航空发动机可调导向叶片测量技术
航空发动机叶片气膜孔测量技术研究
航空发动机叶片气膜孔测量技术研究王呈;刘涛;穆轩;刘鹏;朱立志【摘要】基于航空发动机叶片冷却气膜孔的设计、加工和国家“十一五”计量科研项目的技术攻关及检测试验研究,本文简要介绍了叶片气膜孔位置度检测技术的思路、途径和方法,力求解决叶片气膜孔加工中的量值传递或溯源的难题,使我国在叶片等空间曲面小孔测量领域实现重大突破.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2012(032)005【总页数】4页(P27-30)【关键词】气膜孔;检测;技术研究【作者】王呈;刘涛;穆轩;刘鹏;朱立志【作者单位】沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043;沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043;沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043;沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043;沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043【正文语种】中文【中图分类】V232.4;TB9210 引言现代军用飞机战斗性能技术指标的不断提高，对航空发动机提出了更高要求，其基本特点是:高温、高压、高转速的同时又要求高可靠性、长寿命和轻重量。
如推重比10航空发动机涡轮前温度已经达到1677℃，处于温度最高、应力最复杂位置的高涡叶片必须具有相应的承温能力，先进国家在发动机设计中，为提高高涡叶片的承温能力，除采用耐高温合金材料及特殊热处理工艺以外，在叶片设计上使用了大量的结构复杂、分布不等的冷却气膜孔（下简称:气膜孔），气膜孔的几何结构（包括气膜孔的喷射角度、孔径大小、孔长与孔径比、孔的间距、孔出口的形状等）、叶片的几何参数和气膜孔的气动参数等因素对气膜冷却效果具有重要影响，据统计，在过去的三、四十年中，涡轮前进口温度大约提高了450℃，平均每年提高25℃，并且约15℃是依靠冷却技术的进步取得的。
其中70%是由于涡轮工作叶片和导向叶片的高效冷却设计取得的，而另外30% 应归于高温合金热处理和铸造加工工艺的改进。
航空发动机叶片检测验收技术
叶片材料性能检测
硬度检测
通过硬度计测量叶片材料的硬度，评估材料的机械性能和耐 磨性。
拉伸检测
通过拉伸试验机测量叶片材料的拉伸强度、延伸率等力学性 能参数，评估材料的力学性能和可靠性。
03
验收标准与流程
叶片外观验收标准
叶片表面应光滑、无 划痕、无裂纹、无气 孔等缺陷。
叶片的涂层应均匀， 无明显色差或剥落现 象。
叶片维修过程中的检测应用
叶片损伤评估
通过目视检查、敲击检测和振动 分析等方法，对叶片的损伤程度 进行评估，确定是否需要维修或
更换。
叶片修复质量检测
对经过修复的叶片，采用与生产过 程中类似的检测方法，对修复质量 进行检测，确保叶片能够恢复到原 始性能。
叶片性能测试
在维修后，对叶片进行性能测试， 包括耐久性、稳定性和冷却性能等 ，确保叶片满足使用要求。
叶片检测的重要性
确保叶片的质量和可靠性，防止因叶 片故障导致的航空事故。
通过检测验收，可及时发现并处理叶 片生产中的质量问题，提高生产效率 和产品质量。
02
叶片检测技术
无损检测技术
超声检测
利用超声波在叶片材料中的传播特性 ，检测叶片内部和表面的缺陷，具有 非破坏性、高精度和灵敏度高的特点 。
磁粉检测
3
叶片材料的机械性能，如抗拉强度、冲击韧性等 应满足使用要求。
叶片功能性验收
叶片在发动机上的安装应牢固，无松 动现象。
叶片的冷却性能、气动性能等应符合 设计要求。
叶片的动平衡性能应良好，无明显振 动或异常声音。
04
叶片检测设备与工具
无损检测设备
超声波检测仪
利用超声波在物体中的传播和反射，检测叶片内 部和表面的缺陷。
导向器叶片安装板弦长尺寸的检测
导向器叶片安装板弦长尺寸的检测葉片安装板也称为缘板，是指叶片上与叶身圆滑转接形成通道的部分，对导向器叶片来说，指与机匣相连的外安装板和与内环相连的内安装板，在叶片装配中，安装板内侧面分别与发动机气道内外环齐平，保证气道通畅，安装板侧面与相邻叶片安装板侧面或装配部位相配。
检测导向器叶片安装板侧面的弦长尺寸，内外安装板盆背侧面均为双斜面，结构尺寸复杂，保证每两个叶片连接处有一定间隙，导向器叶片弦长尺寸直接影响相邻叶片之间的正确安装位置，是发动机叶片检测的重要尺寸。
标签：导向器叶片；安装板；弦长尺寸引言航空发动机涡轮导向叶片主要有上、下安装板和叶身组成，叶片有单联、双联和三联之分，导向器上下安装板分别与壳体和内支承配合，叶片装在内支撑环上，带叶片的内支撑环整体安装在涡轮机匣内，用螺栓固定在机匣壳体上。
某叶片是三联叶片为一组，为确保叶片安装板侧面与相邻叶片安装板侧面正确的相配位置尺寸，研究设计测量叶片安装板的弦长尺寸测具。
1 导向器叶片弦长尺寸测量的设计要求在发动机的径向投影面内，叶片安装板的侧面为平面、斜面或锯齿形等形状，在发动机的横向剖面内，因叶片组合起来为圆环形，因此从几何图形上理解，叶片安装板的侧面都应当是过发动机中心线的辐射平面的一部分，安装板两侧面延伸形成一个过发动机中心线的楔形，测量在发动机的横向剖面内整个弦长尺寸L1，L2。
2叶片弦长尺寸测具结构的确定2.1 叶片的定位基准叶片的定位基准内外安装板端面，外安装板的外圆弧面，内外安装板叶盆侧侧面。
分析叶片结构的特点，测量安装板的弦长尺寸，为测量方便准确，将测量的内外安装板叶背侧侧面处于水平状态，由于检测安装板的叶背侧面相对于定位基准的内外安装板定位端面是复杂的双斜面，为简化工装结构，将内外安装板定位端面转换为单斜面，内外安装板叶盆侧面处于双斜面，测量的内外安装板叶背侧面转换为水平面。
2.2 叶片的定位和压紧结构用三个圆柱销的端面定位于内外安装板端面，“三点”定位一平面，轴向用圆柱销的母线定位于外安装板的外圆弧面，用一个双斜面定位于上下缘板叶盆侧面。
航空发动机叶片的无损检测毕业设计说明书
摘要航空发动机涡轮叶片，包括导向叶片和工作叶片，是将燃气的热能转换为旋转的机械动能的重要的热端部件。
如果准确监测涡轮叶片的结构完整性和状态，以便及时发现并预防危害性故障，提高发动机工作安全性，是航空发动机状态监控和故障诊断专家一直关注的问题,并一直在努力寻求解决方案涡轮叶片的组成和简述，涡轮叶片的故障类型，如强度不足，高周期疲劳，低周疲劳损伤，以及检测技术的分类和无损检测。
其中无损检测包括红外热波检测，超声检测，射线检测，磁粉检测，渗透检测，涡流检测，声发射检测，激光全息检测。
本文写出了涡轮叶片的孔探检测。
关键词:航空发动机涡轮叶片孔探仪检测无损检测。
目录摘要 (2)绪论 (1)第一章涡轮叶片的简述 (2)1.1涡轮的工作叶片 (2)1.2导向叶片 (2)第二章故障类型 (3)2.1强度不足及其故障模式 (3)2.2高周期疲劳损伤及其故障模式 (3)2.3低周疲劳损伤及故阵模式 (3)2.4涡轮叶片的常见故障及概率 (3)2.5注意事项 (5)第三章机上孔探检测 (6)3.1涡轮叶片的机上孔探检查 (6)3.2涡轮叶片的不同部位孔探检查 (6)3.3孔探技术的发展和实际应用的需求 (7)3.4修理车间检测前的清洗预处理 (7)3.5叶片完整性检查 (8)3.6探孔注意事项 (8)第四章涡轮叶片孔探案例分析 (9)4.1高压涡轮叶片断裂 (9)4.2典型案例分析 (10)4.3叶片断裂的原因 (11)4.4叶片修理与孔探检测 (13)4.5总结 (14)参考资料 (15)致谢 (16)航空发动机涡轮叶片无损检测技术绪论航空发动机涡轮叶片，包括导向叶片和工作叶片，是将燃气的热能转换为旋转的机械动能的重要的热端部件。
基于提高推重比和单位推力的需要，涡轮前燃气温度日益提高，目前国外新型的航空燃气涡轮发动机涡轮前的温度已达到1700K以上。
涡轮叶片在高压腐蚀性燃气的神击下高速旋转，除承受巨大的拉应力外，还承受频率、幅值变化都很大的交变拉应力和扭转应力，此外还存在高温氧化、热腐蚀和磨损问题。
航空发动机叶片评价方法
航空发动机叶片评价方法王玉;刘涛;单纯利;卑喜敏;任丽芬【摘要】基于对HB 5647 - 1998《叶片叶型的标注、公差与叶身表面粗糙度》的研究和三坐标测量压气机叶片型面的应用实践,提出使用三坐标测量机测量和评价压气机叶片的方法,并就应注意的问题进行了讨论.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2011(031)006【总页数】4页(P33-36)【关键词】航空发动机叶片;叶身型面;三坐标测量机【作者】王玉;刘涛;单纯利;卑喜敏;任丽芬【作者单位】沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043;沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043;沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043;沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043;沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043【正文语种】中文【中图分类】TH720 引言叶片是航空发动机的重要零件。
从性能上看，叶片质量基本上决定了航空发动机热力循环主要参数值的优劣;从可靠性上看，无论是研制过程，还是在役使用的发动机，叶片故障率都是一个重要且敏感的指标。
由于叶片的型面质量对发动机的二次流损耗有着较大的影响，直接影响着其能量转换效率，因此在航空发动机零部件的检测中，叶片型面的检测具有十分重要的意义。
本文基于对HB 5647－1998《叶片叶型的标注、公差与叶身表面粗糙度》标准的理解以及应用三坐标测量机测量压气机叶片型面的实践，介绍了在三坐标测量机上测量和评价叶片型面的基本方法。
1 典型叶片型面检测要求典型叶片型面剖面如图1所示。
图中:R q为叶身前缘半径;R h为叶身后缘半径;X q，Y q分别为叶型前缘圆弧圆心的横纵坐标;X h，Y h为叶型后缘圆弧圆心的横纵坐标;C max为叶型最大厚度，用该叶型截面最大内切圆的直径表示;α为弦线角，逆Z轴观察，X轴按逆时针转动α角(α＜90°);b为截面弦长;a q为平行于Y轴且与前缘圆弧相切直线的X坐标值;a h为平行于Y轴且与后缘圆弧相切直线的X坐标值。
涡轮导向器叶片喉道面积值的三坐标测量
涡轮导向器叶片喉道面积值的三坐标测量徐开明黄治国郑兴林 贵州黎阳航空动力叶片制造分厂技术质量处贵州安顺561114 摘要 讲述涡轮导向器叶片组件喉道面积值作为航空发动机设计和生产中的重要参数 如何加以严格的控制。
其中以某涡扇发动机高压涡轮导向器叶片组件为例 对用三坐标测量涡轮导向器叶片组件喉道面积的优越性、测量原理、测量方法及测量过程的控制进行详细阐述。
关键词 涡扇发动机 涡轮导向器叶片组件 三坐标测量 喉道面积值 迭代法中图分类号 V2 文献标识码 A 文章编号 1671 7597 2011 0120031 020 引言由于涡轮导向器叶片本身是一个扭曲的空间型面 它使喉道窗口自然成为一个不规则的截面 这对准确测量其面积带来很大困难。
因此国内外在航空制造领域中 飞机发动机技术占据了至关重要的位置 其中发都规定在某一个位置上测量一个当量面积来代替。
涡轮导向器叶片中间窗动机叶片的加工与检测尤为困难。
口当量排气面积测量示意图如下 黎阳航空动力叶片制造分厂作为叶片专业化制造企业 发动机叶片制造能力实现了从涡喷到涡扇、从中小推力到大推力、从二代机到三代机的“三大跨越”。
由于叶片的加工质量对飞行安全的重要性尤甚 因此对其品质的检测较其他机械零部件要严格复杂得多。
涡轮导向器的喉道面积对涡轮级前后温度、气流流场 发动机的流量、推力、转速、耗油率等都有直接的影响 对发动机的稳定工作、压气机同涡轮的匹配性能影响也很大。
在发动机的设计、生产中对这一参数均有严格的要求。
综上所述 要有效地控制涡轮导向器叶片组件喉道面积值 首先必须要对其进行准确地测量。
对涡轮导向器叶片组件喉道面积值进行准确的测量在叶片生产流程中至关重要。
1 问题的提出在我厂早期涡扇发动机试制过程中对喉道面积的测量是用杠杆表和测具对一个窗口的几个截面和高度逐项测量 然后逐项进行计算。
费工又费时 而且测量误差比较大 可靠性差。
由于喉部截面是一个扭转的空间曲图2面 空间又小 各测量点的方向都有不同的空间角度 要引出这些尺寸非常困难 同时对组件的测量 要在盆向及背向虚拟一个叶片进行测量 实现起来非常困难。
航空发动机压气机整流导向叶片裂纹故障分析
航空发动机压气机整流导向叶片裂纹故障分析摘要：社会经济高速发展，我国的航空事业也取得了较大的进步。
在航空飞行过程中，航空发动机是主要的检测维修对象，做好航空发动机的维修工作是航空事业能够得到良好发展的重要保障。
而孔探技术在航空发动机的维修工作中是最为主要的一项检测技术，受到了航空发动机维修领域的重视。
本文就针对航空发动机维修中孔探技术的应用进行了简要的分析。
关键词：航空发动机；压气机整流导向叶片；裂纹故障引言通常发动机压气机、涡轮转子等转动部件属于故障率高、危害度较大的部件，多年来成为人们关注的重点。
而压气机整流导向叶片（以下简称导向叶片）属于静止部件，故障发生率和故障分析相对较少，而在压气机试验和发动机实际使用中，导向叶片的失效也是常见的，一旦发生失效，对发动机的正常运行与使用也会造成较严重的影响。
所以，对导向叶片发生的故障有必要进行深入分析，对保证发动机安全可靠的工作具有重要的意义。
航空发动机压气机个别导向叶片在没有达到规定的寿命期限之前，因发动机翻修或故检过程中发现叶片在叶盆靠近叶根部位出现裂纹，经分析认为，该裂纹的产生与应力集中等因素有关。
1、工艺分析一般的叶片是通过叶身型面和榫头内侧面来确定基准，以便于叶片的锻造成形、测量以及加工，而该叶片只有叶身，缺少榫头进行纵向定位，因此在锻造过程中叶片纵向尺寸误差较大，且测量不便，后续加工困难。
该叶片叶身型面复杂，横截面面积分布不均匀，其中最大截面的面积与最小截面的面积相差近1倍，且叶身型面无序扭转，在锻造过程中易因金属流动过快而导致折叠问题。
叶片叶身纵向存在曲线波动，且波动幅度较大，在锻造过程中圆形坯料易因振动而产生滚动，从而导致局部未充满的问题发生。
该叶片的另一特点就是叶身边缘处较薄，锻造过程冷却速度较快，在切毛边时易出现切裂。
2、航空发动机的常见故障类型2.1、高压涡轮故障分析高压涡轮在收到高温或者高压的影响时，可能会出现不同状况的损伤。
尤其是高压涡轮导向器叶片，在高压涡轮导向器工作区域内，温度最高，很容易受到燃烧不均匀以及喷油不均匀等情况的影响。
探析航空发动机叶片叶尖间隙检测技术
探析航空发动机叶片叶尖间隙检测技术摘要：航空发动机叶片修理检测包含检测前处理、目视、无损、叶型精测、叶尖间隙检测以及后期修复等工作，本文主要研究叶型精测和叶片叶尖间隙检测技术。
关键词：航空发动机；叶尖间隙；检测技术1.检测前的处理叶片类零件分为压气转子叶片、压气机整流叶片、涡轮导向器叶片、涡轮工作叶片等。
其中涡轮叶片涡轮叶片表面黏附有燃料燃烧后的沉积物以及涂层和（或）基体经过高温氧化腐蚀后所产生的热蚀层，一般统称为积炭。
积炭致使涡轮效率下降，热蚀层会降低叶片的机械强度和叶片表面处理的工艺效果，同时积炭也掩盖了叶片表面的损伤，不便于检测。
因此在实施修理工艺之前进行必要的预处理和检测，以清除其表面的附着杂质，建议使用水吹砂法。
2.叶片检验检测2.1 目视检查准备好十倍放大镜、手电筒及探针等。
叶片注意检查擦伤、划伤、凹坑、裂纹等故障，尤其是进气边、排气边和叶尖等位置，需要重点检查。
2.2无损检测在修理前，使用先进的检测仪器对叶片的叶型完整性和内部结构进行检测，以评估磨损、烧熔、腐蚀、掉块、裂纹、积炭和散热孔堵塞等损伤缺陷情况，从而指导叶片的具体修理工艺。
目前，CT已经成为适用于测量涡轮叶片壁厚和内部裂纹的主要方法。
一台CT 机由X辐射源和专用计算机组成。
检测时，辐射源以扇形释放光子，通过被检叶片后被探测器采集。
其光子量和密度被综合后，产生一幅二维层析X光照片，即物体的截面图，从中分析叶片内部组织结构，得出裂纹的准确位置及尺度。
连续拍摄物体的二维扫描，可生成数字化三维扫描图，用于检测整个叶片的缺陷，还可检测空心叶片冷却通道的情况。
CT可探测到10-2mm级的裂纹。
2.3 叶型的精确检测叶型的精确检测可使用接触式测量和非接触式测量2.3.1 接触式测量接触式测量一般使用三坐标测量机，是一种高精度的三维空间检测设备，具有检测精度高、检测重复性好、自动化程度高等优点，适合叶片类复杂曲面的精密测量。
近年来，随着我国航空工业的发展，三坐标测量机在叶片生产厂家已经较为普及，且开发出专用于叶型检测的测量系统，可自动检测叶身的几何形状，并与标准叶型比较；自动给出偏差检测结果，来判断叶片的可用度和所需采用的修理手段。