某低壓轉子葉片外圓尺寸測量研究

馬珺德 馮可

摘 ?要：利用旋轉支架等工裝輔助設備，用間接測量方式測量轉子葉片外圓尺寸，節省占用大型臥式機床時間，這種方法為生產節約了一定的成本。

關鍵詞：汽輪機轉子 ?外圓尺寸 ?測量

1背景

引進型核電項目低壓轉子非圍帶結構（低壓末級和次末級），無法采用傳統的外徑千分尺或π尺進行直接測量，但該尺寸是否合格直接關系著轉子能否在核電現場順利落缸，同時也直接關系著對通流間隙的計算準確性，本文提出的這種借助轉子旋轉托架、平尺、百分表、內徑千分尺的組合測量方式，能間接測量出這種非圍帶結構的外圓直徑，且對測量結果進行了不確定度分析。

2 非圍帶式核電低壓轉子介紹

我公司引進型核電低壓轉子末級次末級葉片為非圍帶式結構，末級、次末級均為圓弧樅樹型葉根，安裝后的外貌見如下圖1。葉片安裝完后需要對葉片外圓直徑尺寸進行準確測量。

3 非圍帶式葉片外圓測量工裝介紹

由于這種引進型低壓轉子末級和次末級葉片外圓不是一個完整的圓，且鑒于這種轉子很大導致外圓尺寸偏大的影響，經過廠內加工和檢測專家討論，在轉子滾輪支架上通過架平尺的測量方案進行測量，具體測量系統由如下構成（詳見如下圖2）：

3.1將轉子置于滾輪支架，以兩頭軸頸支撐。在轉子正下方平行軸線放置平尺，將平尺按照轉子軸線進行找正，確保平尺水平線和轉子軸心線平行。

3.2通過內徑千分尺測量轉子本體外圓到平尺之間的距離。

3.3測量正反次級、次末級葉片外圓到平尺之間的距離（采用斜尺測量）。

3.4通過之前兩步測量的尺寸，間接計算出正反次級、次末級外圓的直徑尺寸。

末級外圓直徑尺寸Φ=（a-b）×2

次末級外圓直徑尺寸Φ=（a’-c-b’）×2

4非圍帶式葉片外圓測量實例

利用這種測量方法對在制的某核電低壓轉子末級葉片外圓尺寸進行實測，針對同一級所有葉片進行測量得到末級外圓尺寸如下，對測量結果進行工藝過程能力Cp值分析，得出的Cp值為1.24左右，證明整個葉片加工和裝配整改復雜的過程能力還需要提高，對于超過設計要求的尺寸進行技術分析和處理。

5 測量結果的不確定度分析

分析和計算不確定度分量，如下表一所示，

5.2.1測量不確定度A類分量計算

重復測量外圓尺寸若干次，得出重復性不確定度U1=0.01

標準不確定度：U1=S（X）=0.01

5.2.2 U3，U4，U5符合均勻分布，測量不確定度B類分量計算如表一所示，B類不確定度：

5.2.3不確定度合成

因不確定度分量之間相互獨立，即相關系數為0，最后合成不確定度為U=0.3

5.2.4不確定度報告

不確定度為0.3mm。

6 結論

通過上述分析可以得出，對于測量外圓尺寸精度要求為毫米級精度要求的話，本文提出的方法完全可以滿足測量要求，可以采用該方法進行轉子葉片外圓直徑尺寸的測量。若是需要精度到0.1mm級別的精度的話，本文提供的方法需要進一步改進才能付諸實踐。

參考文獻：

[1]《計量測試技術》中國計量出版社，2006年8月第1版。