【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热喷涂涂层，具体为一种用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具。
技术介绍
1、高压涡轮导向叶片是燃气轮机涡轮部分的关键部件。随着燃气轮机技术的发展，涡轮前温度逐渐提高，目前高压涡轮导向叶片材料的耐热温度已无法满足燃气轮机的发展需求，热障涂层技术已成为解决高压涡轮导向叶片冷却问题的必要手段。
2、近20年来，我国始终致力于燃机用热障涂层的研究与应用工作。目前，高压涡轮导向叶片用电子束物理气相沉积(eb-pvd)制备的热障涂层在试车过程中存在隔热性能不足、过早剥落现象，成为燃气轮机研制过程中久攻不破的技术难题。采用大气等离子喷涂技术(aps)替代eb-pvd是解决此难题的关键技术。由于该叶片型面复杂，叶身和缘板喷涂面曲率较大，为确保涂层厚度均匀性与性能稳定性，必须对高压涡轮导向叶片用热障涂层自动化喷涂工艺进行研究，如何将热障涂层固化到该叶片上，生成与优化喷枪轨迹，将自动化系统、喷枪及冷却系统进行完美耦合，是实现此项研究的重要技术。
3、国内已经通过建立涂层累积速率数学模型，对涡轮导向叶片复杂曲面进行分区，以曲面离散点的涂层厚度与理想涂层厚度的方差为目标函数，针对每一区域进行喷涂轨迹优化，实现了高压涡轮导向叶片复杂曲面的喷涂轨迹优化。但是，若想实现高压涡轮导向叶片用热障涂层的制备，必须将喷涂工艺与工装夹具相结合，保证喷涂过程中，叶片的主动冷却、精确定位和稳定转动。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，实现燃气轮机涡轮导向叶片用热障涂层的制备，
2、为了达到上述的目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，该工装夹具分为排风侧与进风侧两部分，其中：排风侧底座通过固定螺栓与排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板进行连接，并通过固定螺栓与燃气轮机涡轮导向叶片的左侧橼板进行固定；进风侧底座通过固定螺栓与进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板进行连接，并通过固定螺栓与燃气轮机涡轮导向叶片的右侧橼板进行固定。
4、所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，排风侧底座安装于商用旋转工作台的左侧，排风侧底座的一侧分别加工出4个呈矩形排布的定位槽，排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板分别与排风侧底座的4个定位槽进行连接形成长方体框架结构，且每个挡板的两侧分别加工出2个螺纹孔，相邻两个挡板之间的螺纹孔一一对应并通过固定螺栓组合；排风侧底座与排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板围成中空结构的内腔，燃气轮机涡轮导向叶片的左侧橼板设置于所述内腔中，排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板分别与左侧橼板的四个侧面相对应，并通过固定螺栓连接实现完全贴合。
5、所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，进风侧底座安装于商用旋转工作台的右侧，进风侧底座的一侧分别加工出4个呈矩形排布的定位槽，进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板分别与进风侧底座的4个定位槽进行连接形成长方体框架结构，且每个挡板的两侧分别加工出2个螺纹孔，相邻两个挡板之间的螺纹孔一一对应并通过固定螺栓组合；进风侧底座与进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板围成中空结构的内腔，燃气轮机涡轮导向叶片的右侧橼板设置于所述内腔中，进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板分别与右侧橼板的四个侧面相对应，并通过固定螺栓连接实现完全贴合。
6、所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，燃气轮机涡轮导向叶片的右侧橼板通过下部定位销、第一叶片侧定位销、第二叶片侧定位销及叶片上部定位销与进气侧底座进行定位。
7、所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，下部定位销、第一叶片侧定位销、第二叶片侧定位销及叶片上部定位销的一端加工成螺纹，右侧橼板上加工有定位孔，下部定位销、第一叶片侧定位销、第二叶片侧定位销及叶片上部定位销穿过右侧橼板与进风侧底座通过螺纹连接固定。
8、所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板、排风侧后挡板、进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板的组合结构，使燃气轮机涡轮导向叶片的左侧橼板、右侧橼板稳定。
9、所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，进风侧底座中心加工出圆形螺纹孔，进风管通过外螺纹与进风侧底座进行连接。
10、所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，燃气轮机涡轮导向叶片实现0°～360°范围内精确定位。
11、本专利技术的设计思想是：
12、本专利技术采用模块化的设计思想，针对燃气轮机涡轮导向叶片橼板的部位形状与尺寸设计独立的支撑结构与配件，采用螺钉固定的方式将各部件组成完整工装夹具，保证涡轮导向叶片定位精准且稳定，与涡轮导向叶片配合度高，各部件灵活可调易于更换，并可根据不同型号叶片要求对配件尺寸进行调整，扩展该工装夹具使用范围。本专利技术通过排风侧底座、排风侧上挡板、排风侧后挡板、排风侧前挡板、排风侧下挡板、固定螺栓、燃气轮机涡轮导向叶片、进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧后挡板、进风侧前挡板、叶片下部定位销、第一叶片侧定位销、第二叶片侧定位销、叶片上部定位销、进气侧底座、进风管等系列配件的有效配合，可将涡轮导向叶片与商用旋转工作台稳固连接，扩展燃机涡轮导向叶片旋转范围，提高定位精度。
13、本专利技术的优点及有益效果是：
14、1、本专利技术自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，包括排风侧底座、排风侧上挡板、排风侧后挡板、排风侧前挡板、排风侧下挡板、固定螺栓、燃气轮机涡轮导向叶片、进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧后挡板、进风侧前挡板、叶片下部定位销、第一叶片侧定位销、第二叶片侧定位销、叶片上部定位销、进气侧底座、进风管(冷却风管)，该装置可固定燃气轮机涡轮导向叶片，并对叶片两侧橼板进行定位锁紧，在喷涂过程中配合商用机械手与喷枪形成自动化喷涂，并使高压涡轮导向叶片在转变角度时实现精确定位，在快速转动过程中保持稳定，实现燃气轮机涡轮导向叶片用热障涂层的自动化喷涂。
15、2、本专利技术燃气轮机涡轮导向叶片通过工装夹具与商用热喷涂旋转工作台台面连接，实现燃气轮机涡轮导向叶片与商用热喷涂旋转工作台同轴转动，使高压涡轮导向叶片可实现匀速旋转与精确定位，定位精度可达1°，并与商用喷涂机械手形成联动，保证涡轮导向叶片涂层的均匀性。
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1.一种用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，该工装夹具分为排风侧与进风侧两部分，其中：排风侧底座通过固定螺栓与排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板进行连接，并通过固定螺栓与燃气轮机涡轮导向叶片的左侧橼板进行固定；进风侧底座通过固定螺栓与进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板进行连接，并通过固定螺栓与燃气轮机涡轮导向叶片的右侧橼板进行固定。
2.按照权利要求1所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，排风侧底座安装于商用旋转工作台的左侧，排风侧底座的一侧分别加工出4个呈矩形排布的定位槽，排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板分别与排风侧底座的4个定位槽进行连接形成长方体框架结构，且每个挡板的两侧分别加工出2个螺纹孔，相邻两个挡板之间的螺纹孔一一对应并通过固定螺栓组合；排风侧底座与排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板围成中空结构的内腔，燃气轮机涡轮导向叶片的左侧橼板设置于所述内腔中，排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板分别与左侧橼板的四个侧
3.按照权利要求1所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，进风侧底座安装于商用旋转工作台的右侧，进风侧底座的一侧分别加工出4个呈矩形排布的定位槽，进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板分别与进风侧底座的4个定位槽进行连接形成长方体框架结构，且每个挡板的两侧分别加工出2个螺纹孔，相邻两个挡板之间的螺纹孔一一对应并通过固定螺栓组合；进风侧底座与进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板围成中空结构的内腔，燃气轮机涡轮导向叶片的右侧橼板设置于所述内腔中，进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板分别与右侧橼板的四个侧面相对应，并通过固定螺栓连接实现完全贴合。
4.按照权利要求1所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，燃气轮机涡轮导向叶片的右侧橼板通过下部定位销、第一叶片侧定位销、第二叶片侧定位销及叶片上部定位销与进气侧底座进行定位。
5.按照权利要求4所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，下部定位销、第一叶片侧定位销、第二叶片侧定位销及叶片上部定位销的一端加工成螺纹，右侧橼板上加工有定位孔，下部定位销、第一叶片侧定位销、第二叶片侧定位销及叶片上部定位销穿过右侧橼板与进风侧底座通过螺纹连接固定。
6.按照权利要求1所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板、排风侧后挡板、进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板的组合结构，使燃气轮机涡轮导向叶片的左侧橼板、右侧橼板稳定。
7.按照权利要求1所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，进风侧底座中心加工出圆形螺纹孔，进风管通过外螺纹与进风侧底座进行连接。
8.按照权利要求1所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，燃气轮机涡轮导向叶片实现0°～360°范围内精确定位。
...【技术特征摘要】
1.一种用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，该工装夹具分为排风侧与进风侧两部分，其中：排风侧底座通过固定螺栓与排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板进行连接，并通过固定螺栓与燃气轮机涡轮导向叶片的左侧橼板进行固定；进风侧底座通过固定螺栓与进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板进行连接，并通过固定螺栓与燃气轮机涡轮导向叶片的右侧橼板进行固定。
2.按照权利要求1所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，排风侧底座安装于商用旋转工作台的左侧，排风侧底座的一侧分别加工出4个呈矩形排布的定位槽，排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板分别与排风侧底座的4个定位槽进行连接形成长方体框架结构，且每个挡板的两侧分别加工出2个螺纹孔，相邻两个挡板之间的螺纹孔一一对应并通过固定螺栓组合；排风侧底座与排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板围成中空结构的内腔，燃气轮机涡轮导向叶片的左侧橼板设置于所述内腔中，排风侧上挡板、排风侧下挡板、排风侧前挡板及排风侧后挡板分别与左侧橼板的四个侧面相对应，并通过固定螺栓连接实现完全贴合。
3.按照权利要求1所述的用于自动化热喷涂燃气轮机涡轮导向叶片的工装夹具，其特征在于，进风侧底座安装于商用旋转工作台的右侧，进风侧底座的一侧分别加工出4个呈矩形排布的定位槽，进风侧上挡板、进风侧下挡板、进风侧前挡板及进风侧后挡板分别与进风侧底座的4个定位槽进行连接形成长方体框架结构，且每个挡板的两侧分别加工出2个螺纹孔，相邻两个挡板之间的螺纹...
【专利技术属性】
技术研发人员：常翌，孙海南，常天，朱宏博，
申请(专利权)人：沈阳德通热喷涂新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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