which are arranged at two ends of the base; the simulation assembly comprises a first dorsal side blade simulation block and a second dorsal side blade simulation block which are arranged on one side of the base, and a first basin side blade simulation block, a second basin side blade simulation block, a large edge plate simulation block and a small edge plate simulation block which are arranged on the other side of the base. The invention can obtain the exhaust area value of a single blade to be measured through measurement, and selects the blades of which the total exhaust area value is in accordance with the requirement of a design drawing from the blades through screening and matching the blades, thereby effectively reducing the assembly and measurement times of the guide blades and finally realizing one-time assembly.)

一种单片导向叶片排气面积的测量装置

技术领域

本发明涉及航空发动机检测技术领域，具体涉及一种单片导向叶片排气面积的测量装置。

背景技术

排气面积是发动机的重要参数，在导向器机匣组件装配过程中，使用数字化排气面积测具测量相邻导向叶片之间设计图规定的测量点获得。从第一组导向叶片开始测量到最后一组，按照公式将所有测量数据进行计算后得到总的排气面积值，将其与设计文件规定的理论面积进行比较，判断其是否在公差范围内来确定是否合格。如果不合格，根据总面积值偏大或偏小的情况来更换叶片后，再测量更换叶片间的面积值，将新的数据替换同一位置的旧数据后再次计算总面积是否合格，如不合格，继续更换和测量，直至合格。目前的这种装配、测量方式反复次数多，效率低，装配周期长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单片导向叶片排气面积的测量装置，以解决现有导向器机匣中的导向叶片装配效率低、装配周期长的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种单片导向叶片排气面积的测量装置，包括：底座、以及均设置在底座上的固定装置和模拟装置；

固定装置包括设置在底座两端的第一定位组件和第二定位组件；

模拟组件包括设置在底座一侧的第一背侧叶片模拟块和第二背侧叶片模拟块，以及设置在底座另一侧的第一盆侧叶片模拟块、第二盆侧叶片模拟块、大缘板模拟块以及小缘板模拟块；大缘板模拟块靠近第一定位组件，小缘板模拟块靠近第二定位组件。

本发明的第一定位组件和第二定位组件分别将待测叶片进行固定，模拟待测叶片在导向器机匣中的位置。第一背侧叶片模拟块和第二背侧叶片模拟块用于模拟位于待测叶片背侧的相邻叶片在机匣中的位置。第一盆侧叶片模拟块、第二盆侧叶片模拟块、大缘板模拟块和小缘板模拟块用于模拟位于待测叶片盆侧的相邻叶片在机匣中的位置。通过数字化排气面积测具可以分别测量待测叶片背侧和盆侧的排气面积，可以得到单个待测叶片的排气面积值，通过对多个叶片排气面积进行筛选、匹配，从中挑选出数量为一台份的总排气面积值符合设计图要求的叶片进行装配，可有效减少在导向叶片的装配、测量次数，最终实现一次性装配而不用进行装配时排气面积的测量，以缩短生产周期，提高效率。

进一步地，上述第一背侧叶片模拟块和第二背侧叶片模拟块朝向底座中部的一侧分别设有第一排气边模拟面。

数字化排气面积测具在测量待测叶片背侧排气通道的排气面积时，其宽度活动测量头仅需要与待测叶片背侧的相邻叶片的排气边进行接触，第一排气边模拟面用于模拟宽度活动测量头与相邻叶片的排气边接触点的切面。而设置两个背侧叶片模拟块用于匹配设计图纸规定的两个测量点。

进一步地，上述第一盆侧叶片模拟块和第二盆侧叶片模拟块均包括背侧模拟面、第三排气边模拟面以及基准面；背侧模拟面成型于第一盆侧叶片模拟块或第二盆侧叶片模拟块靠近底座中部的一侧；第三排气边模拟面成型于第一盆侧叶片模拟块或第二盆侧叶片模拟块的顶面；基准面成型于第一盆侧叶片模拟块或第二盆侧叶片模拟块远离底座中部的一侧，并且基准面与第三排气边模拟面垂直。

数字化排气面积测具在测量待测叶片盆侧排气通道的排气面积时，其定位块的十字定位面需要与待测叶片盆侧的相邻叶片的排气边进行接触定位，第三排气边模拟面以及基准面与十字定位面接触，用于模拟数字化排气面积测具在工作时的位置。数字化排气面积测具的两个宽度固定测量头需要与待测叶片盆侧的相邻叶片的背侧面接触，背侧模拟面用于模拟待测叶片盆侧的相邻叶片的背侧面。同时，设置两个盆侧叶片模拟块用于匹配设计图纸规定的两个测量点。

进一步地，上述大缘板模拟块朝向底座中部的一侧设有大缘板通道模拟面，小缘板模拟块朝向底座中部的一侧设有小缘板通道模拟面。

数字化排气面积测具在测量待测叶片盆侧排气通道的排气面积时，需要测量相邻叶片背侧排气通道的长度值，大缘板通道模拟面和小缘板通道模拟面分别模拟相邻叶片的大缘板通道面和小缘板通道面，从而通过测量大缘板通道模拟面和小缘板通道模拟面之间的距离得到相邻叶片背侧排气通道的长度值。

进一步地，上述第一定位组件包括第一定位座、第一限位座和压紧座；第一定位座设有相互垂直的第一支撑面和端部限位面；第一限位座设有大缘板限位面；压紧座设有顶部限位面。

本发明的第一定位组件用于对待测叶片设有大缘板的一端进行固定，端部限位面对待测叶片端部进行限位，大缘板限位面与待测叶片的大缘板接触，对待测叶片的周向进行限位，第一支撑面和顶部限位面分别对待测叶片的底部和顶部进行限位，最后通过压紧座进行固定，实现待测叶片设有大缘板一端的固定。

进一步地，上述第二定位组件包括第二定位座、第二限位座以及压紧座；第二定位座设有第二支撑面；第二限位座设有小缘板限位面。

本发明的第二定位组件用于对待测叶片设有小缘板的一端进行固定，小缘板限位面与待测叶片的小缘板接触，对待测叶片的周向进行限位，第二支撑面和压紧座上的顶部限位面分别对待测叶片的底部和顶部进行限位，最后通过压紧座进行固定，实现待测叶片设有小缘板一端的固定。

进一步地，上述压紧座包括导杆和压紧块；导杆的一端与底座连接，导杆的另一端穿过压紧块并设有滚花螺母，导杆套设有两端分别与底座和压紧块接触的弹簧；顶部限位面成型于压紧块的底壁。

本发明的压紧块可以在导杆上滑动，滚花螺母旋转时，可以使顶部限位面与待测叶片的顶部紧密接触，实现待测叶片的固定。在松开滚花螺母时，弹簧可以将压紧块弹开，使压紧块与待测叶片脱离，便于待测叶片的更换。

进一步地，上述底座上还设有球头销。

本发明的球头销作为基准件，对各个模拟块之间的相互位置关系进行检测，使各个模拟块的位置精确。

一种基于上述测量装置的单片导向叶片排气面积的测量方法，包括以下步骤：

S1：通过固定装置将待测叶片进行固定；

S2：将数字化排气面积测具定位块的十字定位面放置到待测叶片的排气边上；将长度固定测量头与待测叶片的背侧大缘板通道面贴合，并将长度活动测量头与待测叶片的背侧小缘板通道面贴合，测量背侧排气通道的长度尺寸；将两个宽度固定测量头分别与待测叶片的叶背贴合，并将两个相对应的宽度活动测量头分别与第一背侧叶片模拟块和第二背侧叶片模拟块接触，测量背侧排气通道两个位置的宽度尺寸；

S3：数字化排气面积测具通过背侧排气通道的长度尺寸和背侧排气通道两个位置的宽度尺寸计算出待测叶片背侧的排气面积值；

S4：将数字化排气面积测具定位块的十字定位面分别放置到第一盆侧叶片模拟块和第二盆侧叶片模拟块的顶部；将长度固定测量头与大缘板模拟块接触，并将长度活动测量头与小缘板模拟块接触，测量盆侧排气通道的长度尺寸；将两个宽度固定测量头分别与第一盆侧叶片模拟块和第二盆侧叶片模拟块接触，并将两个相对应的宽度活动测量头分别与待测叶片的排气边接触，测量盆侧排气通道两个位置的宽度尺寸；

S5：数字化排气面积测具通过盆侧排气通道的长度尺寸和盆侧排气通道两个位置的宽度尺寸计算出待测叶片盆侧的排气面积值；

S6：将待测叶片背侧的排气面积值和待测叶片盆侧的排气面积值相加并除以2，得到的数值即为单片导向叶片的排气面积值。

本发明通过模拟待测叶片以及待测叶片两侧相邻叶片在导向器机匣中的位置，再通过数字化排气面积测具可以方便、快速地测出待测叶片背侧和盆侧排气通道的排气面积值，通过将两个排气面积值相加并除以2即可得到单片排气叶片的排气面积值，解决了单片导向叶片排气面积值无法测量的问题。

在需要组装时，通过各个叶片的排气面积值进行筛选和匹配，从多个叶片中挑选出数量为一台份的总排气面积值符合设计图要求的叶片进行装配，避免装配中因排气面积值不合格而反复更换叶片和重复测量，从而缩短装配和测量周期，提高装配效率。

进一步地，上述步骤S1中，固定方式为：待测叶片两端底部分别放置到第一支撑面和第二支撑面上，待测叶片设有大缘板的一端与端部限位面接触，待测叶片的大缘板和小缘板分别与大缘板限位面和小缘板限位面接触，待测叶片的两端顶部分别与两个压紧座的顶部限位面接触，并旋拧滚花螺母将待测叶片进行固定；

步骤S2中，两个相对应的宽度活动测量头的接触方式：两个相对应的宽度活动测量头分别与第一背侧叶片模拟块和第二背侧叶片模拟块的第一排气边模拟面接触；

步骤S4中，数字化排气面积测具的安装方式：数字化排气面积测具定位块的十字定位面分别与第一盆侧叶片模拟块和第二盆侧叶片模拟块上的第三排气边模拟面以及基准面接触；长度固定测量头与大缘板模拟块的大缘板通道模拟面接触，长度活动测量头与小缘板模拟块的小缘板通道模拟面接触；两个宽度固定测量头分别与第一盆侧叶片模拟块的和第二盆侧叶片模拟块的背侧模拟面接触。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过数字化排气面积测具可以分别测量待测叶片背侧和盆侧的排气面积，可以得到单个待测叶片的排气面积值，通过对多个叶片排气面积进行筛选、匹配，从中挑选出数量为一台份的总排气面积值符合设计图要求的叶片进行装配，可有效减少在导向叶片的装配、测量次数，最终实现一次性装配而不用进行装配时排气面积的测量，以缩短生产周期，提高效率。

附图说明

图1为本发明的单片导向叶片排气面积的测量装置的结构示意图；

图2为本发明的第一定位座的结构示意图；

图3为本发明的第一限位座的结构示意图；

图4为本发明的压紧座的结构示意图；

图5为本发明的第二定位座的结构示意图；

图6为本发明的第二限位座的结构示意图；

图7为本发明的第一背侧叶片模拟块的结构示意图；

图8为本发明的第一盆侧叶片模拟块的结构示意图；

图9为本发明的大缘板模拟块的结构示意图；

图10为本发明的小缘板模拟块的结构示意图；

图11为本发明的测量装置在测量待测叶片排气面积时的结构示意图。

图中：10-底座；11-球头销；21-第一定位组件；22-第二定位组件；23-第一定位座；24-第一限位座；25-压紧座；26-第二定位座；27-第二限位座；231-第一支撑面；232-端部限位面；241-大缘板限位面；251-顶部限位面；252-导杆；253-压紧块；254-滚花螺母；255-弹簧；256-支撑杆；261-第二支撑面；271-小缘板限位面；310-第一背侧叶片模拟块；311-第一排气边模拟面；320-第二背侧叶片模拟块；330-第一盆侧叶片模拟块；331-背侧模拟面；332-第三排气边模拟面；333-基准面；340-第二盆侧叶片模拟块；350-大缘板模拟块；351-大缘板通道模拟面；360-小缘板模拟块；361-小缘板通道模拟面；400-待测叶片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

请参照图1，一种单片导向叶片排气面积的测量装置，包括：底座10、固定装置以及模拟装置，固定装置和模拟装置分别安装在底座10的顶部。底座10上还设有球头销11。

固定装置包括第一定位组件21和第二定位组件22，第一定位组件21和第二定位组件22分别用于固定待测叶片400设有大缘板的一端和设有小缘板的一端，从而模拟待测叶片400位于导向器机匣中的位置。

模拟装置包括第一背侧叶片模拟块310、第二背侧叶片模拟块320、第一盆侧叶片模拟块330、第二盆侧叶片模拟块340、大缘板模拟块350以及小缘板模拟块360。第一背侧叶片模拟块310和第二背侧叶片模拟块320均位于底座10的一侧，用于模拟待测叶片400背侧的相邻叶片在导向器机匣中的位置，第一盆侧叶片模拟块330、第二盆侧叶片模拟块340、大缘板模拟块350和小缘板模拟块360均位于底座10的另一侧，用于模拟待测叶片400盆侧的相邻叶片在导向器机匣中的位置。大缘板模拟块350和小缘板模拟块360分别靠近第一定位组件21和第二定位组件22。

请参照图2至图6，第一定位组件21包括第一定位座23、第一限位座24和压紧座25。第一定位座23的底部通过螺栓和定位销固定安装在底座10上，第一定位座23的顶部设有朝向底座10中部的缺口，缺口的两个相互垂直的侧面分别为第一支撑面231和端部限位面232。第一支撑面231水平设置，用于对待测叶片400的支撑。端部限位面232竖直设置，用于在轴向对待测叶片400进行限位。

第一限位座24的底部通过螺栓和定位销固定安装在底座10上，第一限位座24的顶部靠近第一定位座23的一侧设有大缘板限位面241，大缘板限位面241与待测叶片400背侧的大缘板相配合，用于在径向对待测叶片400进行限位。

压紧座25包括导杆252和压紧块253。导杆252的底端通过螺纹与底座10连接，并且导杆252的底端螺纹连接有螺母，螺母与底座10接触，实现导杆252与底座10的固定。导杆252的顶端也通过螺纹连接有滚花螺母254。压紧块253套设在导杆252的中部，并且压紧块253能够与导杆252进行滑动，压紧块253一端的底壁设有顶部限位面251，用于对待测叶片400的顶部进行限位，并且滚花螺母254还能对待测叶片400进行固定，从而实现第一定位组件21对待测叶片400设有大缘板一端的固定。为了便于待测叶片400的安装和取卸，导杆252上套设有弹簧255，弹簧255的两端分别与压紧块253和底座10接触。

为了提高压紧块253的稳定性，压紧座25还可以设置支撑杆256。支撑杆256的底端通过螺纹与底座10连接，并且导杆252的底端螺纹连接有螺母，螺母与底座10接触，实现支撑杆256与底座10的固定，并且还能实现支撑杆256高度调节。支撑杆256的顶部与压紧块253另一端的底壁接触。在压紧块253固定待测叶片400时，通过调节支撑杆256的高度，使支撑杆256对压紧块253进行有效支撑，避免在旋拧滚花螺母254时，压紧块253发生偏置。

第二定位组件22包括第二定位座26、第二限位座27以及压紧座25。第二定位座26的底部通过螺栓和定位销固定安装在底座10上，第二定位座26的顶部设有第二支撑面261，用于对待测叶片400的支撑。在本实施例中，为了匹配待测叶片400设有小缘板一端的结构，第二支撑面261呈弧形，与待测叶片400设有小缘板一端的弧形结构相匹配，对待测叶片400更好地进行支撑。

第二限位座27的底部通过螺栓和定位销固定安装在底座10上，第二限位座27的顶部靠近第二定位座26的一侧设有小缘板限位面271，小缘板限位面271与待测叶片400背侧的小缘板相配合，用于在径向对待测叶片400进行限位。

第二定位组件22中的压紧座25与第一定位组件21中的压紧座25结构一致，也设有用于对待测叶片400的顶部进行限位的顶部限位面251，通过滚花螺母254实现第二定位组件22对待测叶片400设有小缘板一端的固定。为了更好地匹配待测叶片400设有小缘板一端的弧形结构，压紧块253的低壁设有梯形槽，顶部限位面251成型与梯形槽的侧壁，通过梯形槽的挤压，可以很好地对待测叶片400进行定位。

请参照图7至图10，第一背侧叶片模拟块310和第二背侧叶片模拟块320的结构一致。第一背侧叶片模拟块310和第二背侧叶片模拟块320均通过螺栓和定位销固定安装在底座10上，第一背侧叶片模拟块310和第二背侧叶片模拟块320的位置与设计图纸规定的两个测量点相匹配。第一背侧叶片模拟块310和第二背侧叶片模拟块320的顶部朝向底座10中部的一侧分别设有第一排气边模拟面311，用于模拟待测叶片400背侧相邻叶片的排气边。

第一盆侧叶片模拟块330和第二盆侧叶片模拟块340的结构一致。第一盆侧叶片模拟块330和第二盆侧叶片模拟块340的底部均通过螺钉和定位销固定安装在底座10上，第一盆侧叶片模拟块330和第二盆侧叶片模拟块340的位置与设计图纸规定的两个测量点相匹配。第一盆侧叶片模拟块330和第二盆侧叶片模拟块340朝向底座10中部的一侧分别设有背侧模拟面331，用于模拟待测叶片400盆侧相邻叶片的背侧面。第一盆侧叶片模拟块330和第二盆侧叶片模拟块340的顶部设有第三排气边模拟面332和基准面333，用于与数字化排气面积测具定位块的十字定位面接触，实现数字化排气面积测具的限位。第三排气边模拟面332水平设置，成型于第一盆侧叶片模拟块330或第二盆侧叶片模拟块340的顶壁。基准面333竖直设置，成型于第一盆侧叶片模拟块330或第二盆侧叶片模拟块340远离底座10中部的一侧。

大缘板模拟块350和小缘板模拟块360的底部分别通过螺钉和定位销固定安装在底座10上，并靠近第一定位座23。大缘板模拟块350和小缘板模拟块360的顶部分别设有大缘板通道模拟面351和小缘板通道模拟面361，大缘板通道模拟面351和小缘板通道模拟面361相对设置，分别模拟待测叶片400盆侧的相邻叶片的大缘板通道面和小缘板通道面。

请参照图11，一种基于上述测量装置的单片导向叶片排气面积的测量方法，包括以下步骤：

S1：通过球头销11对各模拟块之间的相互位置关系进行检测，使各个模拟块的位置精确；

S2：将数字化排气面积测具在排气面积标准件上对各个测量头进行对零；

S3：将待测叶片400两端底部分别放置到第一支撑面231和第二支撑面261上，使待测叶片400设有大缘板的一端与端部限位面232接触，待测叶片400的大缘板和小缘板分别与大缘板限位面241和小缘板限位面271接触，待测叶片400的两端顶部分别与两个压紧座25的顶部限位面251接触，并旋拧滚花螺母254将待测叶片400进行固定；

S4：将数字化排气面积测具定位块的十字定位面放置到待测叶片400的排气边上；将长度固定测量头与待测叶片400的背侧大缘板通道面贴合，并将长度活动测量头与待测叶片400的背侧小缘板通道面贴合，测量背侧排气通道的长度尺寸；将两个宽度固定测量头分别与待测叶片400的叶背贴合，并将两个相对应的宽度活动测量头分别与第一背侧叶片模拟块310和第二背侧叶片模拟块320的第一排气边模拟面311接触，测量背侧排气通道两个位置的宽度尺寸；

S5：数字化排气面积测具通过背侧排气通道的长度尺寸和背侧排气通道两个位置的宽度尺寸计算出待测叶片400背侧的排气面积值；

S6：将数字化排气面积测具定位块的十字定位面分别放置到第一盆侧叶片模拟块330和第二盆侧叶片模拟块340的顶部，并分别与第三排气边模拟面332以及基准面333接触；将长度固定测量头与大缘板模拟块350的大缘板通道模拟面351接触，并将长度活动测量头与小缘板模拟块360的小缘板通道模拟面361接触，测量盆侧排气通道的长度尺寸；将两个宽度固定测量头分别与第一盆侧叶片模拟块330和第二盆侧叶片模拟块340的背侧模拟面331接触，并将两个相对应的宽度活动测量头分别与待测叶片400的排气边接触，测量盆侧排气通道两个位置的宽度尺寸；

S7：数字化排气面积测具通过盆侧排气通道的长度尺寸和盆侧排气通道两个位置的宽度尺寸计算出待测叶片400盆侧的排气面积值；

S8：将待测叶片400背侧的排气面积值和待测叶片400盆侧的排气面积值相加并除以2，得到的数值即为单片导向叶片的排气面积值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。