【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机装配，特别地涉及一种航空发动机叶片质量矩检测平台及检测方法。
技术介绍
1、对于发动机转子的装配而言，由于叶片形状复杂且部分叶片为空心，难以在加工环节中保证叶片质量矩的完全一致，且叶片装配位姿也会影响叶片的质量矩，进而将造成装配后转子存在初始不平衡量。目前借助动平衡实验，通过在转盘上去料的方式消除不平衡量，但这种方式平衡能力有限，且平衡过程会损失结构强度。对转子叶片质量矩进行高精度高效率测量，是合理排列叶片，降低转子初始不平衡量的有效方法，可为转子平衡过程降低难度甚至取代转子动平衡环节。目前国外一些厂家已研制出叶片质量矩测量设备，但设备昂贵且系统开放性较差，缺少对叶盘整体的动平衡预测，国内目前质量矩测量设备集成水平低、精度差，难以满足发动机高效装配需求。
2、本专利技术将依据微矩平衡原理，利用高精度传感器及夹具，设计并搭建一套质量矩测量设备，能够准确测量叶片装配状态下的质量矩，从而指导叶片的装配布局优化，减小发动机转子在装配后的初始不平衡量，降低发动机转子动平衡难度，提高叶盘装配效率，提升发动机叶盘服役寿命。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种航空发动机叶片质量矩检测平台，检测平台包括秤杆、主机架、副机架、机架轴、夹具、轴承、套筒、调平系统、中台、导轨支座、测量系统和底座；其中，夹具固定在秤杆的一端，秤杆通过轴承、机架轴、套筒固定在主机架和副机架上，主机架和副机架通过导轨支座上的导轨定位与中台固定，导轨支座固定在底座上；
2、优选地，夹具包括主夹具、副夹具，主夹具、副夹具通过轴承及轴相连接，主夹具、副夹具之间通过弹簧提供夹紧力来夹持叶片；夹具内部按照与叶片固定端榫槽相吻合的结构设计了夹齿。
3、优选地，测量系统包括微型拉压力传感器、信号放大器、接口转换器及上位机软件。
4、优选地，微型拉压力传感器测力部分为内螺纹-台面。
5、优选地，调平系统包括弹簧和能够上下调节的螺栓，弹簧底端套在调节螺栓的凸台上，上端卡在秤杆下方的卡槽中，弹簧两端均为自由端且在z轴方向的位移和绕z轴的转动不受约束。
6、本申请涉及一种检测方法，包括以下步骤：
7、步骤1、首先将检测平台放置在一处相对开阔的水平面上，对检测平台底座和秤杆进行初始调平；
8、步骤2、待实验台稳定后，将秤杆在无负载、无弹簧阻尼的情况下自由放置，待拉力传感器的数值稳定后记录数据，此数据定为此地此刻无负载情况下夹具一端所受到的自由重力；
9、步骤3、使用秤杆一端的夹具将标准叶片夹住，此处注意夹具的夹齿和叶片上的榫槽要相吻合，然后使秤杆在无调节弹簧的情况下自由下落，此时传感器的数值记为g标；
10、步骤4、恢复调节弹簧作用，一边观察拉力传感器的数值，一边旋转调节螺栓，直至传感器的数值为标定“零点”；“零点”处传感器的读数记为g零；
11、步骤5、取下标准叶片，保持实验台此刻的状态，将待测叶片逐个测量、记录数据，并按顺序排列摆放。
12、优选地，计算叶片质心到叶根的距离：
13、m1g(x+l2)-f拉·l4＝f弹·l3(5.1)
14、
15、
16、m1表示待测叶片质量；
17、x表示叶片质心到叶根的距离；
18、f弹表示弹簧调平时的初始弹力；
19、f拉表示测量时传感器受到的拉力；
20、l2表示叶根到中心支点的距离；
21、l3表示弹簧中心到中心支点的距离；
22、l4表示传感器中心到中心支点的距离；
23、g标表示标准叶片受到的重力；
24、g零表示标定“零点”时，传感器所读示数。
25、优选地，在确定了叶片的质心位置后，计算叶片装配后的质量矩mz；其中：l1是叶根到叶盘中心的距离；叶片装配后的质量矩计算公式：
26、mz＝m1g·(x+l1)(5.4)。
27、优选地，将计算好质量矩的叶片按照其数值大小进行排序；将质量矩数值最接近的两个叶片分为一组；测量叶盘的初始不平衡量；在叶片装配时，质量矩数值接近的叶片相对安装、数值互补的叶片相邻安装、对叶盘的初始不平衡量进行调节。
28、优选地，将排布好的叶片按顺序装配到叶盘上，在动平衡机上进行动平衡测试，通过优化前后动平衡实验数据的对比。
29、上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。
30、本专利技术提供的一种检测平台及检测方法，与现有技术相比，至少具备有以下
31、有益效果：
32、可根据实际装配工况，基于微力矩平衡原理，结合机械设计制造技术，设计面向叶片质量矩的高精度快速测量精密机构；并根据叶片叶根结构，面向实际装配需求，设计可用于模拟叶片服役过程中由离心力造成的紧固状态的测量夹具，配合质量矩测量机构，实现叶片服役状态下质量矩的测量。而后基于研究建立的单个叶片质量矩模型及单级转子静不平衡模型，构造以叶片排布顺序为优化变量、以单级转子静不平衡量为优化目标的目标函数，建立单级转子叶片排布顺序优化方法。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种航空发动机叶片质量矩检测平台，其特征在于，检测平台包括秤杆、主机架、副机架、机架轴、夹具、轴承、套筒、调平系统、中台、导轨支座、测量系统和底座；其中，夹具固定在秤杆的一端，秤杆通过轴承、机架轴、套筒固定在主机架和副机架上，主机架和副机架通过导轨支座上的导轨定位与中台固定，导轨支座固定在底座上；底座前端装有调平弹簧，用于秤杆的初始调平；秤杆的后端底部和底座后端分别固定有传感器上支架、传感器下支架，传感器与传感器上支架、传感器下支架连接。
2.根据权利要求1所述的检测平台，其特征在于，夹具包括主夹具、副夹具，主夹具、副夹具通过轴承及轴相连接，主夹具、副夹具之间通过弹簧提供夹紧力来夹持叶片；夹具内部按照与叶片固定端榫槽相吻合的结构设计了夹齿。
3.根据权利要求1所述的检测平台，其特征在于，测量系统包括微型拉压力传感器、信号放大器、接口转换器及上位机软件。
4.根据权利要求3所述的检测平台，其特征在于，微型拉压力传感器测力部分为内螺纹-台面。
5.根据权利要求1所述的检测平台，其特征在于，调平系统包括弹簧和能够上下调节的螺栓，弹簧底
6.根据权利要求1所述的检测平台的检测方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，计算叶片质心到叶根的距离：
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，在确定了叶片的质心位置后，计算叶片装配后的质量矩Mz；其中：L1是叶根到叶盘中心的距离；叶片装配后的质量矩计算公式：
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，将计算好质量矩的叶片按照其数值大小进行排序；将质量矩数值最接近的两个叶片分为一组；测量叶盘的初始不平衡量；在叶片装配时，质量矩数值接近的叶片相对安装、数值互补的叶片相邻安装、对叶盘的初始不平衡量进行调节。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，将排布好的叶片按顺序装配到叶盘上，在动平衡机上进行动平衡测试，通过优化前后动平衡实验数据的对比。
...【技术特征摘要】
1.一种航空发动机叶片质量矩检测平台，其特征在于，检测平台包括秤杆、主机架、副机架、机架轴、夹具、轴承、套筒、调平系统、中台、导轨支座、测量系统和底座；其中，夹具固定在秤杆的一端，秤杆通过轴承、机架轴、套筒固定在主机架和副机架上，主机架和副机架通过导轨支座上的导轨定位与中台固定，导轨支座固定在底座上；底座前端装有调平弹簧，用于秤杆的初始调平；秤杆的后端底部和底座后端分别固定有传感器上支架、传感器下支架，传感器与传感器上支架、传感器下支架连接。
2.根据权利要求1所述的检测平台，其特征在于，夹具包括主夹具、副夹具，主夹具、副夹具通过轴承及轴相连接，主夹具、副夹具之间通过弹簧提供夹紧力来夹持叶片；夹具内部按照与叶片固定端榫槽相吻合的结构设计了夹齿。
3.根据权利要求1所述的检测平台，其特征在于，测量系统包括微型拉压力传感器、信号放大器、接口转换器及上位机软件。
4.根据权利要求3所述的检测平台，其特征在于，微型拉压力传感器测力部分为内螺纹-台面。
5.根据权利要求1所述的检...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐振超，高久川，金绍峰，周杨伟，杨承振，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。