一种火焰筒头部匹配性的检查装置及方法与流程

1.本技术属于航空发动机领域，特别涉及一种火焰筒头部匹配性的检查装置及方法。


背景技术：

2.在现代航空发动机燃烧室、燃气轮机燃烧室及其试验件中，燃油通常是通过位于燃烧区前端的多个燃油喷嘴进入燃烧室的，这些燃油喷嘴通常通过一根或多根燃油总管连接在一起，以保证这些燃油喷嘴在工作时通过并联方式同时供油，供油时燃油喷嘴喷出的油锥与从火焰筒头部涡流器进入的高速旋转气流相互作用，形成较为均匀的油气混合物，从而保证燃烧室的燃烧性能。
3.燃油喷嘴和火焰筒头部分属不同部件，分别安装在燃烧室机匣和火焰筒上，燃油喷嘴与火焰筒头部一般布置在同一根轴线上，它们之间的匹配性会对燃烧性能产生较大影响，如出现严重偏心，会引起火焰筒内出现回流区偏移、温度分布恶化等问题，从而导致火焰筒、涡轮过早的出现裂纹、烧蚀。
4.目前火焰筒常常采用“后端定位、前端自由”的火焰筒的定位方式，该种定位方式具有拆卸方便、温度场稳定的优点，但其代价是带来了喷嘴头与火焰筒头部定位尺寸链长、精度低的问题，虽然处于火焰筒前端的燃油喷嘴和火焰筒头部的匹配在设计上是理想状态，但受加工、装配精度、使用变形等影响，实际匹配会一定程度的偏离理想状态。当前燃油喷嘴和火焰筒头部的匹配情况在装配时无法进行检查，主要原因是：燃油喷嘴与火焰筒头部的匹配为“前后错位、中心对齐”，而火焰筒内空间狭长，不同的观测角度会产生不同的检查结果，难以进行量化判断，因此，常规目视手段难以准确评判燃油喷嘴和火焰筒头部的相对位置关系，容易出现个别燃油喷嘴位置偏离过大，导致火焰筒头部、壁面过早的出现了裂纹、烧蚀故障，需要提前更换并返厂维修。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本技术提供一种在燃烧室装配后检查燃油喷嘴和火焰筒头部匹配性的方法，通过组合使用检查杆、扇形块、孔探仪可实现在燃烧室装配状态检查燃油喷嘴和火焰筒头部的相对位置，根据检查结果，后续可通过调整燃油喷嘴位置或更换不同厚度的调整垫片以确保其符合设计匹配要求。
6.该方案具体为：一种火焰筒头部匹配性的检查装置，用于检测燃油喷嘴和火焰筒头部的相对位置，包括：
7.空心圆杆，空心圆杆的前端外侧套设有套管，套管与空心圆杆的前端通过半径差形成环槽；所述环槽用于检测时与火焰筒头部上的台阶面定位连接；空心圆杆的内腔通过内径收敛形成安装孔，孔探仪从空心圆杆的内腔后端插入并安装在安装孔处，所述内腔的前端边缘具有带有刻线的限位面；空心圆杆的后端安装有扇形块，扇形块具有圆弧面，圆弧面用于检测时与内机匣安装边形状配合，实现定位。
8.优选的是，安装孔的侧壁具有观察窗，观察窗为轴向的通槽，观察窗用于观测探头的插入深度。
9.优选的是，靠近安装孔对应位置处具有安装口，安装口为空心圆杆的侧壁开口，安装口用于安装探头时的操作窗口。
10.优选的是，空心圆杆与扇形块具体安装结构为：空心圆杆的后端设置有凹槽，凹槽的槽口具有定位销，扇形块具有插入所述凹槽的凸块，以及使定位销插入的销钉孔。
11.优选的是，扇形块上的圆弧面与内机匣安装边形成的周向间隙为0.5～10毫米。
12.优选的是，探头的表面缠绕塑形材料后与安装孔安装。
13.优选的是，限位面为圆型或长圆型，其中心与安装孔的中心偏离不超过2毫米。
14.优选的是，安装孔的直径为4.1～8.5毫米。
15.一种火焰筒头部匹配性的检查方法，
16.步骤一：将检查装置插入火焰筒，使所述环槽与火焰筒头部上的台阶面定位连接；
17.步骤二：将圆弧面与内机匣安装边形状配合，形成等间隙；
18.步骤三：通过观测孔探仪图像，观测喷嘴头外圆与限位面相对位置；
19.步骤四：调整燃油喷嘴的位置使观测喷嘴头外圆完全落入限位面范围内。通过该方法可以实现：
20.1.通过检查杆、扇形块实现孔探仪安装孔、检测段的精准定位，获取最佳观测角度，使其具备直观观察火焰筒头部匹配情况的能力；
21.2.通过观察喷嘴头外圆与限位面的相对关系可判断偏心量是否满足要求，通过刻线可判断燃油喷嘴的偏心方向，指导后续的装配调整方案；
22.3.通过孔探仪可拍照记录每个火焰筒头部的匹配情况，提供给检验人员或留档备查。
附图说明
23.图1检查装置与火焰筒安装示意图；
24.图2检查装置与火焰筒安装局部细节示意图；
25.图3检查组合装置示意图；
26.图4检查杆(1)前端示意图
27.图5刻线示意图；
28.图6燃油喷嘴(b)和火焰筒头部(a)不匹配示意图；
29.图7燃油喷嘴(b)和火焰筒头部(a)匹配示意图
30.图8扇形块(2)示意图；
31.图9检查杆(1)组成示意图；
32.其中；a、火焰筒头部；b、燃油喷嘴；c、内机匣安装边；d、调整垫片；1、检查杆；2、扇形块；3、孔探仪；1-1、检测段；1-2、安装孔；1-3、限位面；1-4、凹槽；1-5、观察窗；1-6、安装口；1-8、刻线；1a、套管；1b、空心圆杆；1c、定位销；2-1、凸块；2-2、销钉孔；2-3、圆弧面；3-1、探头。
具体实施方式
33.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施方式进行详细说明。
34.通过使用一套火焰筒头部匹配性检查组合装置可实现火焰筒头部匹配性检查，该套组合装置主要由检查杆1、扇形块2、孔探仪3组成，具体为：
35.检查杆1、扇形块2、孔探仪3安装在一起形成一套组合装置，其中，在孔探仪3的探头3-1表面缠绕生料带或其他易变形材料后安装在检查杆1上的收敛安装孔1-2中，扇形块2安装在检查杆1后端的凹槽1-4中。
36.依次将组合装置通过检查杆1上的套管1a与每个火焰筒头部a上的台阶面a-1固定连接，旋转检查杆1可调整扇形块2的圆弧面2-3与内机匣安装边c的周向间隙，将周向间隙调整均匀，通过孔探仪3观察燃油喷嘴b的喷嘴头外圆b-1是否位于检查杆1上检测段1-1的限位面1-3内，如果喷嘴头外圆b-1位于限位面1-3内则火焰筒头部匹配性满足匹配要求，如果喷嘴头外圆b-1超出限位面1-3范围则需根据检测段1-1上的刻线1-8判断偏心方向，通过调整燃油喷嘴b的位置或更换不同厚度的调整垫片d使喷嘴头外圆b-1位于限位面1-3内。
37.检查杆1由套管1a、空心圆杆1b、定位销1c组成，套管1a与空心圆杆1b通过过盈装配和点焊固定，定位销1c与空心圆杆1b通过过盈装配固定，检查杆1的装配定位面设置在套管1a上。在空心圆杆1b的前端设置有检测段1-1，在检测段1-1设置有限位面1-3和刻线1-8，其中限位面1-3的尺寸由设计允许的最大偏心量所决定，用于判断燃油喷嘴b的偏心量是否满足要求，刻线1-8位于限位面1-3上，共有3处，这3处刻线垂直相连后便可形成坐标轴，用于指示正上方位置，用于判断燃油喷嘴b的偏心方位。在空心圆杆1b的中部设置有收敛安装孔1-2、观察窗1-5和安装口1-6，其中，收敛安装孔1-2用于安装探头3-1，观察窗1-5用于观测探头3-1的插入深度，安装口1-6是安装探头3-1时的操作窗口。在空心圆杆1b的后端设置有凹槽1-4，它和定位销1c一同用于扇形块2的精确定位。
38.扇形块2上设置有凸块2-1、销钉孔2-2、圆弧面2-3，其中，凸块2-1和销钉孔2-2用于与检查杆1上的凹槽1-4和定位销1c配合，形成扇形块2的精确定位，圆弧面2-3用于调整检查杆1的周向安装角度，当圆弧面2-3与内机匣安装边c形成的周向间隙均匀时，检查杆1上的刻线1-8指示的正上方与火焰筒头部涡流器a的正上方重合。
39.在一些可选实施方案中，的凹槽1-4的宽度为1～10毫米。
40.所述检查杆1上的定位销1c数量为1～3个，直径为1～4毫米。
41.所述检查杆1上的观察窗1-5为圆孔或长孔，单个圆孔数量为1～10个，直径为1～10毫米，或者长孔数量为1～5个，长度尺寸为1～20毫米，宽度尺寸为1～10毫米。
42.所述检查杆1上的安装口1-6的数量为1～6个，单个开口面积为1～10平方厘米。
43.所述检查杆1上的收敛安装孔1-2的直径为4.1～8.5毫米。
44.所述检查杆1上的限位面1-3为圆型或长圆型，限位面1-3的中心与收敛安装孔1-2
的中心偏离0～2毫米。
45.所述检查杆1上的刻线1-8数量为1～8个。
46.所述扇形块2上的圆弧面2-3与内机匣安装边c形成的周向间隙为0.5～10毫米。
47.所述调整垫片d的厚度为1～5毫米。
48.本方案实现：1.通过检查杆1、扇形块2实现孔探仪安装孔1-2、检测段1-1的精准定位，获取最佳观测角度，使其具备直观观察火焰筒头部匹配情况的能力；2.通过观察喷嘴头外圆b-1与限位面1-3的相对关系可判断偏心量是否满足要求，通过刻线1-8可判断燃油喷嘴b的偏心方向，指导后续的装配调整方案；3.通过孔探仪3可拍照记录每个火焰筒头部的匹配情况，提供给检验人员或留档备查。
49.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。