[发明专利]一种活塞式航空发动机气缸壁厚检测装置和方法

说明书

本申请公开了一种活塞式航空发动机气缸壁厚检测装置和方法，所示装置包括：一种游标卡尺；活动长卡脚，滑动配合地活动设置在游标卡尺的活动卡脚上，所述活动长卡脚的末端设置有测量时与排气道指定部位内壁的周向圆弧相切的球头；固定长卡脚，固定设置在所述游标卡尺的固定卡脚上，所述固定长卡脚的末端设置有测量时顶住排气道指定部位外壁的周向圆弧的测杆；定位装置，与所述活动长卡脚、固定长卡脚相配合，用于限制活动卡脚的角向位置和深入排气道的深度。本申请简单快捷、定位准确、容易掌握、成本较低、灵活性高、应用广泛，可实现发动机排气道壁厚的快速检测，及时发现并排除安全隐患。

技术领域

本申请涉及机械测量技术领域，特别地，涉及一种活塞式航空发动机气缸壁厚检测装置和方法。

背景技术

航空活塞发动机风冷式气缸由铝合金铸造的气缸头和钢制的气缸筒等零件组成，气缸头上的进气道7、排气道8由金属型叶片模和砂芯组合铸造成型，进、排气道部位的壁厚靠模具保证，成品检验一般无需检查气缸壁厚。因铸造砂芯偏移导致个别气缸排气道8的壁厚不合格，影响气缸头排气道部位强度，见图1。通过受力分析计算发现，排气道热应力较大，其结构薄弱位置和应力最为集中的位置是在排气道第10、11散热片10间的分模面位置(分模面为对开模具分开的位置)，此部位厚度符合要求，即可保证排气道壁强度足够，避免出现裂纹9。由于排气道内型面不规则，外部铸有散热片，无法采用常规量具进行测量；受散热片的干扰，也无法采用超声波、激光等测量厚度仪器设备进行测量；当前采用工业CT扫描的方式测量。而工业CT机为工厂固定检测设备，不方便携带或转运，不能实现发动机工作现场原位检查。工业CT扫描检测成本较高、效率低、周期长，检测时长约2～3个小时，目前国内暂无更好的检测手段和方法进行测量。

发明内容

本申请一方面提供了一种活塞式航空发动机气缸壁厚检测装置，以解决现有活塞式航空发动机气缸壁厚检测成本高、效率低、周期长的技术问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种活塞式航空发动机气缸壁厚检测装置，包括：

游标卡尺；

活动长卡脚，滑动配合地活动设置在所述游标卡尺的活动卡脚上，所述活动长卡脚的末端设置有测量时与排气道指定部位内壁的周向圆弧相切的球头，所述指定部位为排气道待测壁厚处；相切时，所述球头的圆心、指定部位内壁的周向圆弧的圆心、切点位于同一直线上；

固定长卡脚，固定设置在所述游标卡尺的固定卡脚上，所述固定长卡脚的末端设置有测量时顶住排气道指定部位外壁的周向圆弧的测杆，所述测杆与排气道指定部位外壁的周向圆弧的测量点与所述球头的圆心、指定部位内壁的周向圆弧的圆心、切点位于同一直线上；

定位装置，与所述活动长卡脚、固定长卡脚相配合，用于限制活动卡脚的角向位置和深入排气道的深度。

进一步地，所述固定长卡脚按预设角度固定在游标卡尺的固定卡脚上，所述按预设角度根据排气道型面确定。

进一步地，所述测杆通过螺母可拆卸地设置在固定长卡脚上且与发动机气缸外壁的散热片平行。

进一步地，所述测杆朝向排气道测量点的一端为圆锥轴。

进一步地，所述定位装置包括固定长卡脚上且插入到发动机气缸外壁的散热片之间的插销，用于限制固定长卡脚在散热片之间的摆幅，保证测量的准确性。

进一步地，所述定位装置还包括定位环，所述定位环可拆卸地设置在排气口端面上，与所述活动长卡脚相配合快速限制活动长卡脚的角向位置和插入排气道的深度位置。

进一步地，所述定位环包括通过固定螺栓与所述排气口端面相连接的环形主体、呈一定仰角设置在所述环形主体上用于限制活动长卡脚的角向位置的卡脚限位钉，所述活动长卡脚上设置有与所述环形主体上端面相配合限制活动长卡脚插入排气道的深度位置的深度定位面。