航空发动机叶片检测基础科普知识2021(图文+视频)

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航空发动机叶片检测基础科普知识2021(图文+视频)

2023-12-26 23:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

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    在航空发动机中,叶片是型面复杂、受力恶劣、尺寸跨度大、承载较大的零件,其外形几何尺寸决定着发动机的工作性能。目前,航空发动机的性能日益提高,对叶片型面加工后的检测指标也提出了新要求,特别是对检测精度和检测效率。由于叶片的型面质量对飞机发动机的二次流损耗有较大影响,几乎决定了能量转换效率。因此,对叶片型面的轮廓度进行检测具有十分重要的意义。

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   叶片是航空发动机的关键零件之一,叶片的几何形状直接影响到叶片工作时的气动性能,发动机的特征参数、压气机的增压比、涡轮转速等都与叶片的形状和位置密切相关,所以对发动机叶片的几何检测尤为重要。

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   之前由于SP25扫描测头只有在恒定速率下,测量值才稳定,所以在测头加速和减速时数值需要剔除掉,为此测头必须提前开始扫描曲线,结束时也需要多扫一段,以便保证测量型面时的速度是恒定不变的。

  在实际叶片扫描测量中,由于叶片加工误差常会出现叶片实际位置和理论位置偏差较大的情况,所以如果按照理论位置来进行扫描可能会出现实际数据有缺口或者扫描卡住的情况;为了解决上述问题及提高叶片扫描效率,RationalDMIS开发了分段扫描的方式;即将叶片理论曲线从2尖端分段并各自延伸一段长度,扫描的时候从测针杆开始启动,逐步过渡到测尖来完成整个扫描过程,后续再由软件将多余扫描部分过滤掉,最后完成叶片数据的计算;

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​​RationalDMIS SP25分段扫描叶片方法说明

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五轴联动检测 REVO & PH20 5 Axis CMM

MODUS 1.8 五轴联动扫描 航空叶片检测(叶盘)

    叶片具有复杂的空间几何形状,一般包括棒头和叶身两部分,而叶身的形状复杂,没有任何数学模型,所以对三坐标对叶身形状的检测,通常使用截面法来实现,即使用多个平行的理想平面与叶身相截,使用得到的各个横截面曲线形状来对叶片进行描述。

   翼型截面是根据翼型叶片的测量创建的,翼型叶片定义了相对于特定基准的 3D 形状。然后将每个翼型截面形成为由平面中的一系列点创建的闭合曲线。从叶片根部到尖端的一系列平行平面定义了与叶片表面数据的 2D 交叉点,这些数据为叶片创建了翼型截面。

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这些截面曲线的测量和与理论曲线对比的过程,即为叶片的检测和评价。

    叶片的基本尺寸项目有:缘板高度、进气边位置、叶尖角度、叶尖高度、叶冠尺寸、弦长、阻尼台尺寸、V点偏差、弯扭、三叶片组喉道当量值等。 

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  叶片的型线项目有:边缘厚度、叶盆叶背轮廓度、K点偏差、扭转、X偏移、Y偏移、叶型最大厚度、弯曲、偏斜等。 

航空发动机叶片检测基础科普知识2021(图文+视频)_迭代_14叶型检测难点具体表现为:

(1)测量精度和效率要求高。叶片型面的测量精度直接反映制造精度,通常要求测量精度达到10μm,甚至1μm。因此对测量环境要求严格苛刻,通常需要专门的测量室。叶片是批量生产零件,数量成千上万,应尽可能提高测量速度和效率。生产车间和测量室之间的反复运输和等待,使得检测效率低下。

(2)测量可靠性要求高。叶片测量和数据处理结果应反映叶片的实际加工状态,这样才能保证叶片的制造质量。

(3)数据处理过程复杂。叶片图纸上不但有叶型、弦长、前缘后缘半径等尺寸误差要求,还有叶片的形状轮廓、弯曲、扭转、偏移等形位误差要求。利用三坐标测量机获取的测量数据存在噪点,通常需要对原始的测量点集进一步简化,提取不同的尺寸和特征参数;还需进行复杂的配准运算,迭代求解叶片的形位误差。其中算法选用不同得到的误差评定结果各有差异,导致整个处理过程复杂。

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