УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДИ ГОРЛА РЕШЕТКИ СОПЛОВОГО АППАРАТА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к машиностроению и предназначена для измерения площади горла решетки соплового аппарата газотурбинного двигателя (ГТД).
Известно устройство для контроля профилей сечений пера лопаток при помощи копиров. Устройство состоит из основания, каретки и рычага, на котором закреплены ощупывающий штифт и индикатор, который показывает отклонение контролируемого контура. (В.В.Крымов и др., Производство лопаток газотурбинных двигателей, М., Машиностроение, 2002, с 315-316).
Устройство предназначено для контроля профиля пера лопаток и не предназначено для измерения площади горла решетки соплового аппарата ГТД.
Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее корпус и кассету, которая состоит из платформы и двух стоек с измерительными блоками (В.В.Крымов и др., Производство лопаток газотурбинных двигателей, М., Машиностроение, 2002, с 310-313; Прибор оптико-механический ПОМКЛ-4. руководство по эксплуатации 60064/ШРЭ, ВПО «Техника», 1987, с 5, рис.1)
Устройство предназначено для контроля профиля пера лопаток, угла закрутки пера, величины смещения сечения профиля пера относительно технологических баз. Устройство не предназначено для измерения площади горла решетки соплового аппарата ГТД.
Техническим результатом является измерение составляющих площади горла решетки соплового аппарата ГТД у одиночной лопатки.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения площади горла решетки соплового аппарата газотурбинного двигателя, содержит корпус и кассету, которая состоит из платформы и двух стоек с измерительными блоками, на корпусе смонтированы два кронштейна для бесконтактных датчиков, а кассета снабжена тремя опорными элементами, первый опорный элемент установлен для взаимодействия с радиальной клиновой поверхностью лопатки, а второй опорный элемент установлен для взаимодействия с торцевой поверхностью полки лопатки со стороны входной кромки лопатки, третий опорный элемент установлен для взаимодействия с внутренней поверхностью полки лопатки, причем первая стойка шарнирно установлена на платформе с возможностью взаимодействия подпружиненных штырей первого измерительного
блока со спинкой лопатки, а подпружиненные штыри второго измерительного блока взаимодействуют с корытом лопатки, причем оси штырей измерительных блоков лежат в плоскостях перпендикулярных проточной поверхности лопатки по линии горла.
кор
сп
Площадь горла решетки (площадь минимального проходного сечения межлопаточного канала) F определяют для блока из двух лопаток, которая проходит через линии горла по высоте пера. Площадь горла решетки F состоит из площади f между корытом лопатки и плоскостью радиального клина и площади f между спинкой лопатки и плоскостью радиального клина. Проходное сечение межлопаточного канала это скрученная по высоте пера поверхность, ограниченная несколькими пространственными кривыми. Определяющими пространственными кривыми являются линии пересечения поверхности проходного сечения межлопаточного канала со спинкой, корытом и полками лопатки. Площадь горла решетки для одиночной лопатки не определяется.
Известен способ измерения площади горла решетки методом проливки жидкости (а.с. СССР №592194, F01D 9/04, 1976). Способ очень трудоемкий, возможны большие погрешности измерений.
Заявитель не обнаружил технических решений, предназначенных для измерения площади горла решетки соплового аппарата ГТД.
На фиг.1 - принципиальная схема устройства, вид сбоку; на фиг.2 - кассета, вид сбоку; на фиг.3 - измерительные блоки, схема, вид сверху; на фиг.4 - вид по стрелке А на фиг.3, повернуто; на фиг.5 - измерительный штырь.
Устройство содержит корпус 1, кронштейны 2, 3 с бесконтактными датчиками 4, 5 и кассету. Кассета состоит из платформы 6, двух стоек 7, 8 с измерительными блоками 9, 10 и двух опорных элементов 11, 12. Кассета перемещается по направляющим корпуса 1. Первый опорный элемент 11 установлен для взаимодействия с радиальной клиновой поверхностью лопатки 13. Второй опорный элемент 12 установлен для взаимодействия с торцевой поверхностью полки лопатки 13 со стороны входной кромки лопатки. Первая стойка 7 шарнирно установлена на оси 14 и имеет регулировочный винт 15. Измерительные блоки 9, 10 состоят из корпуса 16 и подпружиненных штырей 9-1...9-4 и 10-1...10-4. Торцы штырей 9-1...9-4 снабжены контактными площадками 17. Оси штырей измерительных блоков 9, 10 лежат в плоскостях перпендикулярных проточной поверхности лопатки 13. Пересечение этих плоскостей совпадает с линией горла. Третий опорный элемент 18 установлен для взаимодействия с внутренней поверхностью полки лопатки 13.
Устройство работает следующим образом. Стойку 7 поворачивают на оси 14 и в кассету устанавливают лопатку 13 до соприкосновения торцевой поверхности полки лопатки 13 со стороны входной кромки с поверхностью опорного элемента 12, радиальной клиновой поверхности лопатки 13 с опорным элементом 11, внутренней поверхности полки лопатки 13 с опорным элементом 18. Стойку 7 отпускают и под действием пружины (на чертеже не показана) стойка 7 прижимается к опорному элементу 11. Положение стойки 7 можно регулировать винтом 15. Штыри 9-2, 9-3, 10-2, 10-3 взаимодействуют с проточной поверхностью пера лопатки 13, а штыри 9-1, 9-4, 10-1, 10-4 взаимодействуют с проточной поверхностью полок лопатки 13.
Оси штырей 10-1...10-4 лежат в плоскости, перпендикулярной проточной поверхности лопатки по линии горла (для данного вида лопатки это прямая линия), и параллельной поверхности платформы 6. Оси штырей 9-1...9-4 лежат в плоскости, перпендикулярной проточной поверхности лопатки по линии горла, линия «а» на фиг.4. Для обеспечения устойчивой работы бесконтактного датчика 4, линия «в» перемещения датчика на фиг.4, торцы штырей 9-1...9-4 снабжены контактными площадками 17.
Погрешности изготовления проточной поверхности лопатки 13 вызывают смещение штырей 9-1...9-4 и 10-1...10-4 от номинального положения. Для начала измерений отклонений платформа 6 перемещается в рабочее положение. Луч бесконтактного датчика 5 попадает на торец штыря 10-4, идет замер отклонения. Время замера определяется установленным на вторичных преобразователях количеством измерений. Результаты измерения заносятся в базу данных компьютера. Платформа 6 перемещается в следующую позицию для замера отклонения штырь 10-3 (затем 10-2, 10-1). Одновременно с измерением отклонения штыря 10-4 идет измерение отклонения штыря 9-4 (затем 9-3, 9-2, 9-1). Результаты измерения заносятся в базу данных компьютера.
Программа компьютера контролирует время и окончание замеров, расчет проходного сечения, создает файл данных лопатки.
кор
сп
Устройство позволяет измерять площади f и f каждой отдельной лопатки, сортировать массив лопаток для получения минимального горла лопатки без натурных испытаний.