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视频内窥镜观察航空发动机叶轮分析

更新时间:2019-11-21 15:33:32
铸件闭式叶轮内模表面液体浸没荧光渗透探伤时,很难清理内模表面,观察荧光显示区域,测量内模表面尺寸。荧光显示器和双目显示器的尺寸测量可以通过使用自制的辅助清洁工具的UV光源的柔性紫外视频内窥镜来观察。结果表明,在用辅助清洗工具清洗后,双轴测量中的内窥镜与正常平面之间的夹角必须控制在20°以内,以保证测量精度±0.2mm。经实际零件检验和金相组织分析,零件内模表面荧光显示主要集中在流道表面的过渡点r上,主要表现为薄板分布和部分有线显示。荧光显示铸件松动。有效显示尺寸与解剖后直接测量结果误差在±0.2mm以内。
叶轮通常是航空发动机的高速旋转部件。工作时,叶轮叶片之间的通道会膨胀。当气流通过时,它作用于空气,然后增加空气流量以提高压力。闭式叶轮叶片的表面大多是大变形、窄流道的自由曲面,如航空发动机、核岛反应堆循环冷却主泵等。对于叶轮叶片,通常要求加工精度为0.05-0.10 mm,表面粗糙度Ra0.3-0.5μon,最薄处叶片的直径为1-2毫米。每个刀片的要求是相同的。叶轮采用奥氏体不锈钢制造,小型发动机密封叶轮采用高温合金铸造。闭式叶轮的结构如图1所示。由于气密离心叶轮的气密性、长曲叶片形状、腔体尺寸小等结构特点,内部通道表面可接近性差,难以对内部通道表面进行清洗、清洁和观察。在本研究中,使用荧光检测线、具有UV光源的柔性UV视频内窥镜和相关的辅助装置(包括清洁、测量等)来根据荧光检测规范可靠且可靠地检查产品。
在闭式叶轮浸液法中,容易在腔内沉积渗透剂,清洗难度大,对清洗工艺要求高[5-6,14-15]。同时,由于内表面的复杂性,使用具有紫外光的柔性紫外视频内窥镜难以观察缺陷并测量其尺寸(4)。鉴于以上两个难点,有必要对检测方法进行改进。
研究了内窥镜与缺陷面法线夹角对尺寸测量的影响。当内窥镜与缺陷面法线夹角分别为10°、20°和45°时,测量宽度为2.93mm。测量结果如表2和图5所示。由表2和图5可以看出,测量误差随测量角度的增大而增大。当内窥镜与内窥镜夹角达到38.1%时,误差率可达38.1%。缺陷面法向45°。因此,缺陷平面法向与内窥镜透镜平面法向的夹角应小于或等于20°可减小误差,满足±0.2mm的要求。
1)通过改进在荧光渗透检测中的铸造闭合叶轮中的辅助清洁工具,可以有效地减少背景显示。
2)可以使用紫外光源的柔性紫外视频内窥镜来更好地观察荧光显示。
3)在双眼内窥镜测量中,当内窥镜轴向与显示平面法线之间的角度小于20°时,荧光尺寸显示的测量误差为±0.2mm,具有良好的实用价值。

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