在线检测火焰筒内环气膜孔空气流量的方法及专用工装技术

本发明专利技术公开了在线检测火焰筒内环气膜孔空气流量的方法及专用工装。目的是寻找一种非产品标准要求的空气流量测试状态，要求这种非标状态能稳定运行且灵敏地反应空气流量情况，对非标状态下的空气流量及进气压力进行监控检测，记录相关数据。首次检测时，要对同一零件进行标准要求的空气流量检测并记录数据，以此标定出非标与标准之间的换算关系，首次测试时，要进行多种不同进气压力下的空气流量测试，选出最佳参数，如此以较易满足的非标条件代替条件苛刻的标准工况进行在线空气流量测试。本发明专利技术提供的检测方法将气膜孔打孔和空气流量测试工装融合在一起，可大幅度压缩火焰筒内环气膜孔整体的加工周期，大幅度提升加工效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
在线检测火焰筒内环气膜孔空气流量的方法及专用工装


[0001]本专利技术属于金属加工领域，具体涉及一种在线检测火焰筒内环气膜孔空气流量的方法及专用工装。

技术介绍

[0002]航空发动机上的火焰筒内环气膜孔是航空发动机涡轮叶片冷却的关键技术，通常一个火焰筒内环的壁面上有5000
‑
8000个冷却气膜孔，这些气膜孔可以在火焰筒内环壁面上形成一层紧贴壁面的保护气膜，隔开高温燃气，使火焰筒的基体材料能承受更高的燃烧温度，从而使得发动机产生更大推力。在生产过程中，火焰筒内环气膜孔有一个非常重要的技术参数即有效面积，在实践中有效面积通常可转换为空气流量。
[0003]目前，火焰筒内环气膜孔的空气流量只能在专用的、独立的空气流量台上检测。实际生产中，为了保证最终流量满足要求，通常把气膜孔分为多段加工，然后进行多次空气流量测试，但只有最后一次才是最终检验，之前的测试皆是过程防错检测。这个期间内，需要零件反复在车间与检测室进行周转，反复装夹找正、涂抹和清洗保护材料，导致检测占用的时间几乎接近于气膜孔的加工时间，因此这种多次离线检测的方法既费时费力，也影响加工质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于针对上述多次、离线检测气膜孔空气流量的缺陷，提出一种在线检测火焰筒内环气膜孔空气流量的方法，可随时在线进行空气流量检测，专用工装又使得检测时零件不下机床，因此可以大幅减少生产时间，而且可以消除因为多次装夹引入的误差、对刀误差带来的质量隐患。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出的技术方案为一种在线检测火焰筒内环气膜孔空气流量的方法，主要包含以下步骤：
[0006]步骤1：设定特定压力P的值，P是个开放值，以气体流量计读数稳定为选取依据，一旦确定之后不可更改；
[0007]步骤2：气密处理；
[0008]步骤3：打开压缩空气阀门，调整阀门开度，使气体压力表读数稳定保持为步骤1设定的P，记录气体流量值F1；
[0009]步骤4：将记录的F1值与预先设定的非标理论流量F
非标，理
进行比较；
[0010]步骤5：若F1值大于F
非标，理
，则减小激光打孔的孔径；
[0011]步骤6：若F1值等于F
非标，理
，则维持激光打孔的孔径不变；
[0012]步骤7：若F1值小于F
非标，理
，则增大激光打孔的孔径；
[0013]步骤8：结束。
[0014]上述F
非标，理
的标定过程为：
[0015]首先设定特定压力P的值，记录特定压力P对应的空气流量值F1，定义特定压力P对
应的非标理论流量为F
非标，理
；
[0016]然后在空气流量台上进行标准工况下的空气流量测试，记录空气流量值F2，定义标准工况的理论流量为F
标，理
，利用公式：推导出：
[0017]最后重复以上步骤不少于3次，取得F
非标，理
的平均值。
[0018]作为优选，上述气密处理包含以下步骤：
[0019]首先安装下密封板；
[0020]对火焰筒的密封位置和全部精密螺栓孔进行密封；
[0021]然后对下密封板密封位置进行密封；
[0022]安装上密封板；
[0023]最后对上密封板密封位置进行密封。
[0024]作为优选，在步骤S2气密处理之前先清理溅落在底板上的激光粉尘。
[0025]本专利技术还提供上述在线检测火焰筒内环气膜孔空气流量方法所使用的专用工装，在进行激光打孔作业时，该专用工装包含若干个呈圆周均匀分布的等高块，等高块上放置底板，火焰筒内环安装于底板上，每个等高块自上至下通过螺栓、垫片、压板、螺母对火焰筒内环和底板进行固定压紧。
[0026]等高块的数量优选为四个。
[0027]为实现在线检测状态，在上述专用工装的基础上增加部件，具体为在底板上设置下密封板，再将由进气管、空气流量计、气体压力表和上密封板形成的整体安装于在火焰筒的上方。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0029]1，本专利技术提供的检测方法将气膜孔打孔和空气流量测试工装融合在一起，可大幅度压缩火焰筒内环气膜孔整体的加工周期，大幅度提升加工效率。
[0030]2、加工和测试过程中零件不下机床，因此消除了多次装夹对刀误差带来的质量隐患。
[0031]3、可在任意排数进行空气流量检测，以此建立完整的空气流量数据库。
附图说明
[0032]图1为首次检测的流程图；
[0033]图2为非首次检测的流程图。
[0034]图3为本专利技术的专用工装在激光打孔状态的示意图；
[0035]图4为本专利技术的专用工装的在线检测状态的示意图；
[0036]图5为气体密封处示意图；
[0037]图中，附图标记的含义：1，火焰筒内环；2，螺栓；3，垫片；4，压板；5，等高块；6，螺母；7，底板；8，进气管；9，空气流量计；10，气体压力表；11，上密封板；12，下密封板；13，上密封板密封位置；14，火焰筒密封位置；15，下密封板密封位置；16，精密螺栓孔。
具体实施方式
[0038]下面结合说明书附图对本专利技术创造作进一步的详细说明。
[0039]本专利技术的目的是通过提出一套新算法，寻找一种非产品标准要求的空气流量测试状态，要求这种非标状态能稳定运行且灵敏地反应空气流量情况，对非标状态下的空气流量及进气压力进行监控检测，记录相关数据。首次检测时，要对同一零件进行标准要求的空气流量检测并记录数据，以此标定出非标与标准之间的换算关系，首次测试时，要进行多种不同进气压力下的空气流量测试，选出最佳参数，如此以较易满足的非标条件代替条件苛刻的标准工况进行在线空气流量测试。
[0040]需要强调的是，本专利技术的目的不是直接解决火焰筒气膜孔的标准在线空气流量测试问题，只是提供一种气膜孔的孔径调整的参考依据。
[0041]如图1和2所示，本专利技术提出了一种在线检测火焰筒内环气膜孔空气流量的方法，该方法的流程图分为首次检测流程图和非首次检测流程图。
[0042]首次检测时，记录特定压力P对应的空气流量值F1，定义特定压力P对应的非标理论流量为F
非标，理
，同时在空气流量台上进行标准工况下的空气流量测试，记录空气流量值F2，定义标准工况的理论流量为F
标，理
，则有下面的公式：
[0043][0044]可以推导出：
[0045]首次检测标定出F
非标，理
的值后，后续检测的F1值与F
非标，理
进行对比计算，便可确定接下来的气膜孔孔径是否需要调整以及如何调整。单次标定的F
非标，理
存在一定测量误差，可进行3次或更多次标定，取平均值以减少测量误差。
[0046]如图2所示，非首次检测时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线检测火焰筒内环气膜孔空气流量的方法，其特征在于包含以下步骤：S1：设定特定压力P的值；S2：气密处理；S3：打开压缩空气阀门，调整阀门开度，使气体压力表读数稳定保持为步骤1设定的P，记录气体流量值F1；S4：将记录的F1值与预先设定的非标理论流量F
非标，理
进行比较；S5：若F1值大于F
非标，理
，则减小激光打孔的孔径；S6：若F1值等于F
非标，理
，则维持激光打孔的孔径不变；S7：若F1值小于F
非标，理
，则增大激光打孔的孔径；S8：结束。2.根据权利要求1所述的在线检测火焰筒内环气膜孔空气流量的方法，其特征在于所述F
非标，理
的标定过程为：S21：设定特定压力P的值，记录特定压力P对应的空气流量值F1，定义特定压力P对应的非标理论流量为F
非标，理
；S22：在空气流量台上进行标准工况下的空气流量测试，记录空气流量值F2，定义标准工况的理论流量为F
标，理
，利用公式：推导出：S...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈涵，丰雷明，王斌，
申请(专利权)人：无锡乘风航空工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：