汽輪機(jī)中級(jí)葉片量具外觀設(shè)計(jì)

浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 呂航鷹

1 前言

汽輪機(jī)的葉片直接影響汽輪機(jī)的工作性能，其制造精度對(duì)機(jī)組的效率和性能有直接的影響，而大部分的葉片均設(shè)計(jì)成變截面曲面，這種自由曲面的檢測(cè)一直以來(lái)都是葉片加工中的一大難點(diǎn)，所以本文擬對(duì)葉片曲面測(cè)量進(jìn)行一種量具外觀設(shè)計(jì)。

2 葉片量具設(shè)計(jì)方案選擇

在設(shè)計(jì)量具的整體方案之前，必須滿足以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

（1）量具上葉片的定位要與加工夾具葉片的定位一致。

（2）樣板裝配后，原型線的原點(diǎn)要在葉片的中心軸線上。

（3）在測(cè)量樣板的時(shí)候裝配要方便。

需測(cè)量的葉片的總長(zhǎng)為371.7mm，屬中小型葉片，所以在檢測(cè)精度的時(shí)候葉片的擺放方式選擇就可以多樣化。經(jīng)比較，選擇測(cè)量時(shí)葉片為豎放的方案。

該葉片（連同葉根和葉冠）長(zhǎng)度為371.7mm，其中葉冠保留工藝孔那一段，葉身的長(zhǎng)度為266.7mm。

圖1 葉片的整體尺寸圖（單位：mm）

3 葉片量具的設(shè)計(jì)

根據(jù)葉片相關(guān)信息及設(shè)計(jì)要滿足的要求，設(shè)計(jì)出如圖2所示的量具形式。其中主要相關(guān)結(jié)構(gòu)件說明如下：

（1）工件定位塊，其作用是為葉片的葉根提供定位。其工作原理：采用其一個(gè)傾斜面為葉根裝配面的定位面，限制Y方向的移動(dòng)自由度和Z方向旋轉(zhuǎn)自由度，該傾斜面的角度為1.5度，該定位面的對(duì)面為空，不對(duì)Y方向進(jìn)行夾緊，因?yàn)樵跍y(cè)量的時(shí)候無(wú)外力，并且被測(cè)量的葉片為小件，所以不需要夾緊，為葉片的測(cè)量提供了方便。

（2）鑲板，其作用是定位測(cè)量樣板。其工作原理：樣板擺放的形式是平放在定位銷上，而銷的軸線位置有一定的要求，位置要求為使得樣板擺放后樣板的中心正好要與測(cè)量的型面截面相符合。為了互換性和保證加工的一致性，把鑲板的大致尺寸設(shè)計(jì)成相同的尺寸，例如總高度相同，銷分配的距離和到底面尺寸相同，鑲板分別與兩立柱相連接，鑲板因磨損可以裝配新的鑲板。

（3）頂針部分，其作用是使葉片的軸線得到定位。保證葉片在測(cè)量時(shí)不會(huì)偏移，防止葉片傾斜。其工作原理：其結(jié)構(gòu)是一個(gè)鉸鏈結(jié)構(gòu)，通過開、合動(dòng)作來(lái)調(diào)整頂針的位置，當(dāng)鉸鏈固定的時(shí)候，頂針上下移動(dòng)進(jìn)行被測(cè)量葉片的夾緊，上下有一定的寬裕度給葉片能在不把鉸鏈打開的狀態(tài)下完成葉片的裝夾。

圖2 葉片量具總裝圖

4 量具的使用

利用量具檢測(cè)時(shí)，先放置葉片定位塊，再按裝葉片，給葉根定位，夾緊后再用上面的頂針定位夾緊，這樣葉根定位塊定位可以開始進(jìn)行測(cè)量了。在靠近葉片中心的地方放置光源，然后依次測(cè)量每一組截面型線，測(cè)量的順序按照由下至上的順序進(jìn)行測(cè)量，分別記錄每一個(gè)截面的測(cè)量結(jié)果。頂針的軸線與葉片軸線的同軸度已經(jīng)在裝配量具后調(diào)整得到保證，使得頂針的位置能精確定位，然后上緊螺栓，之后就可以不對(duì)頂針的位置進(jìn)行調(diào)整而完成一個(gè)批量的葉片的測(cè)量。

[1]石道中.汽輪機(jī)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.1990.

[2]吉林電力學(xué)院編.汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)[M].水利電力出版社.1975.

[3]何小柏.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社.1996.