[发明专利]一种导向N联叶片排气面积模拟装配检测装置的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及导向N联叶片的工装设计方法和应用技术领域，特别提供了一种导向N联叶片排气面积模拟装配检测装置的设计方法。 

背景技术

在航空发动机零件的生产过程中，叶片是航空发动机生产动力的心脏零件，叶片型面的几何形状和位置精度对发动机的性能和安全可靠性影响最大。导向器喉部面积对发动机整机匹配、多级涡轮匹配、涡轮转静子匹配有至关重要的作用。为满足发动机流量设计要求，在导向器叶片的加工制造中，要保证导向器的流通能力。为此，必须在计算所用高精度流动模型的基础上，结合导向器的结构设计特点及所采用的加工工艺，设计导向器的理论几何喉部，并对其实际排气面积进行有效的检验和测量。导向N联叶片喉道排气面积在装配前模拟检测，一直以来，无法用通用检测仪器检测，叶片生产无质量数据依据，制约了发动机的装配性能，等到装配后再想弥补不足为时已晚，因此，要求针对该项目结合新产品设计要求提出工装设计的解决方案。 

人们迫切希望获得一种技术效果优良的导向N联叶片排气面积模拟装配检测装置的设计方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的导向N联叶片排气面积模拟装配检测装置的设计方法。 

本发明提供了一种导向N联叶片排气面积模拟装配检测装置的设计方法，其特征在于：采用如下方法解决导向N联叶片定位、夹紧的设计问题：针对某导向N联叶片的定位设计应用六点定位原理，使导向N联叶片的排气边朝上放置，由于导向N联叶片体积较大，需要利用上、下安装板的圆弧端面限制进、排气边的方向的自由度；上、下安装板侧面限制导向N联叶片转动自由度；另外，用上安装板外圆弧做径向方向的限位基准；虽然，是过定位的设计，但是此设计可使叶片的测量更加稳定可靠。压紧机构是利用快换移动压板机构，可在任意位置压紧上、下安装板的缘板，保证导向N联叶片测量时定位稳定可靠。 

所述导向N联叶片排气面积模拟装配检测装置的设计方法，其特征在于：采用如下方法解决模拟叶片形状和位置的模块设计问题： 

设计相关基础要求： 

导向器组件每相邻两叶片及上、下缘板组成一个相对独立的气流通道，其排气边斜切口处的流动为复杂的三维流动，反映叶片间通道燃气流通能力的几何喉部概念十分复杂； 

如附图3所示，排气边斜切口处有一空间窗口，其通过叶身及缘板上的特征点B、C、G、D来定义，并按特定的方法换算成一个平面窗口的几何面积F_名，且F_名的大小能直接的、有效的反映叶片间通道燃气流通能力指标；上述的平面窗口即为该气流通道的名义几何喉道；B、C为各截面的宽度特征点，G、D为其高度特征点，F_名即为名义几何喉部的面积。迭加所有气流通道的F_名值，即为导向器的名义几何喉部排气面积ΣF_名：ΣF_名=F_名×叶片数； 

最后，设计规定单个气流通道的喉部面积测量偏差ΔF测及相对测量偏差 公式为： 

ΔF_测=F_测－F_名…………………………………………………(1) 

设计过程及内容要求如下： 

首先进行设计分析：附图4是测量某导向N联叶片排气面积的示意图，图4中设定n-n、p-p、m-m、q-q截面即测量喉道宽度的截面，点B、C表示喉道宽度测量点；W为所测宽度,分别是在垂直于O1O、O2O、O3O、O4O、O5O的n-n、p-p、m-m、q-q4个截面上测量的；叶片一和叶片五为供测量单组叶片排气面积用的工艺叶片即模拟块；G、D为通道高度测量点，H为所测高度点；所以，导向N联叶片模拟块的结构设计是此项目难点； 

通过对设计图分析，虽然，叶片形状完全模拟非常困难，但只要对在n-n、p-p、m-m、q-q这4个截面上测量的“W”和“H”形状和位置进行模拟，以解决相邻叶片间排气面积的喉道宽度尺寸检测问题，所测量的“W”宽度，既是点B,C喉道间宽度的距离；所测量的“H”高度，既是点G,D为通道高度的距离；因此，通过模拟B,C,G,D四点形状和位置，就能使喉道所需测量尺寸得以实现；即本设计只要解决好以上四点模拟块的设计结构即可， 

由于叶片所需测量截面间距窄小，B,C,G,D四点又均处于空间复杂样条曲面上，为实现n-n、p-p、m-m、q-q这4个截面一起检测，模拟块结构设计分两套测具设计装置实现，两个相隔截面设计成一台模拟块测量宽度装置。