一種導向器葉片排氣面積測量模擬裝置研制

項莉　陳佳慧　李有

摘 要：本文主要論述了導向器葉片排氣面積測量過程中，單件葉片的測量方法——利用模擬塊進行輔助測量，測具結構采用了新型的翻轉機構能夠更好地觀察葉片的測量狀態，模擬塊雖然按照理論數據進行的設計，既保證兩側葉片的排氣面積測量準確，又能解決整個葉片排氣面積測量問題，而且間接地保證了葉片型面的準確性，對于葉片單件的合格加工起到了一定的作用。

關鍵詞：排氣面積測量；模擬裝置；旋轉機構

中圖分類號：V232 文獻標識碼：A

目前，導向器葉片為精鑄葉片，一般為三聯～六聯葉片連接，兩片相鄰導向葉片之間的通道是復雜的曲面，測量一般采用近似梯形的測量方法——上底、下底和高，通過這個參數的測量計算求得梯形的面積。這種測量方式僅適用與中間腔道排氣面積的測量，對于單件生產，葉片兩側的腔道尺寸是否準確也是至關重要的，在這種情況下需要一套模擬葉片兩側葉身型面的模擬裝置配合來實現三聯～六聯葉片的排氣面積測量。以往的葉片模擬裝置僅僅是單一的模擬葉片被測點的位置尺寸，葉片的定位取排氣邊上的點來實現。這種定位方式往往與真正葉片裝配的要求不一致，會導致由于定位基準不一致而產生一定的誤差。本專利主要是針對葉片在模擬裝配的情況下，利用與裝配一致的角向銷來實現單件葉片排氣面積的測量。

1.模擬裝置結構討論與分析

各機種發動機的導向器葉片都存在導向器排氣面積的測量問題，如果在導向葉片單件生產的過程中，利用模擬裝配的模擬葉片測量裝置實現葉片單件排氣面積測量，就杜絕了制造過程中葉片兩側排氣面積測量誤差的產生，提高葉片排氣面積檢測精度，從而提高葉片制造精度 。所謂的模擬塊配合測量，就是在葉片的盆、背方向各模擬一個葉片，意思就是將前一個葉片的葉背模擬塊和后一個葉片的葉盆模擬塊同時裝配在一個測具上。由于兩側模擬塊設計的數據是依照理論數據給定，因此在測量兩側葉片排氣面積時按照平均值取值。模擬塊的設計中定位部分仍然與葉片的定位位置一致，采用6點定位——排氣邊上5個點和安裝板上一個點，測量部位也與葉片一致。在某型機的高導葉片中，安裝板上的孔為角向定位，這與以往的定位方式不同，但原理是一致的。該創新設計的特點是：該葉片模擬裝置是可以上下翻轉的，裝夾葉片之前，將葉片模擬裝置翻轉過來，將兩側的鎖緊裝置鎖緊，然后將導向器葉片的裝配孔穿過模擬發動機盤的定位銷，利用上下安裝板的定位面模擬裝配在測量裝置上（如圖1所示）。測量時，將裝配好的葉片翻轉過來，在葉片模擬裝置兩側分別設計了葉片定位點和測量點，利用葉片排氣面積測具測量時直接定位在模擬裝置的定位和測量塊上就可以了。

目前應用的技術領域是在葉片單件加工過程中，用來輔助測量葉片兩側腔道尺寸的模擬葉片裝置，主要應用于航空發動機及燃氣輪機單件導向器葉片排氣面積的測量。

導向器葉片的排氣面積測量模擬裝置主要包括兩部分，定位機構和旋轉機構；定位機構包括底板、角向定位銷、葉片排氣邊上下安裝板定位塊、為配合排氣面積測具設計的排氣邊定位塊、模擬盆向測量位置和測量點而設計的測量基準塊、快速壓緊等。旋轉機構包括支撐用的兩側支座、旋轉芯軸，支撐芯軸支座、旋轉手輪，緊定螺釘等（如圖2所示）。本實用新型輔助測量裝置，以兩側芯軸為旋轉中心，可以在任意角度鎖緊，先將旋轉機構旋轉180度，將被測葉片按裝配要求定位在模擬裝置定位機構上，用快速壓緊壓緊葉片后，再旋轉180度，葉片的排氣邊朝上后，將旋轉機構鎖緊，然后利用排氣面積測具就可以進行測量了。

各機種的導向器葉片結構變化不大，只有葉片大小和截面數（測量點）多少之分，在測量葉片排氣面積時，輔助測量模擬裝置的旋轉機構有一定的通用性，無論何種排氣面積測具，在單件測量時，都需要輔助測量模擬裝置來完成葉片兩側排氣面積的測量。

結語

模擬塊配合排氣面積測具進行厚道面積測量，既保證兩側葉片的排氣面積測量準確，又能解決整個葉片排氣面積測量問題，而且間接保證了葉片型面的準確性，對于葉片單件的合格加工起到了一定的作用。導向器葉片排氣面積測量輔助模擬裝配裝置采用該創新結構后，利用上下翻轉結構，一套測具就可以檢測一級導向器葉片的所有單件葉片排氣面積測量值，預計節省設計費用50%以上，降低測具制造難度30%以上，該創新結構操作簡單，測量精確，一名工人就可以完成一級單件導向器葉片排氣面積所有測量點的測量，預計生產周期能縮短80%以上。該創新設計的優點就是：打破了傳統的設計模式，利用上下翻轉機構，在完全符合裝配的條件下，實現單件整體排氣面積的測量。

參考文獻

[1]《航工裝設計手冊》編寫組. 航空工藝裝備設計手冊[M]. 北京：國防工業出版社，1978.

[2]《機械設計手冊》聯合編寫組編.北京：化學工業出版社，1979.