[发明专利]一种导向叶片水流量测量夹具及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机叶片制造领域，具体是一种叶片水流量测量方法及测量夹具。

背景技术

为保证航空发动机导向叶片在使用过程中的气膜冷却效果，设计通过测量叶片各内腔水流量值来检验叶片是否满足设计需要。目前所有叶片的水流量测量的原理均基本相同，需要有专用水流量试验设备和专用测量夹具配合，流量试验设备提供一定压力的水源并可检测出系统出水的流量，测量夹具用于固定叶片并与流量试验设备的水源通过管路连接，将水源引入叶片指定型腔内，从而可以通过试验设备上的流量计检测出水源流过叶片型腔时系统出水的流量值。

参见附图1所示测量夹具结构简图，原来的测量夹具是采用外端进水管2和内端进水管3两路进水管，两路进水管孔口分别做成与叶片型孔对应的形状，并在孔口端面加留有进水孔的橡胶密封垫，测量时按照叶片型孔的不同位置调整叶片在夹具中的安装位置，将待测叶片型孔与进水口对正后压紧叶片，并旋动第一调节螺母1和第二调节螺母4使进水口与叶片型孔顶紧达到密封状态，然后进行流量测量，测量其它型孔时重复上述步骤。

因叶片测量流量数据多，对整个叶片组的型腔流量要进行单个及组合测量，原测量方法操作步骤复杂，不可控因素多，而且叶片型孔端面形状复杂，密封垫易磨损且密封效果较差，测量数据不稳定，而且使用很不方便，不能满足试验要求。

检索国内外的专利文献和论文数据库，仅有关于叶片水流量试验设备的设计原理、系统组成、元器件的选用及设备的使用等，未对叶片流量测量方法和测量夹具的结构和使用做详细描述，例如沈阳黎明航空发动机公司在2003年《检测涡轮叶片水流量的装置》（公开号CN2578797）的发明中，描述了一种流量检测仪，它是针对现有检测涡轮叶片冷却效果的手动检测容积式流量仪，速度慢、精度低的弊病，而公开一种由卡紧系统、稳压注水系统、水流计量系统和控制电路组成的装置，而赵曦等人在2011年的《一种发动机叶片内腔流量试验设备》专利（专利号：201110260634）和《品牌与标准化》2010年18期中发表的《发动机工作叶片流量试验设备设计》论文中也只介绍了流量试验设备的发明和某发动机低压涡轮工作叶片内腔流量试验设备的设计过程。在这些文献及其它论文中都没有涉及叶片流量测量方法和测量夹具的结构和使用的详细描述。

发明内容

为克服现有技术中存在的操作步骤复杂、测量数据不稳定、使用不方便，以及不能满足试验要求的不足，本发明提出了一种导向叶片水流量测量夹具及测量方法。

本发明所述导向叶片水流量测量夹具，包括夹具底板、支座、叶片下缘板密封垫、叶片上缘板密封垫、控制阀、进水管路和出水管路。

所述支座包括第一支座和第二支座。在所述第一支座和第二支座上分布连接有进水管路和出水管路。在所述第一支座的进水管路上和第二支座的进水管路上分别有两个控制阀。在所述分别位于第一支座和第二支座上的进水管路的两个控制阀之间，分别有进水口。

所述第一支座和第二支座对称的固定在夹具底板的上表面。叶片下缘板密封垫固定在所述第二支座与第一支座相对应的侧表面，叶片上缘板密封垫固定在所述第一支座与第二支座相对应的侧表面，并且叶片下缘板密封垫上的两个密封垫型孔分别与第二支座上两个出水孔对正，叶片上缘板密封垫上的两个密封垫型孔分别与第一支座上的两个出水孔对正。两个密封垫限位器分别安装在第一支座的内侧表面和第二支座的内侧表面，通过密封垫限位器对叶片下缘板密封垫的限位。压紧螺杆固定在底板安放第一支座一端的端头处，并使压紧螺杆的螺杆头卡入所述第一支座上的螺杆头卡槽内，当旋动压紧螺杆时，该压紧螺杆带动第一支座沿叶片的径向移动。

所述叶片上缘板密封垫的一个表面为与叶片上缘板表面配合的凹弧面，在该凹弧面上有两个与叶片上缘板凸缘配合的凹槽。在所述两个与叶片上缘板凸缘配合的凹槽中有贯通所述叶片上缘板密封垫的两个密封垫型孔。所述两个密封垫型孔的横截面的形状均与叶片上缘板凸缘的形状相同。

所述叶片下缘板密封垫的一个表面为与叶片下缘板表面配合的凸弧面。在该凹弧面上有两个与叶片下缘板凸缘配合的凹槽。在所述两个与叶片下缘板凸缘配合的凹槽中有贯通所述叶片下缘板密封垫的两个密封垫型孔。所述两个密封垫型孔的横截面的形状均与叶片下缘板凸缘的形状相同。

所述第一支座的两端端面分别有盲孔，分别形成了两个进水孔；在该第一支座的一侧边分别有两个支座出水孔。所述两个进水孔分别与两个支座出水孔贯通，并且两个支座进水孔的中心线均与两个出水孔的中心线相互垂直。在所述第一支座的另一个侧边的对称中心处有螺杆头卡槽。