渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于渦輪葉片試驗(yàn)技術(shù)，涉及一種獨(dú)特結(jié)構(gòu)的密封裝置，具體關(guān)于一種用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)的夾具。所述渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具包括壓板、底座、壓緊塊、螺栓組件。其中，所述底座由相互連接的底板和側(cè)板組成，壓板為兩塊獨(dú)立的板塊，對(duì)稱設(shè)置在底座兩側(cè)，且形狀和尺寸與渦輪導(dǎo)向葉片匹配。壓緊塊設(shè)置在壓板上，且壓緊塊上設(shè)置有用于壓緊的螺栓組件，另外，壓板和底座內(nèi)側(cè)設(shè)置有密封膠墊。本實(shí)用新型渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝便捷可靠，密封效果好，減少了拆裝過(guò)程中的人為因素干擾，提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，同時(shí)縮短拆裝時(shí)間從而避免了試驗(yàn)成本的浪費(fèi)，因此具有很高的實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于渦輪葉片試驗(yàn)技術(shù)，涉及一種獨(dú)特結(jié)構(gòu)的密封裝置，具體關(guān)于一種用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)的夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片氣膜孔流量測(cè)量是確定渦輪葉片加工是否合格的重要指標(biāo)。葉片氣膜孔流通能力直接影響渦輪葉片在高溫工作環(huán)境下的冷卻效果和壽命，嚴(yán)重的時(shí)候可能出現(xiàn)葉片局部掉塊，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成嚴(yán)重破壞。國(guó)內(nèi)渦輪葉片加工廠和各個(gè)科研院所都要在渦輪葉片設(shè)計(jì)加工完成后進(jìn)行葉片流量試驗(yàn)，已確認(rèn)渦輪葉片設(shè)計(jì)和加工是否滿足要求。
[0003]渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具是一套能在常溫環(huán)境下檢測(cè)渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔流通能力的密封裝置，它主要用于安裝被試葉片，將葉片緣板四邊密封，從而使測(cè)試設(shè)備能夠準(zhǔn)確測(cè)量葉片氣膜孔排出的空氣流量。
[0004]由于渦輪導(dǎo)向葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在進(jìn)行流量試驗(yàn)時(shí)需多次拆裝夾具，因此簡(jiǎn)易的密封裝置設(shè)計(jì)難度很大。常規(guī)的流量試驗(yàn)夾具大多存在組件數(shù)量多，拆裝費(fèi)時(shí)，密封不嚴(yán)，可靠性差等問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的:提供一種能快速拆裝、密封性好，能有效提高渦輪導(dǎo)向葉片流量檢測(cè)的便捷性和可靠性的渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具，其包括壓板、底座、壓緊塊、螺栓組件，其中，所述底座由相互連接的底板和側(cè)板組成，壓板為兩塊獨(dú)立的板塊，對(duì)稱設(shè)置在底座兩側(cè)，且形狀和尺寸與渦輪導(dǎo)向葉片匹配，壓緊塊設(shè)置在壓板上，且壓緊塊上設(shè)置有用于壓緊的螺栓組件，另外，壓板和底座內(nèi)側(cè)設(shè)置有密封膠墊。
[0007]底座上設(shè)置有用于連接外部進(jìn)氣管路的進(jìn)氣接嘴。
[0008]所述底板兩端各有兩個(gè)U形槽，在U形槽底部設(shè)置有防止螺栓組件的螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)的止轉(zhuǎn)滑槽，所述壓板通過(guò)U形槽上的螺栓組件與底座連接。
[0009]葉片輕放在底座膠墊上時(shí)，密封邊平面高于側(cè)板平面，高出高度為兩塊膠墊的總
變形量。
[0010]密封邊平面比側(cè)板平面高3?5mm。
[0011]底座側(cè)板內(nèi)側(cè)設(shè)置有定位塊。
[0012]底座底板邊緣設(shè)置有狹長(zhǎng)的彎曲擋塊。
[0013]壓緊塊上設(shè)有高度不同的凸臺(tái)，使壓緊塊兩側(cè)高度一致并與螺桿垂直，且凸臺(tái)位置處于底座側(cè)板和葉片受壓表面的中間部位。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:該渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝便捷可靠，密封效果好，減少了拆裝過(guò)程中的人為因素干擾，有利于流量試驗(yàn)過(guò)程中減輕操作人員負(fù)擔(dān)，提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，同時(shí)縮短拆裝時(shí)間從而避免了試驗(yàn)成本的浪費(fèi)，因此具有很高的實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1某渦輪導(dǎo)向葉片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2本實(shí)用新型渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具安裝后整體效果示意圖；
[0017]圖3底座示意圖，
[0018]其中，1-壓板，2-底座，3-進(jìn)氣接嘴，4-壓緊塊，5-螺栓組件，6_止轉(zhuǎn)滑槽、7_螺桿、8-定位塊、9-擋塊。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過(guò)具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0020]請(qǐng)參閱圖1，其是某渦輪導(dǎo)向葉片組合件，由兩片導(dǎo)向葉片組合而成，試驗(yàn)時(shí)需要夾具對(duì)葉片上下端四周進(jìn)行密封，使空氣全部從葉片上下端的空腔流入，從葉片氣膜孔流出，以便準(zhǔn)確測(cè)量氣膜孔的空氣流量。
[0021]本實(shí)用新型將六西格瑪設(shè)計(jì)(Design for six sigma)方法論等質(zhì)量管理工具融入到夾具實(shí)用新型過(guò)程中。利用萃智創(chuàng)新理論(TRIZ, theory of the solution ofinventive)解決了夾具組件復(fù)雜性與測(cè)量準(zhǔn)確性之間的技術(shù)沖突。本實(shí)用新型從減少螺栓數(shù)量和提高接觸密封效果兩個(gè)角度出發(fā)，對(duì)夾具功能流程及風(fēng)險(xiǎn)故障模式并進(jìn)行分析，通過(guò)設(shè)計(jì)整體底座雙壓板密封的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，可靠的密封方式及合理的壓緊位置布局以及巧妙的利用U形槽結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了壓板與壓緊塊的快速拆卸，實(shí)現(xiàn)了提高夾具可靠性，減少拆裝時(shí)間的目標(biāo)。
[0022]請(qǐng)參閱圖2，圖2所示為葉片夾裝后的夾具整體示意圖。本實(shí)用新型渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具包括壓板1、底座2、進(jìn)氣接嘴3、密封膠墊(設(shè)置在底座及壓板內(nèi)側(cè))、壓緊塊
4、螺栓組件5。
[0023]夾具功能實(shí)現(xiàn)是通過(guò)壓緊塊將螺栓組件產(chǎn)生的壓力傳遞至壓板和底座，壓板與底座上的密封膠墊受壓變形后與被夾裝葉片形成四周密封的進(jìn)氣腔，使底座側(cè)面的進(jìn)氣接嘴流入的空氣全部從葉片內(nèi)部通道流出。
[0024]進(jìn)氣接嘴可與底座焊接，采用錐形面球頭壓緊密封形式，主要實(shí)現(xiàn)夾具與外部進(jìn)氣管路的連接。
[0025]密封膠墊厚度約5?8mm，用強(qiáng)力膠粘在壓板和底座上，膠墊與葉片周邊直接接觸，受壓后變形對(duì)葉片產(chǎn)生密封效果。膠墊變形時(shí)還可在一定程度上減弱葉片與底座及壓板的高度、角度差異帶來(lái)的負(fù)面影響。膠墊種類可選取丁腈橡膠，其彈性較小，不易磨損和產(chǎn)生凹痕，可靠性強(qiáng)，使用過(guò)程中可大大減少更換次數(shù)。
[0026]請(qǐng)參閱圖3,圖3所示為夾具底座示意圖。底座是夾具的關(guān)鍵組件,主要功能是固定葉片并密封葉片下半部與底座的接觸面。底座分底板與側(cè)板兩部分，側(cè)板與底板焊接在一起。根據(jù)被試葉片尺寸設(shè)計(jì)底板兩側(cè)的高度、拐角，使葉片可平穩(wěn)放置底板上。同時(shí)側(cè)板尺寸需考慮葉片尺寸和膠墊變形量進(jìn)行設(shè)計(jì)，使葉片輕放在底座膠墊上時(shí)密封邊平面高于側(cè)板平面(高出高度為兩塊膠墊的總變形量，通常約3?5mm)，這樣壓板受壓后膠墊才能被擠壓變形保證葉片接觸面密封效果。底板兩端各有兩個(gè)寬約10.5mm (比MlO螺栓略粗)的U形槽，在U形槽底部有寬17.5mm的止轉(zhuǎn)滑槽6防止螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)。將MlO螺桿7焊接在側(cè)板上，焊接位置根據(jù)夾具夾裝時(shí)易泄露的位置確定。在側(cè)板內(nèi)側(cè)有定位塊8，其作為葉片放置的定位基準(zhǔn)可減少人為隨意放置對(duì)密封效果的影響。在底板邊緣有彎曲狹長(zhǎng)的擋塊9，其目的是防止粘在底座的膠墊松動(dòng)或脫落。
[0027]壓板為兩塊獨(dú)立結(jié)構(gòu)，利于安裝時(shí)調(diào)整和檢測(cè)密封效果，同時(shí)空氣可從兩塊壓塊之間空隙流出。壓板通過(guò)U形槽上的螺栓組件與底座連接，對(duì)底座及葉片的接觸面進(jìn)行密封，應(yīng)根據(jù)底座尺寸和葉片放置位置設(shè)計(jì)相應(yīng)的壓板尺寸及U形槽位置。
[0028]壓緊塊利用底座兩側(cè)的螺桿與螺母對(duì)壓板不同的位置產(chǎn)生二次壓力，使壓板各位置均勻受力，可大大減小壓板拐角處的氣體泄漏。根據(jù)葉片大小通常選取壓緊塊數(shù)量為2至4塊，壓緊塊兩端設(shè)計(jì)成U形槽，螺母擰松時(shí)即可取出壓緊塊。由于葉片兩側(cè)高度不同，需要在壓緊塊上設(shè)計(jì)不同高度的凸臺(tái)，使壓緊塊兩側(cè)高度一致并與螺桿垂直，這樣螺母對(duì)壓緊塊施加的壓力較均勻，凸臺(tái)位置應(yīng)處于底座側(cè)板和葉片受壓表面的中間部位，以免壓板會(huì)傾斜，造成泄漏。
[0029]安裝時(shí)，葉片放置底座上，將兩個(gè)壓板蓋上，用手把螺栓滑進(jìn)底座止轉(zhuǎn)滑槽，擰緊螺母初步完成壓板和底座的定位。然后將三個(gè)壓緊塊放置壓板上，用力矩扳手將全部螺母擰緊。拆卸時(shí)，螺母擰松即可將壓緊塊和壓板取出。
[0030]本實(shí)用新型渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具采用上述結(jié)構(gòu)，可大大簡(jiǎn)化拆裝難度，且對(duì)易泄露位置有很好的處理措施。但根據(jù)不同的葉型結(jié)構(gòu)以及對(duì)夾具性能關(guān)注點(diǎn)的不同，夾具的形式不僅僅限于本實(shí)用新型實(shí)施方式所揭示的情形。
【權(quán)利要求】
1.一種渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具，其特征在于，包括壓板(I)、底座(2)、壓緊塊(4)、螺栓組件(5)，其中，所述底座(2)由相互連接的底板和側(cè)板組成，壓板(I)為兩塊獨(dú)立的板塊，對(duì)稱設(shè)置在底座兩側(cè)，且形狀和尺寸與渦輪導(dǎo)向葉片匹配，壓緊塊(4)設(shè)置在壓板上，且壓緊塊上設(shè)置用于壓緊的螺栓組件，另外，壓板和底座內(nèi)側(cè)設(shè)置有密封膠墊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具，其特征在于，底座上設(shè)置有用于連接外部進(jìn)氣管路的進(jìn)氣接嘴(3 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具，其特征在于，所述底板兩端各有兩個(gè)U形槽，在U形槽底部設(shè)置有防止螺栓組件的螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)的止轉(zhuǎn)滑槽(6)，所述壓板通過(guò)U形槽上的螺栓組件與底座連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具，其特征在于，葉片放在底座膠墊上時(shí)，密封邊平面高于側(cè)板平面，高出高度為兩塊膠墊的總變形量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具，其特征在于，密封邊平面比側(cè)板平面高3?5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具，其特征在于，底座側(cè)板內(nèi)側(cè)設(shè)置有定位塊(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具，其特征在于，底座底板邊緣設(shè)置有狹長(zhǎng)的彎曲擋塊(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦輪導(dǎo)向葉片流量試驗(yàn)夾具，其特征在于，壓緊塊上設(shè)有高度不同的凸臺(tái)，使壓緊塊兩側(cè)高度一致并與螺桿垂直，且凸臺(tái)位置處于底座側(cè)板和葉片受壓表面的中間部位。
【文檔編號(hào)】B25B11/00GK203752004SQ201420093184
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】楊上峰, 朱榕川, 劉志剛, 采峰 申請(qǐng)人:中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院, 中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展研究中心