某机涡轮导向器喉道面积测量技术分析

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1、某机涡轮导向器喉道面积测量技术分析赵建，李晓红，宋迎军（中航工业西安航空发动机（集团）有限公司第二装试厂，陕西西安710021）摘要：喉道面积测量的准确性对发动机性能的影响至关重要。本文通过对喉道面积测量仪的原理及现场使用情况，对测量仪的校验程序进行合理设计，保证测量系统稳定性和测量数据的重复性，使测量精度满足设计要求。并对装机导向器叶片进行调整、规范测量操作步骤，保证喉道面积测量数据的准确性和可靠性。关键词：喉道面积标准块校验方法喉道面积测量系统+中图分类号：V263.25文献标识码：A0引言燃气流经导向器的收敛形通道中最小排气边面积，称之为导向器喉道面积。涡轮导向器喉道面积

2、的大小直接影响发动机的性能，实践证明，高压涡轮I级导向器喉道面积及低压涡轮I级导向器喉道面积的变化，对发动机高压转速、推力、M2性能、T4温度、耗油率都有影响，故在设计上通常允许调整高、低压涡轮I级导向器叶片的排气边形态，改变喉道面积，提高发动机的性能。喉道面积测量系统由喉道面积测量仪、标准件构成，测量系统误差对修正值产生直接影响。降低测量系统的误差，保证测量仪测量的重复性和提高测量的精度，直接影响到装机零件测量的准确性，对发动机性能产生直接影响。通过分析，确定测量标准流程、对测量数据进行分析，最终标准化校验方法、规范操作程序，有效的降低测量误差、提高测量精度。1喉道面积测量仪

3、器及校验标准样件1.1导向器喉道面积测量原理以某机高压涡轮I级导向器叶片为例，冷态高压涡轮I级导向器喉道面积基本值＝2267.935cm，将叶片定位在相对发动机中心的基本径向位置上，如图1所示，测量喉道面积的宽度和高度。在测量喉道宽度时，所有叶片必须推向同一方向。点G截面1C截面2截面3点F内半径中心的轨迹点G（a）导向器叶片宽度示意图（b）导向器叶片高度示意图排气边L最大3.81点F最小2.54最mm小10截减面小面积mm10增大面积（c）排气边调整示意图图1导向器叶片结构示意图假定在所有叶片上的截面1、2、3测得的喉道宽度与基本尺寸之差的代数和分别为X、Y、Z，同时假定在所

4、有叶片上测得的环形高度C与基本尺寸之差的代数和为H，然后从冷态2喉道基本面积267.935cm中加上或减去上述值，可求得所测量的导向器喉道面积值。喉道宽度修正值A=系数×(X+Y+Z)喉道高度修正值B=系数×H2所测得的喉道面积＝[267.935＋（A+B）]cm1.2喉道面积测量仪的使用方法喉道面积测量仪是用于测量导向器喉道面积的专用仪器。测量仪分两部分：一部分为标准块，标准块具有相当的硬度及稳定性，它表示的面积在一定周期内可视为恒定的，在使用喉道面积表测量工件前、后需在标准块上对零；另一部分为喉道面积测量表，其结构为直接接触、杠杆、柔性钢丝、齿轮传动、表盘示值形式的精密仪器

5、。使用时将测量表在标准块上校零后，对喉道叶片构成的空间进行测量，即喉道面积测量表的5个触点完全与导向器叶片型面相接触，其与标准块面积值的差值反映在仪器的表盘数上。根据标准块的标定面积值及仪器上的示值读数，通过计算即可得知喉道的实际面积。1.3导向器喉道面积测量用的标准样件导向器喉道面积测量用标准样件，是用于验证喉道面积测量仪的测量重复性和测量精度的标准件，其标定的面积值S标定是自身固有的特性，在排除外界环境后应是恒定的。2导向器喉道面积测量仪的校验过程为保证导向器面积在批量生产过程装配状态的一致性，要求操作者熟悉测量表操作手法、具有良好测量手感，故需使用测量仪对标准件进行测量，

6、对测量仪测量数据的重复性及测量精度进行校验。2.1确定标准块的面积值标准块所示的实际面积，通过计量标准块测量点构成空间的宽度、高度，计算得到。高压涡轮I级导向器喉道面积测量仪标准块面积SS=277.419+[2.05ΔL+1.03（ΔA+ΔB+ΔC）]+（1.293Δh+1.303ΔH）式中：ΔL－几何尺寸L的变化量（大于名义值为正、小于为负）ΔA、ΔB、ΔC－几何尺寸A、B、C的变化量（大于名义值为负、小于为正）Δh－几何尺寸h的变化量（大于名义值为负、小于为正）ΔH－几何尺寸H的变化量（大于名义值为正、小于为负）2根据面积计算公式：当几何尺寸A、B、C、h每增加0.001c

7、m,面积S高减小约0.065cm；2尺寸H增加0.001cm，面积S高增加约0.065cm；尺寸L增加0.001cm，面积S高增加约20.129cm。反之，几何尺寸减小面积则相应的减小或增加。由导向器喉道面积测量标准块的计算公式可见，外形几何尺寸的变化，对标准块面积的影响比较小，小于调整工件时所给定的公差范围，所以可在周期（半年）内认为其面积值时恒定不变的。根据每半年的测量数值计算出该周期内的标准块面积值S。2.2重复性测量精度校验为保证喉道面积测量仪的使用稳定性，需对测量仪的重复性好坏进行