[发明专利]用于涡轮叶片气膜孔的检测方法

说明书

一种用于涡轮叶片气膜孔的检测方法，包括：将树脂涂在涡轮叶片表面及气膜孔内表面；对树脂进行固化，使得固化后的树脂贴合涡轮叶片表面及气膜孔内表面，形成与涡轮叶片结构相同的树脂固化体；将树脂固化体分割成多块，并从涡轮叶片上取下；分别测量分割后的每块树脂固化体的几何形貌；将每块树脂固化体的几何形貌进行拼接，获得涡轮叶片及气膜孔的整体结构模型，根据整体结构模型得到气膜孔相对于涡轮叶片表面的结构、位置及角度。该方法保留了气膜孔结构与叶片的相对位置特征，能够便于全面、系统检测气膜孔的结构形式及精度，且光固化效率高，能够满足现场实际需要。

技术领域

本发明涉及动力装备技术领域，尤其涉及一种用于涡轮叶片气膜孔的检测方法。

背景技术

气膜冷却作为一种行之有效的方法已被广泛应用于动力装备叶片的冷却降温过程中。气膜冷却效率受很多因素影响，其中气膜孔结构是一个重要因素，目前已证明组合气膜孔结构能在很大程度上提高气膜冷却效果，组合气膜孔结构对于降低涡轮叶片表面温度具有巨大应用前景。然而，由于涡轮叶片气膜孔孔径小、数量多、大深径比，且处于叶片这一空间大曲率结构上，位于内侧，并在叶片空曲面不规则分布，而组合孔由直圆柱段和散开段组合构成，相比传统的直圆孔将更加复杂，使得气膜孔的检测技术难度极大。

目前国内尚无通用且成熟的气膜孔检测设备及方法来较好地完成气膜孔、特别是组合气膜孔的检测工作。相关技术中，有采用背向照明与前向照明相结合的照明方式，通过三个直线轴和两个回转轴之间的联动来改变被测结构与测头的空间相对位置，完成结构的测量，该方法不适合开展组合孔气膜结构的精密检测工作；有开展几何精度评定方法的研究，但不涉及微小孔原始坐标值的采集方法研究；有对涡轮叶片进行气边气膜孔X射线检测的工艺装置及方法，能够满足相对简单分布的气膜孔的检测需求，但不适使用于对于叶片上广泛分布的大量不规则排列、尺寸差异较大的组合孔；有采用投影放大与图像比对的方法来完成气膜孔的检测，但该方法无法全面反映组合气膜孔的结构形式，且检测效率较低；有采用CT的方法耗，但时较长，无法满足工业现场实际需求。

随着动力装备对于气膜孔检测需要的不断提升，提出一种适用于气膜孔，特别是组合气膜孔的检测方法迫在眉睫。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于现有的技术问题，本发明提出一种用于涡轮叶片气膜孔的检测方法，用于至少部分解决上述技术问题之一。

(二)技术方案

本发明一方面提供一种用于涡轮叶片气膜孔的检测方法，包括：将树脂涂在涡轮叶片表面及上述气膜孔内表面；对上述树脂进行固化，使得固化后的树脂贴合上述涡轮叶片表面及上述气膜孔内表面，形成与上述涡轮叶片结构相同的树脂固化体；将上述树脂固化体分割成多块，并从上述涡轮叶片上取下；分别测量分割后的每块树脂固化体的几何形貌；将上述每块树脂固化体的几何形貌进行拼接，获得上述涡轮叶片及上述气膜孔的整体结构模型，根据整体结构模型得到上述气膜孔相对于上述涡轮叶片表面的结构、位置及角度。

可选地，上述树脂为光敏树脂。

可选地，上述将上述树脂固化体分割成多块，包括：按照上述气膜孔的朝向一致性将上述树脂固化体分割成多块。

可选地，采用光固化的方式对上述树脂进行固化。

可选地，采用非接触测量方法测量分割后的每块树脂固化体的几何形貌。

可选地，上述方法还包括：对上述气膜孔相对于上述涡轮叶片表面的结构、位置及角度进行误差计算与评估。

可选地，上述将上述每块树脂固化体的几何形貌进行拼接，获得上述涡轮叶片及上述气膜孔的整体结构模型，包括：对上述整体结构模型与真实涡轮叶片的叶型之间、叶身之间的精度误差进行计算。