一种叶片变形测量装置的制作方法

1.本发明涉及变形测量技术领域，特别涉及一种叶片变形测量装置。


背景技术：

2.目前，市面上已有的发动机低压涡轮工作叶片如图所示，采用定向凝固的铸造工艺进行生产，其结构分为叶身、叶冠和榫头等。其叶身为细长的实心结构，在经过冷热循环或外力作用后，容易发生变形，变形后其截面超出设计要求的公差范围，导致其型面尺寸不能满足设计要求，所以在铸造后或返修时，须对其截面进行矫正，使其截面轮廓尺寸符合设计要求。
3.在叶片的矫正操作中，首先需解决叶片型面测量，然后才能根据测量结果实现对叶片截面的可控矫正。现有的叶片型面测量主要利用专用的测量定位工装对叶片进行定位，用卡板对叶身的规定截面进行测量，通过卡板的透光量，人工判断是否需要对截面进行矫正，针对要进行矫正操作的截面，由操作员判断是需要压弯还是扭转操作。该测量方法，优点是简单易行，成本低；缺点是严重依赖操作人员水平和经验，另外测量结果难以量化，矫正量和矫正方向完全依赖操作员经验和水平，由操作员自主判断，矫正过程关键工艺参数不可控。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种叶片变形测量装置，有效的克服了现有技术的缺陷。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种叶片变形测量装置，包括载体、两个支撑座、夹紧锁定机构和多对杆状的位移传感器，两个上述支撑座左右间隔的安装在上述载体的上端，其中一个上述支撑座的上端设有用于定位叶片榫头的第一定位部，另外一个上述支撑座的上端设有用于定位叶片叶冠的第二定位部，上述夹紧锁定机构设置于两个上述支撑座的前侧，并安装于上述载体上，用于将横置的叶片夹紧在上述第一定位部和第二定位部上，且当上述叶片夹紧后，其叶片正面朝向前方，多对上述位移传感器分别通过支架安装于上述载体上方，多对上述位移传感器沿左右方向间隔分布在两个上述支撑座之间，每对上述位移传感器均设有上下分布的两个，且二者的长轴线落于同一平面内，每对的两个上述位移传感器分别用于与叶片背部的上方及下方对应部位垂直接触。
7.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
8.进一步，其中一个上述支撑座上端设有朝向其后侧上方倾斜的第一支撑块，该第一支撑块的前侧可拆卸的装有至少一个榫头定位锥，其中一个上述支撑座上端的前部可拆卸的装有榫头支撑块，上述榫头定位锥用于与叶片的榫头后侧相抵，上述榫头支撑块用于与叶片的榫头前侧下部相抵，上述第一支撑块、榫头定位锥和榫头支撑块共同构成上述第一定位部。
9.进一步，另外一个上述支撑座的上端设有第二支撑块，该支撑座上端的前部可拆卸的装有叶冠支撑块，上述第二支撑块靠近上述第一支撑块的一侧后端设有安装块，上述安装块上可拆卸的装有用于与叶片背部相抵的叶背支撑块，上述安装块背离上述第一支撑块的一侧可拆卸的装有用于与叶片叶冠的侧端相抵的水平定位锥，上述第二支撑块、叶冠支撑块、叶背支撑块和水平定位锥共同构成上述第二定位部。
10.进一步，上述榫头定位锥、榫头支撑块、叶冠支撑块、水平定位锥和叶片均为导电构件，上述榫头定位锥、榫头支撑块、叶冠支撑块和水平定位锥分别通过导线与叶片连接，上述叶片与电源的正极或负极连接，上述榫头定位锥、榫头支撑块、叶冠支撑块和水平定位锥分别一一对应的通过导线串联有一个指示灯，且各自串联的线路分别与电源的负极或正极连接。
11.进一步，上述夹紧锁定机构包括支撑台、伸缩驱动装置和夹紧块，上述支撑台安装于上述载体上端，上述伸缩驱动装置安装于上述支撑台上端，其伸缩端向后，上述夹紧块与上述伸缩驱动装置的伸缩端连接，上述夹紧块上端的左右两端分别设有向其后方延伸的锁定块，两个上述锁定块分别与上述第一支撑块和第二支撑块一一对应，上述伸缩驱动装置用于驱使上述夹紧块带动两个锁定块前后移动，以使两个上述锁定块分别将叶片的榫头和叶冠夹紧定位在上述第一支撑块和第二支撑块前侧。
12.进一步，上述伸缩驱动装置为气缸。
13.进一步，两个上述支撑座之间设有第一固定块，二者的后侧设有第二固定块，上述第一固定块上端装有多个沿左右方向分布的第一安装支架，上述第二固定块上端安装有多个沿左右方向分布的第二安装支架，多对上述位移传感器分别与多个上述第一安装支架及多个上述第二安装支架一一对应，并且，每对的两个上述位移传感器分别安装在对应的上述第一安装支架和第二安装支架上，且装于上述第一安装支架上的上述位移传感器自后向前倾斜向上设置，并用于与上述叶片的背部的上方对应部位垂直接触，装于上述第二安装支架上的上述位移传感器自后向前倾斜向上设置，并用于与上述叶片的背部的下方对应部位垂直接触。
14.进一步，上述载体为平板构件，其底部四周设有防滑支脚。
15.本发明的有益效果是：结构设计合理，叶片的变形测量结果量化客观，改善了传统的测量技术需要人工凭经验判断的弊端。
附图说明
16.图1为本发明的叶片变形测量装置涉及的标准叶片的的立体视图；
17.图2为本发明的叶片变形测量装置的立体视图；
18.图3为本发明的叶片变形测量装置的另一视角的立体视图；
19.图4为本发明的的叶片变形测量装置的俯视图；
20.图5为图4中d-d剖面线处的剖视图；
21.图6为图5中e部分的局部视图；
22.图7为本发明的叶片变形测量装置的结构爆炸视图；
23.图8为图7中g部分的局部视图；
24.图9为本发明的叶片变形测量装置中涉及的电路连接框图。
25.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
26.1、载体；2、支撑座；3、夹紧锁定机构；4、位移传感器；21、第一支撑块；22、第二支撑块；31、支撑台；32、伸缩驱动装置；33、夹紧块；34、锁定块；211、榫头定位锥；212、榫头支撑块；221、叶冠支撑块；222、安装块；223、叶背支撑块；224、水平定位锥。
具体实施方式
27.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。
28.实施例：如图2至8所示，本实施例的叶片变形测量装置包括载体1、两个支撑座2、夹紧锁定机构3和多对杆状的位移传感器4，两个上述支撑座2左右间隔的安装在上述载体1的上端，其中一个上述支撑座2的上端设有用于定位叶片(图中1所示，图6、图9中m指代)榫头的第一定位部，另外一个上述支撑座2的上端设有用于定位叶片叶冠的第二定位部，上述夹紧锁定机构3设置于两个上述支撑座2的前侧，并安装于上述载体1上，用于将横置的叶片夹紧在上述第一定位部和第二定位部上，且当上述叶片夹紧后，其叶片正面朝向前方，多对上述位移传感器4分别通过支架安装于上述载体1上方，多对上述位移传感器4沿左右方向间隔分布在两个上述支撑座2之间，每对上述位移传感器4均设有上下分布的两个，且二者的长轴线落于同一平面内，每对的两个上述位移传感器4分别用于与叶片背部的上方及下方对应部位垂直接触。
29.使用过程如下：
30.本发明先通过在两个支撑座2上端的第一定位部和第二定位部上安置好标准叶片，然后通过夹紧锁定机构3将标准叶片的榫头(图中a指代)和叶冠(图中b指代)与第一定位部和第二定位部夹紧定位，之后，令多对位移传感器4中每对的两个位移传感器4的中轴线与标准叶片叶身的背部(图中c指代)垂直，先测量标准叶片装配好后每对位移传感器4的测量值，然后撤掉标准叶片将待测量叶片(已变形)按标准叶片的装配方式装配好，对待测量叶片测量扭转量时可测量任意一对位移传感器4中轴线所在截面沿某一方向相对于标准叶片的位移值，通过几何关系可以求出被测截面的转动角度，该角度与设计模型进行比较，便能求出被测截面的扭转角度，也即得到被测截面的扭转量和扭转方向；测量弯曲量时，在小变形的情况下，弯曲变形是被测面形心的挠度，并且方向在以扭矩方向为法向的平面内，同时，平面的变形，可以分解为转动和平动，弯曲变形量即要测出待测量叶片的截面相对于标准叶片的平动位移值。本实施例能够对叶片型面测量结果量化为扭转量和弯曲量，测量结果量化客观，不依赖于操作员经验水平。
31.需要补充说明的是：多对位移传感器4分别连接电脑主机，数据直接传输给电脑主机，在电脑主机进行计算。
32.作为一种优选的实施方式，其中一个上述支撑座2上端设有朝向其后侧上方倾斜的第一支撑块21，该第一支撑块21的前侧可拆卸的装有至少一个榫头定位锥211，其中一个上述支撑座2上端的前部可拆卸的装有榫头支撑块212，上述榫头定位锥211用于与叶片的榫头后侧相抵，上述榫头支撑块212用于与叶片的榫头前侧下部相抵，上述第一支撑块21、榫头定位锥211和榫头支撑块212共同构成上述第一定位部。
33.上述实施方案中，在叶片安装时，叶片本身左右横置，其榫头一面(当前状态下的
后侧面)抵靠在榫头定位锥211上，其下端位于榫头支撑块212与第一支撑块21之间的区域，并且，榫头下端的前部与榫头支撑块212相抵，整体上，榫头呈向后方倾斜的状态，其倾斜角度与第一支撑块21的倾斜角度一致，然后在夹紧锁定机构3的作用下，即可将榫头夹紧定位住。
34.本实施例中，榫头定位锥211最佳设置两个，上下间隔的分布在第一支撑块21的前侧。
35.作为一种优选的实施方式，另外一个上述支撑座2的上端设有第二支撑块22，该支撑座2上端的前部可拆卸的装有叶冠支撑块221，上述第二支撑块22靠近上述第一支撑块21的一侧后端设有安装块222，上述安装块222上可拆卸的装有用于与叶片背部相抵的叶背支撑块223，上述安装块222背离上述第一支撑块21的一侧可拆卸的装有用于与叶片叶冠的侧端相抵的水平定位锥224，上述第二支撑块22、叶冠支撑块221、叶背支撑块223和水平定位锥224共同构成上述第二定位部。
36.上述实施方案中，在叶片安装时，叶片本身左右横置，其叶冠后侧与第二支撑块22的前侧面相抵，同时，叶片背面与叶背支撑块223相抵，同时，叶冠的下端位于叶冠支撑块221与第二支撑块22之间，叶冠的下端前部与叶冠支撑块221相抵，并且，水平定位锥224与叶冠的侧端相抵，再配合夹紧锁定机构3的夹紧，即可将叶冠夹紧固定住。
37.作为一种优选的实施方式，如图9所示，上述榫头定位锥211、榫头支撑块212、叶冠支撑块221、水平定位锥224和叶片均为导电构件，上述榫头定位锥211、榫头支撑块212、叶冠支撑块221和水平定位锥224分别通过导线与叶片连接，上述叶片与电源的正极或负极连接，上述榫头定位锥211、榫头支撑块212、叶冠支撑块221和水平定位锥224分别一一对应的通过导线串联有一个指示灯(图中l指代)，且各自串联的线路分别与电源的负极或正极连接。
38.上述实施方案中，由于榫头定位锥211、榫头支撑块212、叶冠支撑块221、水平定位锥224和叶片均为导电构件，因此，当叶片夹紧固定后，如果榫头定位锥211、榫头支撑块212、叶冠支撑块221、水平定位锥224分别与叶片对应部位是良好连接，则指示灯即会点亮(电路接通)，若榫头定位锥211、榫头支撑块212、叶冠支撑块221、水平定位锥224中的任意一个或多个所串联的指示灯没有点亮，则代表叶片的对应部位没有定位好，也就是叶片整体没有夹紧定位良好，此时，根据指示灯的点亮情况，调整叶片的夹紧定位，待所有指示灯均导通后则表示叶片已良好的夹紧定位，然后再进行下一步的测量工作，确保后续测量结果的准确。
39.本实施例中，榫头定位锥211、榫头支撑块212、叶冠支撑块221和水平定位锥224均是可拆卸连接，在磨损后需及时更换，以不影响测量精度。
40.作为一种优选的实施方式，上述夹紧锁定机构3包括支撑台31、伸缩驱动装置32和夹紧块33，上述支撑台31安装于上述载体1上端，上述伸缩驱动装置32安装于上述支撑台31上端，其伸缩端向后，上述夹紧块33与上述伸缩驱动装置32的伸缩端连接，上述夹紧块33上端的左右两端分别设有向其后方延伸的锁定块34，两个上述锁定块34分别与上述第一支撑块21和第二支撑块22一一对应，上述伸缩驱动装置32用于驱使上述夹紧块33带动两个锁定块34前后移动，以使两个上述锁定块34分别将叶片的榫头和叶冠夹紧定位在上述第一支撑块21和第二支撑块22前侧。
41.上述实施方案中，在叶片安置在两个支撑座2上端的第一定位部和第二定位部后，通过伸缩驱动装置32伸长，带动夹紧块33向后方水平移动，从而使得夹紧块33两端的锁定块34向后移动至与叶片的榫头和叶冠前侧接触，并将榫头和叶冠夹紧在两个锁定块34与第一支撑块21及第二支撑块22之间。测量完毕后，伸缩驱动装置32收缩，使得锁定块34解除对榫头及叶冠的锁定，拆除叶片即可。
42.本实施例中，上述伸缩驱动装置32采用常规的气缸。
43.作为一种优选的实施方式，两个上述支撑座2之间设有第一固定块，二者的后侧设有第二固定块，上述第一固定块上端装有多个沿左右方向分布的第一安装支架，上述第二固定块上端安装有多个沿左右方向分布的第二安装支架，多对上述位移传感器4分别与多个上述第一安装支架及多个上述第二安装支架一一对应，并且，每对的两个上述位移传感器4分别安装在对应的上述第一安装支架和第二安装支架上，且装于上述第一安装支架上的上述位移传感器4自后向前倾斜向上设置，并用于与上述叶片的背部的上方对应部位垂直接触，装于上述第二安装支架上的上述位移传感器4自后向前倾斜向上设置，并用于与上述叶片的背部的下方对应部位垂直接触。
44.上述实施方案中，第一安装支架为条形块，其后端向后方的斜上方倾斜延伸，对应的位移传感器4就安装在第一安装架斜向上延伸的部位的安装孔中，第二安装支架也为条形，其前端向前方的斜上方倾斜延伸，对应的位移传感器4就安装在该第二安装支架倾斜向上延伸的部位的安装孔中。第一安装架和第二安装架均可以拆装，方便位移传感器4的调整及快速拆装。
45.本实施中，上述载体1为平板构件，其底部四周设有防滑支脚。当然，也可以在载体1的底部设置行走轮。
46.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。