Устройство для контроля профиля пера заготовки турбинной лопатки

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к средствам контроля изделий со сложным криволинейным профилем, и может найти применение, например, для контроля профиля первой части заготовок турбинных лопаток в энергетическом машиностроении. Целью изобретения является повышение точности контроля. Устройство содержит комплект шаблонов , основание 1 с направляющими валиками , стол с механизмом зажима для установки лопатки и осевой упор. Механизм зажима установлен на столе с возможностью перемещений вдоль осей, перпендикулярных осям валиков, и поворота вокруг оси, параллельной валикам , и выполнено в виде двух установленных с возможностью встречного перемещения двухточечных зажимных губок , каждая из которых установлена шарнирно так, что ее центр масс размещен ниже шарнира, а осевой точечный упор выполнен откидным. 5 ил. (Л

СООЭ СОВЕТСних

СОциАлистичесних

РЕСПУБЛИН

ÄÄSU ÄÄ 1620809

А1 (1)5 С 01 В 5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЬГОИИЦ

1 представлено устройства, на Лиг. 2 — разрез A-А на джг. 3 — разрез Б-Б на фиг.. 4 — узел I.íà

Лиг. 5 — то ке, вариант ажима лопатки.

На Ьцг. общий вид; на Лиг,. на Лиг. фиг, 1; на в.момент э

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPbfTHAM

ПРИ fNHT СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4670341/28 (22) 30.03.89 (46) 15.01.91. Бюл. М 2 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт энергетического машиностроения и Производственное объединение "Ленинградский завод турбинных лопаток" (72) С.И. Пантелеев, О.В. Колесник, N.Í. Косицкий и В.С. Мальчиков (53) 531.717(088.8) (56) Я.В.Кудевицкий, А.П. Лехтман.

Измерительные приспособления для .контроля крупных турбинных лопаток.—

Измерительная техника, 1974, 1 2,. с. 16. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОФИЛЯ

ПЕРА ЗАГОТОВКИ ТУРБИННОЙ ЛОПАТКИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к средствам контроля иэделий со слояИзобретение относится к средствам измерения криволинейных поверхностей и контуров, основанным на меха. нических методах измерения кривых проФилей сечения, например первой части заготовок турбинной лопатки, и может бить использовано в энергетическом машиностроении.и других отраслях техники, где необходимо измерять криволинейный профиль заготовок сложной формы деталей.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет надежной фиксации лопатки за хвостовую часть. ным криволинейным профилем, и может найти применение, например, для контроля профиля первой части заготовок турбинных лопаток в энергетическом машиностроении. Целью изобретения является повышение точности контроля °

Устройство содержит комплект шаблонов, основание 1 с направляющими валиками, стол с механизмом зажима для установки лопатки и осевой упор. Neханиэм зажима установлен на столе с возможностью перемещений вдоль осей, перпендикулярных осям наликов, и поворота вокруг оси, параллельной валикам, и выполнено в виде двух установленных с воэможностью встречного перемещения двухточечных зажимных губок, каждая из которых установлена шарнирно так, что ее центр масс размещен ниже шарнира, а осевой точечный упор выполнен откидным. 5 ил.

Устройство содержит основание 1 ф с центральным направляющим валиком 2, на котором установлены поворотные юй рамки 3 с базовыми шаблонами 4 и 5, на последнем установлен откидной осевой точечный упор 6, На валике 2

;установлены также контролирующие шаблоны 7 и 8.

16?0809

Два направляющих валика 9, установленных на основании 1, являются

-упорами для опорных поверхностей йоворотных рамок 3 при установке их в рабочее положение, в котором каждую поворотную рамку 3 Аиксируют прижимом 1 О. Маховик 11 установленный на основании 1, предназначен для верти-! ,кального перемещения подъемного винта 12, на котором закреплен измерительный узел 13, обеспечивающий контролируемое перемещение и разворот в горизонтальной плоскости установленного на нем механизма зажима 14. Меха-15

|низм зажима 14 выполнен самоориенти1 рующимся относительно хвоста заготовки лопатки 15 и состоит из двух подвижных шарнирных зажимных губок 16 и 17, подвешенных на осях 18 и 19, ! и подвижной вилки 20 с зажимным вин том 21. Каждая из губок 16 и 17 име,ет по две зажимные площадки 2? и ?3,,а расстояние от нижней зажимной пло щадки 23 до оси шарнира на 3-5 мм 25 больше расстояния от оси шарнира до верхней зажимной площадки ?2.

Измерительный узел 13 состоит из поворотного стола ?4 со шкалой отсчета угла поворота ?5, на котором расположены каретка продольной подачи 26 .с лимбом ?? отсчета подачи и каретка поперечной подачи 28 с лимбом 29 отсчета подачи. На одном иэ направляющих валиков 9 установлен радиально действующий подпружиненный рычаг 30, предназначенный для базовой ориента,ции заготовки лопатки 15 по базовым шаблонам 4 и 5 ° . При этом верхний базовый шаблон 4 выполнен с укороченным профилем, а нижний базовый шаблон

5 выполнен с полным проАилем. Подпружиненный рычаг 30 помещен внутри корпуса 31 и связан с ним посредством пружины кручения 3?, которая поджима- 45 ет рычаг 30 к заготовке лопатки 15 (рабочее положение 1), которая за счет этого упруго поджимается к базовым шаблонам 4 и 5. При этом линия действия рычага 30 проходит между верхним 4 и нижним 5 базовыми шаблонами и смещена в сторону нижнего базового шаблона 5. Я корпусе 31 уста.новлен Аиксатор 33, Аиксир.ющий отверстие 34 рычага 30 с корпусом 31 в оттянутом в сторону нерабочем по55 ложении 11 рычага 30. Кроме того, в. корпусе 31 имеется винт 35, Аиксирующий рычаг 30 в рабочем положении I после окончания базирования заготовки лопатки 15 перед Аиксацией ее за

I хвост в механизме зажима 14.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении базовые шаблоны 4 и 5 заАиксированы в рабочем положении, при котором опорные поверхности их рамок 3 поджаты к направляющему валику 9, а сами шаблоны 4 и 5 заАиксированы в рамках 3 в номинальном положении. Откидной осевой точечный упор б установлен в рабочее положение I (Аиг. 1)..

Подпружиненный рычаг 30 оттянут в сторону и заАиксирован по имеющемуся в нем отверстию 34 с корпусом 31

Аиксатором 33 в нерабочем положении

И (Аиг. 2), Контролир.емая заготовка лопатки

15 устанавливается в механизм зажима

14 хвостом в вертикальном положении.

При этом она касается его дна торцом хвоста, а боковых зажимных поверхностей не касается. Затем Аиксатор 33 оттягивается вверх и подпружиненный рычаг 30 освобождается от Аиксации с корпусом 31. Под действием пружины кручения 3? подпружиненный рычаг 30 поворачивается в рабочее положение I (Аиг. ?.) .и .упруго поджимает заготовку лопатки 15 выпуклым наружным про Лилем к базовым шаблонам 4 и 5, жестко закрепленным соответственно против конца и начала первой части заготовки лопатки 15. Такое действие рычага на заготовку турбинной лопатки дает возможность свободно перемещать лопатку относительно базовых шаблонов 4 и 5 и установить ее таким образом, чтобы входная и выходная кромки заготовки лопатки 15 не выходили за пре делы проАильной части базовых шаблонов 4 и 5 и чтобы заготовка лопатки

15 наилучшим образом прилегла к ниж-. нему базбвому шаблону 5, имеющему полный проАиль, соответствующий профилю данного сечения пера заготовки лопатки 15. Лпя того, чтобы исключить влияние возможного разворота конца первой части заготовки лопатки 15 на точность совмещения ее вертикальной .оси с вертикальной осью контрольного . стройства, верхний базовый. шаблон 4 выполнен с точечным контактом к проАилю соответствующего сечения пера в районе вертикальной оси заго овки лопатки 15 и с экви5 16208{I9 6 дистантным зазором по остальной час- кой продольной подачи 26 перемещают ти профиля, Таким образом, упруго механизм зажима относительно поджатой поджатая заготовка лопатки 15 оказы- к базовым шаблонам 4 и 5 заготовки вается предварительно зябазированной. лопатки 15, которая скользит торцом После этого базируют заготовк лопат 5 хвоста по дну скобы механизма зажики 15 в осевом направлении, для чего ма 14. Это достигается тем, что сила вращая маховик 11, поднимают rH 1?- поджатия заготовки лопатки 15 зайиквместе с закрепленными ня нем изме- сировянным в рабочем положении рычарительиым злом 13 и заготовкой ло- гом 30 к базовым шаблонам 4 и 5 больпатки 15, упиряюг ейся торцом хвоста

l0 ше силы трения скольжения торца ее о дно скобы механизма зажима 14, при хвоста о дно скобы механизма зажима этом измерительный зел 13 с зяготов- 14, а сама заготовка лопатки 15 при кой лопатки 15 не вращается, я только этом скольжении остается неподвижной перемещается вертикально вверх. Это и поджатой к базовым шаблонам 4 и 5. перемещение (2-3 мм) осуг{ествляется

l5

После того, как один конец верх до тех пор, пока галтель заготовки ней эажимной площадки 2? шарнирной лопатки 15 (перехс дной участок от губки 16 коснется базовой поверхности первой части к хвосту) не коснется хвоста заготовки лопатки 15, шарниросевого точечногО базового упора 6, ная губка 16 начнет разворачиваться установленного на нижнем базовом вокруг оси шарнира 18 до тех пор, шаблоне 5 в рабочее положение 1 пока хвоста лопатки 15 не коснется (фиг. 1) . конец нижней зяжимной площадки ?3.

При этом заготовка лопатки 15 ос- При дальнейшем перемещении скобы тается упруго поджатой к базовым 25 механизма зажима 14 концы верхней ?? шаблонам 4 и 5 .и скользит по ним и нижней ?3 зажимных площадок иарнирсвоим наружным проАилем первой части, ной губки 16 будут давить на хвост

После базирования заготовки лопат в неподвижной заготовки лопатки 15 и ки 15 в осевом направлении при необ- поворотный стол 24 вместе со скобой ходимости вновь подправляют ее поло- механизма зажима 14 начнет разворажение, бязируя по базовым щяблоням

30, чивяться вокруг хвоста лопатки 15 до

4 и 5 в том же порядке, кяк было опи- тех пор, пока верхняя ?2 и нижняя 23 сано. зажимные площадки губки 16 плотно

В результате всех этих операций не подожмутся к боковой поверхности заготовка лопатки 15 оказывается хвоста заготовки лопатки 15 (Аиг.4) . забазированной относительно неподвиж- 35 Таким образом, осуществляется сямоных базовых поверхностей устройства ориентирование губки 16 относительно как в осевом, тяк и R ра,HRJlhHoM на- хвоста. неподвижной заготовки лопатправлениях, так как лруго поджата ки 15. При таком поджиме губки 16 не к базовым шаблонам 4 и 5 и касается происходит смещения заАиксированной точечного осевого базового упора 6 0рычагом 3{) к г яблонам 4 и 5 заготовстрого определенной точкой наклонной ки лолатки 15 и последняя сохраняет поверхности галтели. Преимуществом свое номинальное положение относительупругого поджатия при базировании но базовых поверхностей устройства.

° является возможность- перемещения за- После этого осуществляют непосредготовки лопатки относитег ьно баз, что " ственно фиксацию заготовки лопатки не возможно при жестком поджатии, 15 за ее хвост. Для этого винтом 21 при котором заготовка лопатки не перемещают подвижную вилку 70 с-подвсегда окажется в няил чшем положении вешенной на оси 19 зажимной губкой относительно базовых поверхностей 17 (Фиг. 5). При этом сначала верхконтрольного устройства. 50 няя зажимная площадка ? 2 губки 1 7

После базирования по первой про- коснется боковой поверхности хвоста

Ьильной части упруго поджатой заго- 15, а затем губка товки лопатки 15 винтом 35 фиксируют 17. начнет разворачиваться вокруг оси рычаг 30 с корпусом 31 для того, шарнира 19 до тех пор, пока хвоста чтобы исключить возможность смене- 55 заготовки лопатки 15 не коснется ния заготовки лопатки 15 при переза- нижняя зажимная площадка 73 губки 17 креплении ее за хвостовую часть в за- (Фиг. 5). Таким образом осуществляетжимиом приспособлении 14. Для бликса- ся самоориентирование зажимного приции заготовки лопатки за хвост карет- способления . 14 относительно хвоста

1620809 лопатки 15 и фиксация последнего подвижными шарнирными зяжимньми губками 16 и 17, причем в процессе фиксации за хвост заготовка лопатки остает« ся неподвижной и не происходит ее, смещения относительно базовых поверхностей устройства. Для обеспечения удобства зажима губки 16 и 17 подвешены на осях 18 и 19 таким образом, .10что расстояние от нижних зажимных площадок 23 до осей 18 и 19 ня 3-5 мм больше расстояния от осей 18 и 19 до верхних зажимных площадок 22, т.е. губки 16 и 17 подвешены выше центра

15 тяжести, что обеспечивает вЕртикальность губок 16 и 17 в нерабочем положении, а также большее усилие зажима на верхних зажимных площадках 22, расположенных ближе к контролируемым сечениям пера заготовки лопатки, чем нижние зажимные площадки ?3.

После осуществления фиксации заго,товки лопатки 15 за хвост подпружи,ненный рычаг 30 вращением Винта 35 г освобождается от фиксации с корпусом

31 и отводится в сторону в нерабочее положение II (фиг. 2), в котором фиксатором 33 по отверстию 34 рычага 30 фиксируется с корпусом 31. Откидной точечный упор 6 поворачивают в нера30 бочее положение II (фиг. 1), чтобы . он не мешал перемещению лопатки, 15 при ее контроле.

После этого шкалы лимбов 21 и 29 кареток продольной 26 и поперечной 28 35 подач, а также поворотная шкала 25 устанавливаются на нулевые отсчеты.

Таким образам, контроль смещений и разворота профиля сечений заготовки лопатки производится относительно базовых шаблонов 4 и 5, установленных в теоретическом положении базовых сечений профиля заготовки лопатки.

Для проведения контроля все поворотные рамки 3 с шаблонами 7 и 8 устанавливаются в рабочее положение с упором в направляющие валики 9 и фик- сацией прижимами 10. Базовые шаблоны

4 и 5 освобождаются от крепления с наворотными рамками 3. 50

Шаблон 8, расположенный с противоположной стороны относительно базового шаблона 5, придвигают до контакта с профилем заготовки лопатки и измеряют зацеп у шаблона (зазор между 55 опорной поверхностью шаблона 8 и опор-ной .поверхностью рамки 3). Разворачиваться вокруг оси заготовка лопатки при этом не будет, тяк как установка и ориентация ее в устройстве были произведены по наилучшему прилеганию ! к базовым шаблонам 4 и 5. После этого поочередно производят контроль в остальных сечениях . Для этого в контролируемом сечении шаблона 7 и 8, расположенние с разных .сторон сечения„ придвигают до касания с профилем заготовки лопатки 15, при этом она разворачивается вместе с измерительным узлом 13 вокруг вертикальной оси до тех пор, пока не будет обеспечено наилучшее прилегание шаблонов 7 и Я к профилю заготовки лопатки 15. Угол разворота сечения относительно базовых шаблонов 4 и 5 фиксируется по поворотной шкале 25. При этом измеряют также зацепи у шаблонов 7 и Я с опорными поверхностями поворотных рамок 3.

Если во всех сечениях зацепи и углы разворота сечений окажутся в пределах допустимих значений, то заготовка лопатки считается годной.

Если в некоторих сечениях зацепы и углы разворота оказываются больше допустимых значений, то кареткой продольной подачи 26 перемещают заго-. товку лопатки 15 в пределах допустимых величии зацепов базовнх шаблонов

4 и 5, а кареткой поперечной подачи

28 перемещают ее в пределах допустимых поперечных смещений, стараясь установить заготовку лопатки в такое положение, при котором во всех сечениях зацепи и угли разворота сечений . окажутся в пределах допустимых значений . Если даже в этом случае лопатка оказывается негодной, то отмечаются сечения, в которых зацепи и углы разворота оказываются максимальными и перемещением кареток продольной ?6 и поперечной ?8 подачи уменьшают зацепи до допустимых значений, при этом показания шкал лимбов 27 и 29 кареток продольной 26 и поперечной 28 подач будут равны смещениям профиля и вместе с углами разворота сечений, отсчитанных по поворотной шкале 25.будут определять величину последующей рихтовки, а также сечения, в которых она должна производиться.

После окончания контроля рамки 3 с шаблонами 7 и Я отводятся в стороны, разжимается хвост заготовки лопаток 15 и она вынимается из устройства, Применение предложенного устройства для контроля профиля лера заготовок турбинных лопаток позволяет исключить предварительную:механическую

16? 0809 обработку хвоста заготовок лопаток, особенно бракованних, и вместе с тем повысить точность контроля за счет того, что заготовка лопатки базируется в устройстве непосредственно по ее пройилю, который предстоит контролировать, а фиксация заготовки лопатки за хвост в номинальном положении без смещения относительно базовых поверхностей устройства в самоцентрн рующемся относительно хвоста зажимном приспособлении не требует механической обработки хвоста заготовки лопатки.

Формула и з о б р е т е н « я

Устройство для контроля проАиля пера заготовки турбинной лопатки, содержащее основание, направляющие валики, узел. базирования, виполненный в виде размещенних на валиках щаблонов, предназначенных для взаимодействия с контролируемой лопаткой, упор, связанный с одним из наблонов, стол, установленний с возможностью

5 перемещения вдоль оси валиков и предназначенный для размещения на нем контролир дремой лопатки, и механизм ее зажима, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, механизм зажима виполнен в виде скоби, установленной на столе с возможностью перемещения вдоль оси, перпендикулярной оси валикоВ, и поворота вокруг ос«, параллельной оси валиков, и двух щарнирно закрепленных на соответствующих стойках скобы двухконтактних губок, одна из кбторых установлена с возможностью перемеще?и ния относительно другой, центры масс каждой из губок смещены.к полке скобы относительно их шарниров, а упор закреплен щарнирно.

t620809

43uz Z б-Ю

162()809

18

23

Составитель В. Матвиенко

Техред Л.Сердюкова

Корректор А, Îñ àóëå Hê î

Редактор И. Горват

Заказ 4236 Тираж Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательскии комбинат Патент, г. Ужгород, ул. ! ° н

Гага ина 101