发动机叶片榫头角度现场检测方法

0 引言

涡轮是航空发动机的关键部件之一。作为评定涡轮质量的基本参数，涡轮叶片榫头角度是否满足设计要求，将直接影响涡轮装配、动平衡及航空发动机的性能和使用寿命，因此，生产过程中应对叶片榫头角度参数实行检测。目前，生产现场的检测手段基本延用 20 世纪五、六十年代配置的测具和标准件，这种检测方式最大的优点是结构简单，对使用环境要求不高，适合在生产现场使用。存在的主要问题是: 对同一叶片使用同型号不同编号的测具和标准件检测结果差异较大，也就是说测具和标准件之间的互换性较差; 其二，检测人员的推力不同，检测结果亦存在较大差异; 其三，由于叶片榫头尺寸较小，角度面窄，手工操作难度和劳动强度大，进而影响测量准确度。为保证航空发动机涡轮装配和整机质量，必须综合考虑检测质量、效率、环境和人性化等诸多因素。在传统叶片榫头角度测具的基础上，本文介绍了一种适合生产现场使用的叶片榫头角度检测仪，并对其检测方法进行研究。

1 叶片榫头几何结构及特点

航空发动机工作原理决定了叶片的几何结构，叶 片与涡轮盘的连接方式又决定了叶片榫头的几何结 构。除部分发动机采用整体叶盘外，大多数还是采用 涡轮盘和叶片分体结构。叶片主要由叶身和榫头两部 分组成，榫头与涡轮盘榫槽连接，形成涡轮组合件， 直至与涡轮轴一起构成发动机核心部件———涡轮转 子。以某型叶片榫头的几何结构为例 ( 见图 1) ，其 底面为基准面，被测量面与其构成 70° ± 4'角度，榫 头底面宽 8 mm，被测量面宽 5. 5 mm，基准面和被测 量面比较小。

2 榫头角度现场测量方法与误差分析

2. 1 在用的现场测量方法

在涡轮叶片生产现场，通常采用专用测具和与之 相配套的角度标准件对叶片榫头角度进行检测。70° 角度专用测具的结构如图 2，70°角度标准件如图 3。

 测量方法主要分为两步:

1) 推压 70°角度标准件 ( 如图 3 所示) ，使基准面 与专用测具的基准面紧密贴合，并使角度面靠紧专用测 具定位销和测头 ( 有一定的压表量) ，测头通过机械传 动机构使百分表指针转动，调整指针使其处于零位。

2) 移开角度标准件，将被测叶片底面和被测角 度面分别靠紧专用测具的基准面和定位销及连杆测 头，在百分表上读数，通过计算确定被测叶片相对于 70°角度标准件的角度偏差值，得到叶片的实际角度。

2. 2 测量方法误差分析

常规测量方法引入的主要测量误差有:

1) 标准件角度的标定误差。标准件角度公差一 般为零件公差的 1/10，标定所使用测量设备的最大 允许误差至少是标准件角度公差的 1/6，因此，标定 误差对榫头角度的测量影响很小，可视标准件的角度为标准角度。