带冠涡轮盘几何形位尺寸检测技术研究

发布时间：2021-06-25 18:23

　　针对某带冠涡轮盘因受结构及材料限制无法用普通坐标测量机、三维激光扫描仪、X射线坐标测量机、影像测量法等传统检测设备及方法进行检测的问题,提出了五轴四联动坐标法检测技术,并在普通坐标测量机上通过增加联动转台、分度转台及设计特殊弯曲杆测针,成功研制了五轴四联动坐标测量机。通过与现有检测方法比对验证的方式验证了五轴四联动坐标法检测结果的正确性,最终实现了带冠涡轮盘几何形位尺寸的快速高精度检测。 

【文章来源】：质量与市场. 2020,(19)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

普通涡轮盘

与上述常见涡轮盘不同，我公司生产的某涡轮发动机关键零件涡轮盘在叶片最外缘处还包裹了一个完整的闭环（称之为“冠”），称之为带冠涡轮盘（图2）。这种带冠涡轮盘具有减少工作介质泄漏，提高工作效率，增强叶片强度，提高涡轮盘工作可靠性等优点。该带冠涡轮盘的冠与叶片、轮毂等一体加工成型，不可拆除，其叶片形状呈月牙状，叶片之间重叠度高，叶片轮廓度要求高（0.1mm），叶片间的流道呈弯曲形状且间隙非常窄（最窄处仅有1.9mm），因此检测难度非常大。普通坐标测量机是三轴联动，由于受到冠的阻碍，坐标测量机的测针无法从径向方向进出流道间隙而只能沿轴向方向进出。但由于叶片之间相互重叠，流道弯曲且间隙非常窄，沿轴向进出时直杆测针无法顺利进入流道间隙到达叶片凸面中心最高点处，在进出流道过程中会在A处或B处产生干涉（图3a）。因此，普通坐标测量机应用直杆测针无法完成带冠涡轮盘的检测。

普通坐标测量机是三轴联动，由于受到冠的阻碍，坐标测量机的测针无法从径向方向进出流道间隙而只能沿轴向方向进出。但由于叶片之间相互重叠，流道弯曲且间隙非常窄，沿轴向进出时直杆测针无法顺利进入流道间隙到达叶片凸面中心最高点处，在进出流道过程中会在A处或B处产生干涉（图3a）。因此，普通坐标测量机应用直杆测针无法完成带冠涡轮盘的检测。应用三维激光扫描仪进行带冠涡轮盘检测，由于激光光束是沿直线传播的，而涡轮盘叶片之间相互重叠，受相邻叶片边缘阻挡干涉（图3b），激光束无法照射到叶片凸面中心最高点处，中心约有1.33mm宽的部位因激光束无法照射到而无法检测，因此，三维激光扫描仪也无法完成带冠涡轮盘曲面的100%检测。

【参考文献】：
期刊论文
[1]X射线坐标测量机测量误差校准方法及不确定度评估[J]. 王时礼,施玉书,张欣宇.  计量与测试技术. 2016(07)
[2]基于CAD模型的涡轮叶片误差检测系统[J]. 席平,孙肖霞.  北京航空航天大学学报. 2008(10)
[3]带冠整体式涡轮盘的CAD/CAM[J]. 赵万生,吴湘,詹涵菁,田继安,陈济轮,孟凡新.  推进技术. 2003(04)



本文编号：3249711