航空发动机的叶轮机械的相邻动叶和静叶轴向间隙的测量方法及轴向间隙测量工具

摘要

本发明公开一种航空发动机的叶轮机械的相邻动叶和静叶轴向间隙的测量方法和轴向间隙测量工具，测量方法包括：将第一球状测量部送入相邻动叶和静叶之间的检测区域，并尝试将所述第一球状测量部通过所述检测区域，其中，所述第一球状测量部的直径等于相邻动叶和静叶在检测区域的轴向间隙的最大合格值；将第二球状测量部送入相邻动叶和静叶之间的检测区域，并尝试将所述第二球状测量部通过所述检测区域，其中，所述第二球状测量部的直径等于相邻动叶和静叶在检测区域的轴向间隙的最小合格值；若所述第一球状测量部不能够通过所述检测区域，且所述第二球状测量部能够通过所述检测区域，则判断相邻动叶和静叶在检测区域的轴向间隙合格。

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种航空发动机的叶轮机械的相邻动叶和静叶轴向间隙的测量方法及轴向间隙测量工具。

背景技术

航空发动机的叶轮机械，例如低压压缩机、高压压缩机、高压涡轮、低压涡轮等，均包括动叶和静叶。在装配过程中，常需要判断动叶和静叶是否装配到位，需要通过判断动叶和静叶的轴向间隙是否合格来判断。测量工具需穿过相邻两个动叶(或静叶)之间的缝隙到达相邻的动叶和静叶之间的轴向间隙。由于航空发动机的叶轮机械的叶片密集且叶片表面为非规则异形曲面，常规的测量工具穿越叶片到达相邻动叶和静叶之间的检测区域比较困难，且在到达检测区域后难以进行准确的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够方便、准确测量航空发动机的叶轮机械的相邻动叶和静叶轴向间隙的方法和用于该测量方法的轴向间隙测量工具。

本发明第一方面公开一种航空发动机的叶轮机械的相邻动叶和静叶轴向间隙的测量方法，包括：

将第一球状测量部送入相邻动叶和静叶之间的检测区域，并尝试将所述第一球状测量部通过所述检测区域，其中，所述第一球状测量部的直径等于相邻动叶和静叶在检测区域的轴向间隙的最大合格值；

将第二球状测量部送入相邻动叶和静叶之间的检测区域，并尝试将所述第二球状测量部通过所述检测区域，其中，所述第二球状测量部的直径等于相邻动叶和静叶在检测区域的轴向间隙的最小合格值；

若所述第一球状测量部不能够通过所述检测区域，且所述第二球状测量部能够通过所述检测区域，则判断相邻动叶和静叶在检测区域的轴向间隙合格。

在一些实施例中，所述第一球状测量部和所述第二球状测量部位于同一操作杆的两端，利用所述操作杆将所述第一球状测量部和所述第二球状测量部送入所述检测区域。

在一些实施例中，所述操作杆为弓形操作杆。

在一些实施例中，所述叶轮机械为低压涡轮。

在一些实施例中，所述低压涡轮的相邻的动叶与静叶之间设有气封结构，所述气封结构包括设于所述动叶的根部的缘板和设于所述静叶的顶部的叶环，所述缘板向所述静叶延伸，所述叶环朝向所述动叶，所述缘板和所述叶环相互配合以用于限定经过所述低压涡轮的燃气的流道，所述检测区域位于所述缘板的靠近燃气的流道的一侧，且所述检测区域为所述缘板与所述动叶的根部的连接处到所述叶环靠近所述动叶的端面之间的区域。

本发明第二方面公开一种轴向间隙测量工具，用于所述的航空发动机的叶轮机械的相邻动叶和静叶轴向间隙的测量方法，所述轴向间隙测量工具包括第一球状测量部、直径小于所述第一球状测量部的第二球状测量部和连接所述第一球状测量部和第二球状测量部的操作杆。

在一些实施例中，所述第一球状测量部的直径等于待检测的相邻动叶和静叶在检测区域的轴向间隙的最大合格值，所述第二球状测量部的直径等于待检测的相邻动叶和静叶在检测区域的轴向间隙的最小合格值。

在一些实施例中，所述操作杆为弓形操作杆。

基于本发明提供的航空发动机的叶轮机械的相邻动叶和静叶轴向间隙的测量方法，通过利用第一球状测量部和第二球状测量部来对检测区域进行判断，可以方便准确地判断相邻动叶和静叶在检测区域的轴向间隙是否为合格值。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的航空发动机的叶轮机械的部分结构的相邻动叶和静叶的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的航空发动机的叶轮机械的部分结构示意图；

图3为本发明又一实施例的航空发动机的叶轮机械的部分结构的相邻动叶和静叶轴向间隙的测量过程示意图；

图4为本发明又一实施例的航空发动机的叶轮机械的部分结构的相邻动叶和静叶轴向间隙的测量过程示意图；

图5为本发明又一实施例的轴向间隙测量工具示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本实施例的航空发动机的叶轮机械，可以是低压压气机、高压压气机、高压涡轮或低压涡轮。本实施例的测量方法适用于航空发动机的叶轮机械的相邻动叶11和静叶12的需要判断轴向间隙是否合格的各种工况。

在如图1至图5所示，本实施例的航空发动机的叶轮机械的相邻动叶11和静叶12轴向间隙的测量方法包括：

将第一球状测量部31送入相邻动叶11和静叶12之间的检测区域，并尝试将第一球状测量部31通过检测区域，其中，第一球状测量部31的直径等于相邻动叶11和静叶12在检测区域的轴向间隙的最大合格值；

将第二球状测量部32送入相邻动叶11和静叶12之间的检测区域，并尝试将第二球状测量部32通过检测区域，其中，第二球状测量部32的直径等于相邻动叶11和静叶12在检测区域的轴向间隙的最小合格值；

若第一球状测量部31不能够通过检测区域，则表明相邻动叶11和静叶12在检测区域的轴向间隙小于最大合格值，当第二球状测量部32能够通过检测区域，则表明相邻动叶11和静叶12在检测区域的轴向间隙大于等于最小合格值，则可以判断相邻动叶11和静叶12在检测区域的轴向间隙位于最小合格值和最大合格值之间，相邻动叶11和静叶12在检测区域的轴向间隙合格。

航空发动机的叶轮机械的动叶11和静叶12都比较密集，间隙较小，为了满足流经叶片的气体的动力学要求，叶片的表面需要多设计为非规则曲面，如图所示的静叶的表面121为非规则曲面。在测量相邻动叶11和静叶12的轴向间隙时，测量工具需要穿过动叶11或者静叶12深入到动叶11和静叶12之间的检测区域测量。常规的测量工具难以伸入，并且在伸入到检测区域后难以调整测量工具的角度以满足测量要求。

本实施例的航空发动机的叶轮机械的相邻动叶11和静叶12轴向间隙的测量方法，通过利用第一球状测量部31和第二球状测量部32来对检测区域进行测量，球状测量部更容易穿过密集的动叶11或静叶12伸入到检测区域。在到达检测区域后，由于测量部为球状，不需要调整第一球状测量部31和第二球状测量部32的角度和方向即可以进行准确测量，可以方便、快速、准确地判断相邻动叶11和静叶12在检测区域的轴向间隙是否合格。

在一些实施例中，如图3、图4和图5所示，第一球状测量部31和第二球状测量部32位于同一操作杆33的两端，利用操作杆33将第一球状测量部31和第二球状测量部32送入检测区域。利用操作杆33将第一球状测量部31和第二球状测量部32送入检测区域，便捷快速，同时将第一球状测量部31和第二球状测量部32设于第一操作杆33的两端，在测量时无需更换工具，测量效率高，结构简单，方便高效。

在一些实施例中，如图3、图4和图5所示，操作杆33为弓形操作杆。将操作杆33设为弓形，测量时，当利用操作杆33将一各球状测量部伸入检测区域测量时，可以避免与叶片干涉，且便于操作。

如图1至图4所示的实施例中，为低压涡轮装配过程中的相邻动叶11和静叶12轴向间隙的检测。低压涡轮常用的装配方法为一级动叶和一级静叶交替装配，如图所示动叶装配到涡轮盘10上，静叶装配到机匣13上，在装配过程中需要判断相邻的动叶11和静叶12是否装配到位，可以通过判断相邻的动叶11和静叶12的轴向间隙是否合格来判断。在一些实施例中，如图1至图4所示，低压涡轮的相邻的动叶11与静叶12之间设有气封结构，气封结构用于对流经涡轮的燃气进行气封，防止燃气往涡轮盘串动，限定燃气的流道。如图所示，气封结构包括设于动叶11的根部的缘板141和设于静叶12的顶部的叶环142，缘板141向静叶12延伸，叶环142朝向动叶11，缘板141为沿近似平行轴向方向延伸，叶环142为C形开口状，开口朝向与之配合的缘板141。缘板141和叶环142相互配合对燃气进行气封，同时限定经过低压涡轮的燃气的流道。如图所示的实施例中，检测区域位于缘板141的靠近燃气的流道的一侧，且检测区域为缘板141与动叶11的根部的连接处到叶环142靠近动叶11的端面之间的区域。如图所示，缘板141与动叶11的根部的连接处为近似沿轴向延伸的缘板与近似沿径向延伸的动叶11的根部的交界处，叶环142靠近动叶11的端面指的是C形开口状的叶环142相对涡轮盘10靠近机匣13的端部的端面。如图所示，判断相邻的动叶11和静叶12的轴向间隙即为判断图中的H值的大小。由于缘板141与动叶11的根部的连接处以及叶环142靠近动叶11的端面形状较为规则，检测区域设为此处能够使测量更加方便准确。

在一些实施例中还公开一种轴向间隙测量工具，轴向间隙测量工具用于航空发动机的叶轮机械的相邻动叶11和静叶12轴向间隙的测量方法，轴向间隙测量工具包括第一球状测量部31、直径小于第一球状测量部31的第二球状测量部32和连接第一球状测量部31和第二球状测量部32的操作杆33。

在一些实施例中，第一球状测量部31的直径等于待检测的相邻动叶11和静叶12在检测区域的轴向间隙的最大合格值，第二球状测量部32的直径等于待检测的相邻动叶11和静叶12在检测区域的轴向间隙的最小合格值。

在一些实施例中，第一球状测量部31、第二球状测量部32与操作杆33之间的连接为螺纹连接或焊接。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。