一种易磨层及其制备方法与流程

本发明涉及航空发动机结构设计领域，尤其涉及一种易磨层及其制备方法。

背景技术：

随着科技的不断发展，一些旋转机械的转子和静子之间的间隙越来越小，因为间隙对设备的性能有着重要的影响，一旦间隙变小后，转子与静子更有可能发生碰磨，这种转子与静子之间的碰磨对设备的安全运行非常不利。为了避免碰磨带来的严重恶劣影响，易磨块被广泛应用于转子与静子之间，当两者发生碰磨时，易磨块会被逐渐磨损掉，在易磨块在完全磨损之前，转子和静子不会因为碰磨而造成安全性影响，所以易磨块的应用较为广泛。特别是在飞机结构设计的航空发动机领域，在转子和静子之间有多处应用了易磨层。

易磨层属于易损件，若易磨层被磨损较多又未被发现，一旦发生转子和静子之间的金属碰磨，将严重影响设备运行安全。故，易磨层的磨损信息非常重要，但获取这样的信息又非常困难，主要原因是磨损信息通常需要通过目视获取。为了要看到磨损层的磨损情况，需要拆解设备，像航空发动机这样复杂的设备，其拆解是非常困难的。如果不能及时的查看磨损层的磨损信息，则航空发动机仍然存在安全隐患。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种易磨层，能方便检测出其磨损程度，从而避免易磨层磨穿而引发严重事故，提升安全性能。

具体地，本发明提出了一种易磨层，适用于航空发动机，所述航空发动机包括信号电路，所述易磨层沿磨损路径的方向上形成若干个磨损检测层，在所述磨损检测层内设有导电丝，所述导电丝接入所述信号电路；

在所述易磨层的磨损过程中，所述磨损检测层逐渐磨损致所述导电丝断开，所述信号电路检测到所述导电丝的电阻值变化，以指示所述易磨层的磨损状态。

根据本发明的一个实施例，所述导电丝嵌入在所述易磨层内。

根据本发明的一个实施例，若干所述磨损检测层处于所述易磨层的不同厚度处。

根据本发明的一个实施例，若干所述磨损检测层的导电丝以并联方式接入所述信号电路。

根据本发明的一个实施例，所述易磨层设置在所述航空发动机的机匣和转子叶片之间。

本发明还提供了一种制备易磨层的方法，所述易磨层具有若干个磨损检测层，所述方法包括：

步骤s1：将导电丝粘在基片上；

步骤s2：在所述易磨块的易磨层上沿垂直于磨损路径的方向上开设沟槽；

步骤s3：将所述基片插入所述沟槽；

步骤s4：用密封胶密封所述沟槽。

根据本发明的一个实施例，所述基片为易磨损绝缘片。

本发明还提供了另一种制备易磨层的方法，所述易磨层具有若干个磨损检测层，所述方法包括以喷涂方式形成所述易磨层的各个磨损检测层，在每个所述易磨层喷涂至一设定厚度时，放置所述导电丝，继续喷涂以埋覆所述导电丝，并形成所述的磨损检测层。

本发明提供的一种易磨层及其制备方法，结构紧凑，制备方便，采用该易磨层接入信号电路能方便检测出其磨损程度，从而避免易磨层磨穿而引发严重事故，提升安全性能。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了本发明一个实施例的易磨层的使用状态图。

图2示出了本发明一个实施例的易磨层一部分的结构示意图。

图3示出了本发明一个实施例的制备易磨层方法的流程示意图。

图4示出了本发明一个实施例的易磨层的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

静子机闸101静子叶片102

转子叶片103易磨层200

磨损检测层201第一磨损检测层202

第二磨损检测层203第三磨损检测层204

第四磨损检测层205第五磨损检测层206

导电丝207第一导电丝208

第二导电丝209第三导电丝210

基片211沟槽212

制备方法300

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1示出了本发明一个实施例的易磨层的使用状态图。如图所示，在飞机结构设计的航空发动机领域，在静子机闸101上设有静子叶片102，在转子叶片103和静子叶片102之间设置了易磨层200，在静子机闸101和转子叶片103之间也有设置易磨层200。容易理解易磨层200可以围绕设置在静子机闸101上，整体呈环形。在航空发动机运行过程中，转子叶片103和静子机闸101、静子叶片102会相对转动，易磨层200保持对转子叶片103与静子机闸101、静子叶片102之间的间隙。当航空发动机在运行一段时间后，某些转子叶片103和静子机闸101、静子叶片102之间的间隙会越来越小，一旦间隙变小后，转子叶片103就会与易磨层200产生摩擦，造成易磨层200的磨损。当易磨层200被完全磨损后，转子叶片103和静子机闸101、静子叶片102就会发生碰磨，影响到航天发动机的正常运行，严重恶劣后果。

图2示出了本发明一个实施例的易磨层一部分的结构示意图。图中示意的是易磨层200的一部分。易磨层200沿磨损路径的方向上形成若干个磨损检测层201。在本实施例的易磨层200具有3个磨损检测层201，在磨损路径上由远至近分别是第一磨损检测层202、第二磨损检测层203和第三磨损检测层204。易磨层200还可以包含第四易磨层205和第五易磨层206。在每个磨损检测层201内设有导电丝207，图中示意性的标注了第一磨损检测层202至第三磨损检测层204上设置的导电丝207。其中，在第一磨损检测层202内设置了第一导电丝208，在第二磨损检测层203内设置了第二导电丝209，在第三磨损检测层204内设置了第三导电丝210。容易理解第四易磨层205和第五易磨层206可具有类似结构，不再赘述。

常规的，航空发动机包括信号电路。每个磨损检测层201的导电丝207能够接入该信号电路形成回路。

在航空发动机运行过程中，由于静子叶片102和动子叶片103之间的间隙缩小，易磨层200产生磨损，磨损检测层201逐渐磨损致导电丝207断开。信号电路能够检测到导电丝207的电阻值变化，以指示易磨层200的磨损状态。需要说明的，本领域的普通技术人员能够设计这样的一个信号电路，可以通过本发明的原理来检测导电丝207的电阻值的变化，故关于该信号电路中的更多细节不在此详细描述。信号电路可以设置在航空发动机的机闸外部，换言之，导电丝207可以延伸接入到机闸外部。易磨层200和信号电路相当于构成了一个磨损传感器，能方便地在线检测易磨层200的磨损情况，以显示静子机匣101、静子叶片102和转子叶片103之间的间隙距离，避免两者间的直接碰撞，提升安全性能。

如图所示，假设远端的第一磨损检测层202位于磨损的初始位置，易磨层200的磨损过程大致由外向内，从第一易磨层202至第五易磨层206。当易磨层200还未使用或第一磨损检测层202未磨损之前，第一导电丝208完好无损，信号电路将指示第一磨损检测层202的第一导电丝208的电阻值处于最小值或处于未磨损状态。当第一磨损检测层202磨损，第一导电丝208损坏断开，信号电路检测到相应的电阻值大幅度增加并指示易磨层200轻度磨损，即第一磨损检测层202磨损。当第二磨损检测层203磨损，第二导电丝209损坏断开，信号电路检测到相应的电阻值继续大幅度增加并指示易磨层200中度磨损，即第二磨损检测层203磨损。当第三磨损检测层204磨损，第三导电丝210损坏断开，信号电路检测到相应的电阻值继续大幅度增加并指示易磨层200重度磨损，即第三易磨层204磨损。此时，需要进行相应维护工作，例如检修并更换易磨层200。如果第四易磨层205或第五易磨层206磨损，信号电路则可以发出严重报警，提醒工作人员尽快处理，以避免意外发生。

较佳地，导电丝207嵌入在磨损检测层201内。导电丝207可以按照任何走线方式布置在易磨层201内，例如以s形布置。

较佳地，各易磨层201的厚度相同，即第一磨损检测层202、第二磨损检测层203、第三磨损检测层204、第四磨损检测层205和第五磨损检测层206，每一层的厚度都相同。使信号电路所反应的磨损程度均匀递增。更佳地，相邻导电丝207的间隔距离相同。

较佳地，若干易磨层201的导电丝207的电特性相同。常规的，各易磨层201内的导电丝207具有相同的电阻值。

较佳地，若干易磨层201的导电丝207以并联方式接入信号电路，使信号电路能方便地检测易磨块200已磨损到哪一个易磨层203，方便工作人员进行对应操作。

图3示出了本发明一个实施例的制备易磨层方法的流程示意图。图4示出了本发明一个实施例的磨损检测层的结构示意图。参考图3和图4，一种制备易磨层200的方法300，易磨层200具有若干个磨损检测层201，该制备方法300包括：

步骤s1：将导电丝207粘在基片211上，导电丝207的两个断电露出在基片211之外，方便后续与信号电路的连接。

步骤s2：在易磨层200的磨损检测层201上沿垂直于磨损路径的方向上开设沟槽212。该沟槽212也可以理解为开设在磨损检测层201上的缝隙，只要能够容纳基片211即可。实际上，在易磨层200的每一个磨损检测层201上均可以开设沟槽212。

步骤s3：将基片211插入沟槽212。

步骤s4：用密封胶密封沟槽212。

通过制备方法300可以方便地制造出易磨层200，以满足在每个易磨层201内设置有导电丝207。

较佳地，基片211为易磨损绝缘片。

本发明还提供了另一种制备易磨层200的方法。易磨层200具有若干个磨损检测层201。该制备方法包括以喷涂方式形成易磨层200的各个磨损检测层201。具体来说，易磨层200以喷涂方式制造，在一个磨损检测层201上喷涂形成另一个磨损检测层201，以叠层方式来制造该易磨层200的各个磨损检测层201。在每个磨损检测层201喷涂成型过程中，当喷涂至一设定厚度时，在该喷涂材料上放置导电丝207，继续喷涂以将导电丝207埋覆在喷涂材料中，继续喷涂以形成具有导电丝207的一个易磨层201。通过该制备方法同样可以方便地制造出易磨层200，以满足在易磨层200的每个磨损检测层201内设置有导电丝207。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。