涡轮叶片不同安装角缘板尺寸检测研究

涡轮叶片背向缘板空间尺寸复杂,缘板的位置尺寸保证叶片相互间的装配问题,正确理解缘板的空间位置平面形成,将缘板的空间一般位置平面转换为垂直状态,便于叶片缘板尺寸测量和测具的制造。在叶身不同转角+α度,0度,,-α度情况下,检测叶背的缘板尺寸,利用UG设计功能,采集不同转角下,叶身定位点的空间位置尺寸和叶身型面的切线方向进行定位,解决了曲面定位点手工无法计算的问题,提高了设计效率和准确性。     

浅谈叶片缘板检测的工装设计

涡轮导向叶片是多个叶片成联精密铸造而成，这就给叶片检测提出了更高的要求，也给工装量具设计带来了一定困难，而且该导向叶片结构设计复杂，上、下缘板全部是空间曲面形成，测量空间窄小，侧面为双斜面，必须采用专用工装量具测量。通过了解用户使用要求，熟悉设计图，轴向需要一点定位，同时在一台测具内实现安装板尺寸检查，了解其它机种的检测方法，测量成联叶片安装板是生产的瓶颈问题，因此，解决成联叶片安装板弦长测量是摆在我们工装设计的重中之重的难题。     

支板对大子午扩张涡轮流动损失的影响

大子午扩张涡轮的端壁流动损失较大,采用前掠宽弦叶型能够大大降低端壁的流动损失,但对支板的气动设计带来了较大难度。通过采用新的支板与导向器位置布局对支板进行设计,对不带支板的前掠宽弦涡轮导向器和带支板的前掠宽弦涡轮导向器进行流动和损失对比分析。探讨了支板对采用前掠宽弦叶型的大子午扩张涡轮导向器流动损失的影响。研究表明:支板的加入只对支板两侧流道产生影响,损失的差异主要集中在支板吸力侧流道的支板吸力面和支板压力侧流道的叶片吸力面区域。且因径向压力梯度,涡系的径向运动剧烈。     

大焓降汽轮机静叶栅气动性能实验研究

在环形叶栅风洞上,对亚临界600 MW汽轮机中间级大焓降静叶栅进行了吹风试验。对三个冲角条件下叶栅流道内气流参数进行了详细测量。结果表明,该大焓降静叶叶片负荷沿叶高变化,同时采用了叶片弯曲设计,能够满足汽轮机叶栅的高负荷要求;并可以有效抑制边界层低能流体的积聚甚至分离。大焓降静叶在叶展中部为前加载叶型,可以承担较高负荷。叶片两端采用后部加载叶型,结合叶片正弯降低了端区的气动负荷,显著降低了端壁区域的叶栅损失。研究的大焓降叶栅具有良好的冲角适应性。     

振荡射流提高风力机叶型升力的实验研究

如何有效地提高风力机叶片叶型的气动性能是风力发电技术面临的重要问题。为验证在风力机叶片叶型上表面头部加入一定频率的振荡射流可以对叶型的气动特性产生有利的影响,对实际的风力机叶片叶型进行实验研究,得到叶片的表面压力分布并进行了分析。对NACA4418叶型,当弦长Re为6.0×105时,在上表面距离头部弦长7.8%的位置加入50～500Hz频率的振荡射流都可以有效的提高叶型的升力因数,对升力因数增加射流的大小和频率存在最佳值。这一特性为提高变工况下叶片的气动效率指出了一种有益的途径。     

发动机叶片喉道面积检测研究

发动机叶片的喉道面积是发动机装配,调试的重要参数,喉道面积的测量是叶片装配的关键,叶片通道是由76个叶片的上下缘板和每两个叶片叶身型面之间构成的空间曲面通道,研究设计的喉道面积测具能准确地检测每个通道窗口间规定截面的通道宽度尺寸和上下缘板的通道高度尺寸计算出叶片的喉道面积。喉道面积的流量与发动机的推力有关,是影响发动机性能的重要因素,叶片喉道面积测具保证叶片通道排气量均匀。     

基于叶型和叶栅稠度改进调节门性能的实验研究

对某风机的常规调节门进行了改进,用双直线叶型替代原直叶片叶型,采用提高调节门小半径处叶片的弦长来增加叶栅稠度.针对改进后的调节门,采用五孔探针对调节门后的流动参数进行了详细的测量.结果表明:采用双直线叶型可以减小调节门的阻力系数并增加调节门的预旋系数,当叶型两直线间的夹角为20.时效果较好;另外,增加叶片弦长可以比较明显地增加调节门的预旋系数,而阻力系数基本保持不变;预旋作用的增大对提高调节门的调节能力和节能效果均有比较明显的作用;该实验使用的离心风机的调节门叶片角度在50°～90°的范围内时,相同流量下风机功率减小2%～3%.根据总体性能分析,为消除由于叶片角度初始位置定义不同带来的影响,可以考虑采用旋阻曲线来反映调节门的性能.     

涡轮导向叶片蜡模组焊件的测量

涡轮导向叶片蜡模组件是由三个单联叶片蜡件组焊接而成,涡轮导向叶片蜡模组件形状复杂,蜡件收缩率大,且通道公差也大,易变形,检测定位难度很大,需要检测导向叶片蜡模单件和组件安装板两侧面中心位置尺寸,安装板侧面由双斜面形成空间位置,该测量装置既实现各单件通道尺寸测量,又能满足焊接后的尺寸和焊接后各单联叶片的相互位置要求,边焊接边检查。由于蜡件熔铸成型时,每个蜡件尺寸不同,变形大,因此需要此测具克服位置尺寸公差进行测量,从结构上采用斜块涨紧,并限制蜡件叶片的理论极限位置,确保组焊接件位置,采用UG三维建模,建立三个叶片蜡件空间的焊接的位置,采用螺纹压紧机构,在设计时合理选取倒棱厚度和方向,消除其影响;斜块涨紧高度位置取在叶片中心位置,保证三联叶片准确位置,用可调式斜块限制线性移动,并有限位机构进行测量,解决了多联涡轮导向叶片蜡模组件焊接位置的测量。     

一种静叶持环T型叶根槽修复方法

静叶持环是反动式汽轮机上静叶的载体,单个持环上通常会装配有多级静叶片,它类似于冲动式汽轮机上的隔板和隔板套的整合.反动式汽轮机的静叶是通过静叶持环上的叶根槽装配在静叶持环上,以我公司生产的双抽150MW反动式汽轮机为例,静叶持环叶根槽形式多为T型叶根槽形式,静叶持环T型叶根槽转子T型叶根槽类似,它的加工质量和精度都非常重要,加工时,由于它的结构特殊,尺寸小,加工干涉多,排屑困难等因素,所以静叶持环T型叶根槽的加工失误是持环加工中易出现的事故, 持环本体的铸造毛坯成本很高,如果由于持环上叶根槽加工失误而造成持环本体报废,直接经济损失非常巨大,该文通过150MW反动式汽轮机静叶持环T型叶根槽加工失误为实例,介绍了一种通过镶嵌环来修复持环T型叶根槽的方法.     

某机单品叶片综合测量研究

根据定位、测量原理,保证叶片生产的质量前提,研究和设计了一种实用式的检测叶片型面的综合测具结构。由于该叶片是单晶组织控制的精密铸造叶片,是无余量的精铸叶片,它的曲率变化大、叶身长,定位的两个截面位置形式不同,在该测具上要检测无余量9个截面叶身型面、8个上下缘板通道点尺寸,而该测具X方向的定位点是由叶片两个截面（S10、S2）的进气边两点定位,Y向有榫头叶背方向的2点和S2截面上的1点共3点定位,其中叶型曲率变化大的截面型面上只有一点定位,这种情况测具的定位机构要注意它的稳定性;压紧机构要考虑叶片与定位面贴合度,并且要操作简单,装、夹方便快捷。这样叶片在测量中能得到稳定数据,满足工艺对叶片测量的需求。     

长叶片透平级多学科多目标优化设计

针对长叶片透平级优化问题,结合自适应多目标差分进化算法、基于3次非均匀B样条曲线的曲面造型技术及透平级气动和强度性能分析评价方法,建立了长叶片透平级多学科多目标优化设计系统,其中气动性能评估采用数值求解三维RANS方程完成,长叶片强度分析采用有限元方法完成。长叶片透平级的优化设计目标是比功率最大和最大等效应力最小,设计变量是透平级静叶和动叶型线的三维参数化控制参数。采用所建优化设计系统获得了长叶片透平级的7个多学科优化非受控解(Pareto解)。3个典型的Pareto解与参考叶型进行比较分析显示,优化后Pareto解下的气动和强度性能均优于参考叶型设计方案,从而验证了所建优化设计系统的实用性。     

基于面结构光的T型焊接接头成形角度测量

针对钛合金带筋壁板T型焊接接头成形角度的测量需求,基于面结构光三维扫描仪设计了三维点云测量系统,以获取T型焊接接头区域三维点云。首先,对三维点云进行预处理,利用统计滤波去除离群点,通过直通滤波剪除场景点云和冗余点云,再用体素化栅格法简化点云;然后,使用区域增长算法分割出T型焊接接头的筋板点云和壁板点云;最后,基于随机抽样一致性（RANSAC）算法拟合出分割后的筋板和壁板平面点云,得到平面法向量,计算求得T型焊接接头的成形角度。将焊接前的测量角度反馈给装配机器人,用来修正筋板的装配精度;焊接后的测量角度则用来评判焊接成形质量。计算结果表明,运用所提的点云数据处理方法能快速精确地计算出T型焊接接头的成形角度。     

导叶式混流泵叶片三坐标测量分析

针对导叶式混流泵叶片在实施加工前测量困难或无法测量的问题,应用UG软件对叶片型面进行分析,运用坐标转换原理对叶片尺寸实施坐标转换,为叶片的准确测量提供了最终的优化方案。     

焊接后机匣机加组件跳动控制技术研究

后机匣装配组件是发动机中重要组件之一,组合件要求加工后检查相对A、G基准的轴承座C、D表面跳动分别为0.05和0.03,焊接后机匣机加组件的定位面平面度和轴承座内孔ф180的直径和跳动合格率,直接影响到整台发动机装配质量。针对焊接机匣变形和整体环形机匣变形的这一问题,从工艺路线、切削参数、加工方法等方面进行分析及试验研究,制定出合理的工艺路线,零件变形得到很好控制,零件加工质量得到保证,为其它机种及未来新型号机匣的研制提供了可借鉴的工艺方法。     

铝合金环形机匣零件变形控制技术研究

航空发动机低压压气机机匣类零件多为铝合金薄壁环形件,其直径尺寸大,壁薄,刚性差,机械加工中零件变形大且无规律,难以保证设计图的技术要求。本文以某型低压Ⅰ级机匣为研究对象,展开铝合金机匣加工变形控制技术研究,通过调整加工参数、增加振动时效处理、采用冷胀形毛料等工艺措施,最终使机匣满足设计图要求,解决了铝合金薄壁环形机匣变形问题。     

浅谈精铸涡轮叶片综合检测的设计

研究设计的精铸涡轮叶片综合测具能实现叶片叶身型面各截面理论位置的测量及叶片偏移、扭转后型面的测量,并同时在该测具上能实现缘板及叶冠内表面通道点的检测要求,使叶片实现了一次定位夹紧,多项检测,直接检测出型面与缘板及叶冠内表面的相互关系,提高了叶片检测精度,避免了重复定位给叶片带来的累积误差,降低了工装的设计制造成本,缩短了新产品研制的生产周期,提高了测量效率。为了提高设计的准确性,采用三维UG建模设计,准确采集叶片通道和型面参数,解决了繁琐的空间尺寸计算,提高了设计效率和准确性。它非常适用于精铸叶片加工生产现场,是一种结构简单,操作方便的检测工具。     

载荷分布对可控扩散叶型性能的影响

叶型吸力面和压力面等熵马赫数分布符合控制扩散规律,则其设计点损失小、低损失攻角范围大。为了研究可控扩散叶型载荷分布对叶栅气动性能的影响,建立了可控扩散叶型自动优化设计方法;并对叶栅进口马赫数为0.7的静子和转子叶型进行多个载荷分布设计,分析载荷分布规律对叶栅性能的影响。结果表明对于静子及转子叶型,载荷前移(至0.1倍相对轴向弦长位置)可抑制吸力面附面层发展,降低设计进气角损失、增大低损失攻角范围;吸力面峰值马赫数增大,吸力面靠前缘凸起程度越大,小攻角损失增加、最低损失对应进气角增大。     

跨声速轴流压气机转子Rotor37周向槽机匣处理的数值研究

以跨声速压气机转子Rotor37为研究对象,采用商业软件NUMECA数值研究了单槽处理机匣的轴向位置对于压气机性能及内部流场的影响。周向槽处理机匣的宽度为3 mm,深度为10倍叶尖间隙,即3.56 mm,起始位置分别位于轮缘机匣尖部型面的10%、20%、30%、40%、50%相对弦长处。数值计算结果表明:原始光壁压气机转子的失速原因为叶尖泄漏流动引发的低速区对于尖部叶片通道的堵塞,其稳定工作裕度为14.74%。采取的周向槽机匣处理能够改变转子叶尖流动堵塞状况。当机匣处理起始位置位于30%相对弦长时,压气机转子稳定工作裕度的提升量最大,相比原始压气机转子的稳定裕度提高了1.86%。     

某机陶瓷型芯测具设计研究

根据定位、测量原理,研究和设计了一种新型式的检测叶片型芯的测具结构。由于该叶片型芯的曲率变化大、叶身长,定位的截面位置形式不同,叶片型芯的材质很脆、很滑。在该测具上要检测叶片陶瓷型芯的10个截面型面、榫头内型芯型面,而该测具X方向的定位点是由两叶片型芯截面的进气边两点定位,型面上有3点,其中叶型曲率变化大的截面型面上只有一点,这种情况测具的定位机构要注意它的稳定性;压紧机构要考虑操作方便、叶片与定位面贴合度要好。这样叶片型芯在测量中能得到稳定数据,满足工艺对叶片测量的需求。     

重型燃机水平对开机匣结构同轴度及转静子间隙测量方案研究

本文介绍了在R0110重型燃机气缸改为水平对开结构后的预装配以及采用激光跟踪仪进行气缸同轴度及转、静子间隙测量方案。方案重点介绍了重型燃机水平对开气缸结构预装配方法及圆锥表面同轴度测量方法。通过制定重型燃机水平对开气缸结构圆锥表面同轴度测量方案,能够在工程实施中解决圆锥表面同轴度测量不准确,无法判定外部气缸是否需要补加工的问题。另外,通过利用激光跟踪仪对转、静子间隙间接测量方案加以介绍,能够为最终代替最终装配径向间隙实测工序打下坚实基础,进一步缩短气缸返修周期。由于在首台R0110重型燃机气缸原结构中计算间隙与实测间隙存在较大偏差,因此,需要在正式装配时实测转、静子间的径向间隙与计算间隙加以对比验证,进而能确定最优转、静子径向间隙测量方法。