一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置及扫描方法制造方法及图纸

技术编号:17302665 阅读:92 留言:0更新日期:2018-02-18 18:48
一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置及扫描方法,涉及一种喷管喉部区域的扫描辅助装置及扫描方法。为了解决现有的测量方法存在空间受限制等问题导致无法对喉部区域腔型进行扫描的问题。本发明专利技术所述装置的箱体中心通孔内设有第一轴承和第二轴承;千分螺母通过第一轴承和第二轴承设置在箱体的中部;千分螺母伸出通孔的尾端外壁上设有大同步带轮;千分螺杆设置在千分螺母内部并伸出千分螺母;千分螺杆朝伸入导向筒内部,电感位移传感器固定在导向筒的一端;侧盖的外侧设有步进电机;步进电机轴端设有小同步带轮;小同步带轮带动大同步带轮转动;千分螺杆的端头上设置圆球形测头。本发明专利技术适用于拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描。

A Laval nozzle throat area cavity scanning auxiliary device and scanning method

【技术实现步骤摘要】
一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置及扫描方法
本专利技术涉及一种喷管喉部区域腔型的扫描辅助装置及扫描方法。
技术介绍
拉瓦尔喷管在航天、航空等领域有着广泛的应用,是伺服系统的重要部件,拉瓦尔喷管在结构和流体性能方面有着严格的要求,其动力学性能和射流内部流场的分布,是系统效率和精度的关键影响因素之一。喉部区域作为拉瓦尔喷管中最精密的结构(如图1和图2所示),其尺寸精度对喷管性能影响极大。因此,喉部区域的加工、检测精度是喷管质量保证的核心所在。图1和图2中喉部直径d设计公差0.007mm,喉部长度l设计公差0.2mm。从几何意义上来说,喷管喉部位于整个几何结构的中部,其孔径的测量属于深孔检测。在深孔孔径测量研究方面,目前比较成熟的测量方法由于测量空间受限制,或者测量精度不够高,测量结构和原理上不适用,无法满足拉瓦尔喷管喉径尺寸的检测要求,更无法对喉部区域腔型进行测绘。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的测量方法存在空间受限制等问题导致无法满足拉瓦尔喷管喉径尺寸的检测要求,以及无法对喉部区域腔型进行扫描的问题。一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置,包括:圆球形测头微给进装置和圆球形测头;圆球形测头微给进装置包括箱体,箱体中心设有通孔,通孔内部设有第一轴承和第二轴承,千分螺母外侧套有内套筒,内套筒外侧套有外套筒,且内套筒与外套筒之间留有空隙,内套筒与外套筒两端设置第一轴承和第二轴承,内套筒与外套筒共同夹在第一轴承和第二轴承之间;千分螺母穿过第一轴承和第二轴承,千分螺母的头端穿过轴承锁紧螺母,并通过轴承锁紧螺母锁紧第一轴承,千分螺母通过第一轴承和第二轴承设置在箱体的中部,千分螺母的尾端从箱体的通孔伸出;千分螺母伸出通孔的尾端外壁上设有大同步带轮;千分螺杆在千分螺母的长度方向上设置在千分螺母内部,并且千分螺杆的两端分别伸出千分螺母,千分螺母与千分螺杆配套使用,实现千分螺杆的移动;箱体对应大同步带轮一侧设有箱体侧盖,箱体与侧盖内部形成腔体,大同步带轮位于腔体内部;侧盖中心开有中心孔;侧盖中心孔对应位置、侧盖外侧设有导向筒;千分螺杆朝向侧盖方向的端头上穿过侧盖中心孔伸入导向筒内部,在导向筒内部,千分螺杆锁紧帽通过千分螺杆锁紧螺钉锁紧在千分螺杆朝向侧盖方向的端头上;在千分螺杆锁紧螺钉远离箱体的一侧设有电感位移传感器;电感位移传感器固定在导向筒的一端,并且电感位移传感器的测量头位于导向筒内部,电感位移传感器的尾部位于导向筒外部;千分螺杆锁紧帽与导向筒的一端之间设有弹簧,位于导向筒内部的电感位移传感器测量头部分位于弹簧内部;侧盖的外侧设有步进电机;侧盖还设有电机轴孔,步进电机轴穿过电机轴孔伸入到箱体与侧盖内部的腔体,步进电机轴端设有小同步带轮;小同步带轮通过齿型同步带带动大同步带轮转动;千分螺杆远离侧盖方向的端头上设置圆球形测头,圆球形测头与千分螺杆同轴设置。进一步地,所述的圆球形测头微给进装置还包括箱体端盖,箱体端盖中心设有螺杆通过孔,箱体端盖设置在箱体通孔远离侧盖的一端外侧,箱体端盖将千分螺母封闭在箱体通孔内部,千分螺杆从箱体端盖的螺杆通过孔伸出。进一步地,所述的步进电机的机尾设置有手轮。进一步地,所述的步进电机是通过电机过渡板固定在侧盖上的。进一步地,所述的大同步带轮通过大同步带轮锁紧螺母设置在千分螺母伸出通孔的尾端外壁上。进一步地,所述的千分螺母上还设有平键,千分螺母通过平键与大同步带轮传递转矩。进一步地,所述的一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置,还包括拉瓦尔喷管固定装置;所述的拉瓦尔喷管固定装置包括喷管右端盖、喷管锁紧螺母和喷管左端座;喷管锁紧螺母和喷管左端座通过螺纹配合使用,喷管左端座的轴向上设有气流通孔;喷管左端座朝向喷管锁紧螺母的一端设有喷管安装槽;喷管右端盖的一端能够穿过喷管锁紧螺母,喷管右端盖的另一端能够通过边沿卡在喷管锁紧螺母内部;在拉瓦尔喷管处于安装状态时,拉瓦尔喷管位于喷管右端盖和喷管左端座之间,通过喷管锁紧螺母锁紧。进一步地,所述的拉瓦尔喷管固定装置还包括喷管内衬,在拉瓦尔喷管处于安装状态时,拉瓦尔喷管的外壁上套有喷管内衬,拉瓦尔喷管通过喷管内衬安装在喷管左端座的喷管安装槽内。进一步地,所述的拉瓦尔喷管通过喷管内衬安装在喷管左端座的喷管安装槽内时,拉瓦尔喷管的一端与喷管左端座的喷管安装槽底之间设置密封垫片。一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描方法,包括以下步骤:步骤一、将圆球形测头探入拉瓦尔喷管喉部区域,在圆球形测头最大直径截面与拉瓦尔喷管喉部区域形成环形缝隙;建立短孔流动模型:其中,Q为流进环形缝隙的流量;Cd为流量系数;A0为环形缝隙截面积;ΔP为环形缝隙前后的压差;m为指数,0.5≤m≤1;ρ为流体密度;d为圆球形测头直径;D为当前轴向位置处的当量直径;由上式得到当前轴向位置处的当量直径:其中,步骤二、在环形缝隙的状态下,采用已知孔径尺寸的标准件进行多组实验,根据实验数据的结果求取常数A;步骤三、根据常数A计算当前位置的当量直径D;步骤四,将圆球形测头沿喉部轴向进给,进给采用微进给,重复步骤三测得一系列与轴向位移Xi相对应的当量直径值Di,进而测绘喉部区域腔型。本专利技术具有以下有益效果:针对目前没有能够实现对拉瓦尔喷管喉部区域腔型进行扫描的装置和方法,本专利技术的装置能够辅助进行拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描,而且结构简单,操作方便。从安装到拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描开始,需要的时间不超过半分钟。同时利用本专利技术的方法能够实现拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描,不但解决了空间受限制的问题,而且能够满足拉瓦尔喷管喉径尺寸的检测要求,以标准件进行测试,利用本专利技术方法进行检查的误差不超过5%。附图说明图1为某型号拉瓦尔喷管喉部简图;图2为某型号拉瓦尔喷管喉部简图喉部的放大图;图3为拉瓦尔喷管喉部区域腔型流体扫描辅助装置结构示意图;图4为圆球形测头伸入拉瓦尔喷管喉部区域的示意图;图5为圆球形测头与拉瓦尔喷管喉部区域形成环形缝隙的示意图。具体实施方式具体实施方式一:结合图3说明本实施方式,一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置,圆球形测头微给进装置和圆球形测头27;圆球形测头微给进装置包括箱体25,箱体25中心设有通孔,通孔内部设有第一轴承18和第二轴承21,千分螺母14外侧套有内套筒19,内套筒19外侧套有外套筒20,且内套筒19与外套筒20之间留有空隙,内套筒19与外套筒20两端设置第一轴承18和第二轴承21,内套筒19与外套筒20共同夹在第一轴承18和第二轴承21之间;千分螺母14穿过第一轴承18和第二轴承21,千分螺母14的头端穿过轴承锁紧螺母22,并通过轴承锁紧螺母22锁紧第一轴承18,千分螺母14通过第一轴承18和第二轴承21设置在箱体25的中部,千分螺母14的尾端从箱体25的通孔伸出;千分螺母14伸出通孔的尾端外壁上设有大同步带轮16;千分螺杆13在千分螺母14的长度方向上设置在千分螺母14内部,并且千分螺杆13的两端分别伸出千分螺母14,千分螺母14与千分螺杆13配套使用,实现千分螺杆13的移动;箱体25对应大同步带轮16一侧设有箱体侧盖17,侧盖17通过侧盖固定螺钉24固定在箱体25,箱体与侧盖17内部形成腔体,大同步带轮16位于腔体内部;侧盖17中心开有中心孔;侧盖17中心孔对应位置、侧盖本文档来自技高网...
一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置及扫描方法

【技术保护点】
一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置,其特征在于,包括:圆球形测头微给进装置和圆球形测头(27);圆球形测头微给进装置包括箱体(25),箱体(25)中心设有通孔,通孔内部设有第一轴承(18)和第二轴承(21),千分螺母(14)外侧套有内套筒(19),内套筒(19)外侧套有外套筒(20),且内套筒(19)与外套筒(20)之间留有空隙,内套筒(19)与外套筒(20)两端设置第一轴承(18)和第二轴承(21),内套筒(19)与外套筒(20)共同夹在第一轴承(18)和第二轴承(21)之间;千分螺母(14)穿过第一轴承(18)和第二轴承(21),千分螺母(14)的头端穿过轴承锁紧螺母(22),并通过轴承锁紧螺母(22)锁紧第一轴承(18),千分螺母(14)通过第一轴承(18)和第二轴承(21)设置在箱体(25)的中部,千分螺母(14)的尾端从箱体(25)的通孔伸出;千分螺母(14)伸出通孔的尾端外壁上设有大同步带轮(16);千分螺杆(13)在千分螺母(14)的长度方向上设置在千分螺母(14)内部,并且千分螺杆(13)的两端分别伸出千分螺母(14),千分螺母(14)与千分螺杆(13)配套使用,实现千分螺杆(13)的移动;箱体(25)对应大同步带轮(16)一侧设有箱体侧盖(17),箱体与侧盖(17)内部形成腔体,大同步带轮(16)位于腔体内部;侧盖(17)中心开有中心孔;侧盖(17)中心孔对应位置、侧盖(17)外侧设有导向筒(6);千分螺杆(13)朝向侧盖(17)方向的端头上穿过侧盖(17)中心孔伸入导向筒(6)内部,在导向筒(6)内部,千分螺杆锁紧帽(12)通过千分螺杆锁紧螺钉(11)锁紧在千分螺杆(13)朝向侧盖(17)方向的端头上;在千分螺杆锁紧螺钉(11)远离箱体(25)的一侧设有电感位移传感器(7);电感位移传感器(7)固定在导向筒(6)的一端,并且电感位移传感器(7)的测量头位于导向筒(6)内部,电感位移传感器(7)的尾部位于导向筒(6)外部;千分螺杆锁紧帽(12)与导向筒(6)的一端之间设有弹簧(8),位于导向筒(6)内部的电感位移传感器(7)测量头部分位于弹簧内部;侧盖(17)的外侧设有步进电机(3);侧盖(17)还设有电机轴孔,步进电机轴穿过电机轴孔伸入到箱体与侧盖(17)内部的腔体(3),步进电机轴端设有小同步带轮(36);小同步带轮(36)通过齿型同步带(35)带动大同步带轮(16)转动;千分螺杆(13)远离侧盖(17)方向的端头上设置圆球形测头(27),圆球形测头(27)与千分螺杆(13)同轴设置。...

【技术特征摘要】
1.一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置,其特征在于,包括:圆球形测头微给进装置和圆球形测头(27);圆球形测头微给进装置包括箱体(25),箱体(25)中心设有通孔,通孔内部设有第一轴承(18)和第二轴承(21),千分螺母(14)外侧套有内套筒(19),内套筒(19)外侧套有外套筒(20),且内套筒(19)与外套筒(20)之间留有空隙,内套筒(19)与外套筒(20)两端设置第一轴承(18)和第二轴承(21),内套筒(19)与外套筒(20)共同夹在第一轴承(18)和第二轴承(21)之间;千分螺母(14)穿过第一轴承(18)和第二轴承(21),千分螺母(14)的头端穿过轴承锁紧螺母(22),并通过轴承锁紧螺母(22)锁紧第一轴承(18),千分螺母(14)通过第一轴承(18)和第二轴承(21)设置在箱体(25)的中部,千分螺母(14)的尾端从箱体(25)的通孔伸出;千分螺母(14)伸出通孔的尾端外壁上设有大同步带轮(16);千分螺杆(13)在千分螺母(14)的长度方向上设置在千分螺母(14)内部,并且千分螺杆(13)的两端分别伸出千分螺母(14),千分螺母(14)与千分螺杆(13)配套使用,实现千分螺杆(13)的移动;箱体(25)对应大同步带轮(16)一侧设有箱体侧盖(17),箱体与侧盖(17)内部形成腔体,大同步带轮(16)位于腔体内部;侧盖(17)中心开有中心孔;侧盖(17)中心孔对应位置、侧盖(17)外侧设有导向筒(6);千分螺杆(13)朝向侧盖(17)方向的端头上穿过侧盖(17)中心孔伸入导向筒(6)内部,在导向筒(6)内部,千分螺杆锁紧帽(12)通过千分螺杆锁紧螺钉(11)锁紧在千分螺杆(13)朝向侧盖(17)方向的端头上;在千分螺杆锁紧螺钉(11)远离箱体(25)的一侧设有电感位移传感器(7);电感位移传感器(7)固定在导向筒(6)的一端,并且电感位移传感器(7)的测量头位于导向筒(6)内部,电感位移传感器(7)的尾部位于导向筒(6)外部;千分螺杆锁紧帽(12)与导向筒(6)的一端之间设有弹簧(8),位于导向筒(6)内部的电感位移传感器(7)测量头部分位于弹簧内部;侧盖(17)的外侧设有步进电机(3);侧盖(17)还设有电机轴孔,步进电机轴穿过电机轴孔伸入到箱体与侧盖(17)内部的腔体(3),步进电机轴端设有小同步带轮(36);小同步带轮(36)通过齿型同步带(35)带动大同步带轮(16)转动;千分螺杆(13)远离侧盖(17)方向的端头上设置圆球形测头(27),圆球形测头(27)与千分螺杆(13)同轴设置。2.根据权利要求1所述的一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置,其特征在于,所述的圆球形测头微给进装置还包括箱体端盖(23),箱体端盖(23)中心设有螺杆通过孔,箱体端盖(23)设置在箱体(25)通孔远离侧盖(17)的一端外侧,箱体端盖(23)将千分螺母(14)封闭在箱体(25)通孔内部,千分螺杆(13)从箱体端盖(23)的螺杆通过孔伸出。3.根据权利要求2所述的一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置,其特征在于,所述的步进电机(3)的机尾设置有手轮(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员:张翔潘旭东李跃峰王广林王慧峰邵东向王杰
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:黑龙江,23

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