一种桨叶预扭角测量工装及测量方法与流程

本发明属于直升机桨叶结构设计及试验技术领域，具体涉及一种桨叶预扭角测量工装及测量方法。

背景技术：

桨叶结构预扭角的测量是桨叶结构设计与制造符合性的重要内容之一，也是桨叶装台或装机安装角计算的基础。如图2所示为桨叶结构预扭角测量的通常做法：

根据桨叶剖面预扭角检验要求，加工需要检验剖面的卡板工装1，选取卡板某个端面为测量基准面，得到桨叶弦长(弦向)与测量基准面(竖直面)的理论夹角，然后用安装定位夹具2将桨叶3固定，将卡板工装1安放到被测剖面，通过机械或电子水平仪4获得卡板工装1参考面(例如图2中卡板工装1的上边缘)与水平面的角度，从而通过角度的传递得出桨叶弦长与水平面的夹角，得到图2中弦向与图2中铅垂线的夹角，减去最开始获得的理论夹角，即得到桨叶的剖面预扭角。在通常做法的基础上，在cn104669153专利中提出了一种五点式卡板以及与量具的结合测量方法，提升了测量效率，该方法提出的测量夹具由右卡板和左卡板两部分组成，右卡板内型面上有3个与桨叶接触的定位点，左卡板上有2个与桨叶接触的定位点，当这5个定位点同时贴合桨叶型面时，右卡板上的测量支座的光学倾斜仪安装面与桨叶弦线垂直，测量时将桨叶固定到安装定位夹具上，将测量夹具安装到检测剖面上，读取光学倾斜仪数值，从而得出该剖面桨叶预扭角；而在cn205691091专利中则是提出一种前缘两点接触和后缘一点接触的新式卡板结构，其测量方法则与cn104669153专利类似。

上述方法都能够测量出桨叶被检测剖面的预扭角，然而都存在一个重要的不足，上述方法中不论是卡板结构还是测量过程，对于测量精度都没有有效的保证措施，为了提升测量精度需要对卡板及量具工装的加工提出更高的要求；此外上述方法涉及的卡板及量具工装都难以重用，对控制成本不利。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种更为精确且可重用的桨叶预扭角测量工装及其使用方法。

本申请第一方面提供了一种桨叶预扭角测量工装，包括水平仪、量具、前缘卡板、后缘卡夹以及后缘标尺，所述量具具有相互垂直的短边与长边，所述短边一侧固定所述前缘卡板，另一侧安装所述水平仪，所述前缘卡板具有适配桨叶前缘外形轮廓的凹槽，所述后缘卡夹滑动设置在所述量具的长边上，后缘标尺穿过所述后缘卡夹，并垂直于所述长边向桨叶后缘延伸。

根据本申请的至少一个实施方式，所述后缘卡夹上设置有螺孔，并穿插有紧固螺钉，所述后缘卡夹在所述量具的长边上滑动到位时，通过所述紧固螺钉进行固定。

根据本申请的至少一个实施方式，所述量具的短边上背离所述长边的一侧具有第一滑槽，所述水平仪安装在所述第一滑槽内。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第一滑槽侧边具有螺孔，通过螺栓将所述水平仪禁锢在所述第一滑槽内。

根据本申请的至少一个实施方式，所述量具的短边上朝向所述长边的一侧具有第二滑槽，所述前缘卡板的一侧边安装在所述第二滑槽内。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第二滑槽侧边具有螺孔，通过螺栓将所述前缘卡板禁锢在所述第二滑槽内。

根据本申请的至少一个实施方式，所述量具的长边上背离所述短边的一侧具有第三滑槽，所述水平仪能够安装在所述第三滑槽内。

根据本申请的至少一个实施方式，所述中前缘卡板的适配桨叶前缘外形轮廓的凹槽底侧设置有弧形槽，当桨叶前缘顶紧在前缘卡板的凹槽内时，桨叶前缘点位于所述弧形槽内，且所述前缘点与所述前缘卡板的基准点的水平及垂直距离是固定的。

根据本申请的至少一个实施方式，所述后缘标尺自所述后缘卡夹上向外延伸的长度通过调节螺母调节。

本申请第二方面提供了一种桨叶预扭角测量方法，采用上述的桨叶预扭角测量工装对桨叶预扭角进行测量，包括：

固定桨叶根部，获得桨叶根部处的弦向与垂直面的第一夹角；

在桨叶的待测剖面处，将前缘卡板卡接至桨叶前缘上；

调整后缘卡夹，以使所述量具的长边长度与所述桨叶弦长相等；

将所述后缘标尺的延伸向桨叶后缘的部分固定在桨叶后缘点上，调整后缘标尺穿过所述后缘卡夹后的伸出量，使所述后缘标尺自连接量具的一端到所述后缘点的距离等于所述前缘点到量具长边的垂直距离；

获取所述水平仪的第二夹角；

根据第一夹角与第二夹角差值确定桨叶扭转角。

本申请提供的桨叶预扭角测量工装及其使用方法，通过对工装部件的精细要求以及测量过程的有效控制，确保了桨叶被测剖面预扭角的测量精度，并且通过测量工装使用方法的设计，能够充分复用如量具、后缘卡夹、后缘标尺以及紧固螺钉等部件，提升了工装部件的可重用性和适用范围，有效提升桨叶剖面扭角测量的成本控制，由此带来显著的效益。

附图说明

图1是本申请桨叶预扭角测量工装的一优选实施例的结构示意图。

图2是现有技术桨叶预扭角测量工装及方法示意图。

图3是本申请图1所示实施例的a处放大示意图。

图4是本申请桨叶预扭角测量工装的一优选实施例的前缘卡板结构示意图。

图5是本申请桨叶预扭角测量工装的另一优选实施例的应用示意图。

其中，1-卡板工装，2-定位夹具，3-桨叶，4-水平仪，5-量具，6-前缘卡板，7-后缘卡夹，8-后缘标尺，9-紧固螺钉。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如背景技术所示，桨叶自根部起向桨尖延伸的过程中是扭曲的，即图2中右侧桨叶根部如果是竖直放置(根部弦向垂直于水平面)，则在桨叶其它位置弦向是与铅垂线存在一个角度的，该角度即桨叶某位置的预扭角，本申请的目的之一在于提供一个测量该角度的工装，以及采用该工装测量该角度。

需要说明的是，弦向是指自桨叶前缘向桨叶后缘延伸的方向，可以通俗理解为桨叶的宽度方向，本申请的弦向在某些情况下可以理解或称呼为弦向线、弦长或弦长线。

如图1及图3所示，本申请第一方面提供了一种桨叶预扭角测量工装，其包括水平仪4、量具5、前缘卡板6、后缘卡夹7以及后缘标尺8，所述量具5具有相互垂直的短边与长边，所述短边一侧固定所述前缘卡板6，另一侧安装所述水平仪，所述前缘卡板6具有适配桨叶前缘外形轮廓的凹槽，所述后缘卡夹7滑动设置在所述量具5的长边上，后缘标尺8穿过所述后缘卡夹7，并垂直于所述长边向桨叶后缘延伸。

本实施例中，量具长边及后缘标尺8具有刻度。

在一些可选实施方式中，所述后缘卡夹7上设置有螺孔，并穿插有紧固螺钉，所述后缘卡夹7在所述量具5的长边上滑动到位时，通过所述紧固螺钉9进行固定。

在一些可选实施方式中，所述量具5的短边上背离所述长边的一侧具有第一滑槽，所述水平仪4安装在所述第一滑槽内。

在一些可选实施方式中，所述第一滑槽侧边具有螺孔，通过螺栓将所述水平仪4禁锢在所述第一滑槽内。

在一些可选实施方式中，所述量具5的短边上朝向所述长边的一侧具有第二滑槽，所述前缘卡板6的一侧边安装在所述第二滑槽内。

在一些可选实施方式中，所述第二滑槽侧边具有螺孔，通过螺栓将所述前缘卡板6禁锢在所述第二滑槽内。

在一些可选实施方式中，所述量具5的长边上背离所述短边的一侧具有第三滑槽，所述水平仪4能够安装在所述第三滑槽内。

在一些可选实施方式中，所述中前缘卡板6的适配桨叶前缘外形轮廓的凹槽底侧设置有弧形槽，当桨叶前缘顶紧在前缘卡板6的凹槽内时，桨叶前缘点位于所述弧形槽内，且所述前缘点与所述前缘卡板6的基准点的水平及垂直距离是固定的。

在一些可选实施方式中，所述后缘标尺8自所述后缘卡夹7上向外延伸的长度通过调节螺母调节，例如采用蜗轮蜗杆方式驱动后缘标尺微调，具体的，后缘卡夹7上具有通孔，后缘标尺8穿过所述通孔的部分为蜗杆，调节螺母从侧边穿入所述通孔，并作为涡轮驱动蜗杆运动。

上述实施方式中，在进行测量之前，根据检验要求，将水平仪安装到量具短边上，并通过标定工装确保水平仪与量具安装短边无夹角。

上述实施方式中，前缘卡板具有“∟”型刻线，如图4所示，其在安装到量具上时，应保证拐角准确贴合，可以理解的是，“∟”型刻线处具有尺寸标记，该标记表示当将前缘卡板安装到前缘上时，所述前缘点与所述前缘卡板6的基准点的水平及垂直距离，便于在进行测量时，调整后缘卡夹7，即调整前缘卡板6长边的长度段及后缘标尺8的长度段。

本申请第二个方面提供了一种桨叶预扭角测量方法，采用上述的桨叶预扭角测量工装对桨叶预扭角进行测量，包括：

固定桨叶根部，获得桨叶根部处的弦向与垂直面的第一夹角；

在桨叶的待测剖面处，将前缘卡板6卡接至桨叶前缘上；

调整后缘卡夹7，以使所述量具5的长边长度与所述桨叶弦长相等；

将所述后缘标尺8的延伸向桨叶后缘的部分固定在桨叶后缘点上，调整后缘标尺8穿过所述后缘卡夹7后的伸出量，使所述后缘标尺8自连接量具5的一端到所述后缘点的距离等于所述前缘点到量具5长边的垂直距离；

获取所述水平仪4的第二夹角；

根据第一夹角与第二夹角差值确定桨叶扭转角。

需要说明的是，固定桨叶根部如图1所示，使用桨叶定位夹具，将桨叶垂直放置固定，该固定方式可以消除或减少桨叶自重带来的结构变形。

需要说明的是，安装测量工装时，通过前缘卡板贴合面与桨叶前缘贴合，在l型量具长臂的后缘卡夹上安装后缘标尺，根据桨叶弦长将后缘卡尺固定，再通过微调工装，确保后缘标尺读取的后缘点到量具长边间距与前缘卡板标记的“∟”型刻线与前缘点的垂向间距一致。

本申请的关键点：

1、通过前缘卡板和后缘标尺以及量具的组合，使预扭角测量工装能够贴合到桨叶被测剖面上，其中，前缘卡板6是根据被测剖面前缘外形轮廓加工的一个辅助卡板，它与量具2、后缘卡夹7和后缘标尺8一起，确保被测剖面弦线与量具2长臂平行。

2、量具是一个具有长臂和短臂的精密工具，其长臂具有精密刻线，具备长度的测量的功能，并且在长臂上预留水平仪7的安装固定孔，在短臂上也预留水平仪7和前缘卡板6的安装固定孔；

3、在前缘卡板6右上角加工“∟”型刻线，它是卡板加工的定位基准，同时，在前缘卡板6上刻记前缘点与基准点的水平及垂向间距；

4、后缘卡夹7是后缘标尺8固定到量具2长臂的辅助部件；

5、后缘标尺8上具有刻线，能够测量被测剖面后缘点与量具2长臂的间距。

本申请提供的桨叶预扭角测量工装及其使用方法，通过对工装部件的精细要求以及测量过程的有效控制，确保了桨叶被测剖面预扭角的测量精度，并且通过测量工装使用方法的设计，能够充分复用如量具、后缘卡夹、后缘标尺以及紧固螺钉等部件，提升了工装部件的可重用性和适用范围，有效提升桨叶剖面扭角测量的成本控制，由此带来显著的效益。

此外该测量工装还可以应用到如图5所示的桨叶装台和装机过程中，在该过程中需要保证在装机时，距根部0.7r或0.75r的剖面处桨叶引角为0度，将本测量工装安装在0.7r或0.75r剖面处，并将水平仪安装到长臂上，能够快速测量0.7r或0.75r剖面剖面的引角，以便实时调整桨叶根部的安装角度。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。