[实用新型]一种叶轮叶片流线检测设备

说明书

本实用新型涉及一种叶轮叶片流线检测设备，叶轮叶片流线检测设备包括三坐标检测仪、雷尼绍旋转测座和测头、压力传感器，其中三坐标检测仪包括测量底座和置于测量底座上的X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构和连接座，雷尼绍旋转测座经连接座与X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构传动配合，使得雷尼绍旋转测座可在测量底座上的三维空间内移动，待测量的叶轮固定设置于三坐标检测仪的测量空间内，测头可转动设置在雷尼绍旋转测座的前端，压力传感器置于测头的前端，以使测头可伸入叶轮的叶片之间，压力传感器与叶片接触时可对叶片的点坐标进行测量。

技术领域

本实用新型涉及发动机叶轮检测技术领域，特别是一种叶轮叶片流线检测设备。

背景技术

叶轮作为发动机的关键部件，其制造质量直接影响发动机的空气动力性能和机械效率，因此其检测成为控制发动机质量的重要环节；叶轮可分为轮毂曲面和叶片曲面两部分，零件构成的一般形式是由若干等长叶片或大小交错叶片均匀分布在轮毂曲面上。叶片曲面又包含包覆曲面、压力曲面和吸力曲面，都是由非可展直纹面和自由曲面构成的。

随着我国工业的快速发展，对航空发动机性能的要求越来越高，对叶轮测量的精度、方式和评价变得越来越重。航空发动机叶轮制造时通过计算机软件设计出叶轮的参数模型，通过铸造和机加工完成产品加工，加工后获得叶轮参数是否符合设计要求，尤其是叶片的厚度和形状参数，直接影响航空发动机的性能；因此提出一种简捷实用的叶轮叶片检测设备及叶轮参数的检测方法，直接准确地确定被测叶轮叶片的厚度值、位置参数及其误差等参数，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种简单便捷、实用性强的叶轮叶片流线检测设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的叶轮叶片流线检测设备，包括三坐标检测仪、雷尼绍旋转测座和测头、压力传感器，其中三坐标检测仪包括测量底座和置于测量底座上的X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构和连接座，雷尼绍旋转测座经连接座与X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构传动配合，使得雷尼绍旋转测座可在测量底座上的三维空间内移动，待测量的叶轮固定设置于三坐标检测仪的测量空间内，测头可转动设置在雷尼绍旋转测座的前端，压力传感器置于测头的前端，以使测头可伸入叶轮的叶片之间，压力传感器与叶片接触时可对叶片的点坐标进行测量。

上述叶轮叶片流线检测设备的工作方法，其原理是将被测叶轮放入三坐标检测仪的测量空间，获得被测叶轮叶片上吸力曲面和压力曲面上多个对应点的空间坐标，再根据对应点的坐标值进行计算，求出被测叶轮叶片在该点处的厚度值、位置参数及其误差。

进一步，所述叶轮叶片流线检测设备的工作方法，包括如下步骤：

A、使用计算机根据叶轮的设计参数生成叶轮的三维模型。

B、在三维模型内提取叶轮的外子午面，并将其沿叶轮轴向移动后旋转获得旋转曲面，该旋转曲面分别与叶片吸力曲面、压力曲面相交获得对应的吸力面流线、压力面流线，提取吸力面流线、压力面流线的参数。

C、根据吸力面流线、压力面流线的参数，在吸力面流线、压力面流线上分别确定多个测量点，吸力面流线、压力面流线上的测量点分别位于叶片两侧且一一对应，提取各测量点的理论坐标值和理论法向矢量，通过对应测量点的理论坐标值可获得叶片在测量点处的理论厚度。

D、重复步骤B和步骤C，获得多组吸力面流线、压力面流线，各吸力面流线、压力面流线上同样确定多个测量点。

E、将待测量的叶轮置于三坐标检测仪内，由三坐标检测仪读入叶轮的设计参数，建立三坐标系使得叶轮的坐标原点、方向与三坐标检测仪的坐标原点、方向相同，将测头伸入叶轮，由吸力面流线规划测头的移动路径，根据吸力面流线上测量点的理论坐标值和理论法向矢量驱动测头在吸力曲面上移动，测头的压力传感器与叶片接触时，三坐标检测仪获得测量点的实际坐标值，由测头逐一完成吸力曲面上各测量点的实际坐标值的测量。