汽輪機動葉片的背徑向翼角量具設(shè)計

黃興軍， 王海東

（哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

汽輪機動葉片的背徑向翼角量具設(shè)計

黃興軍， 王海東

（哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

介紹了汽輪機動葉片的背徑向翼角量具的設(shè)計方法和關(guān)鍵要點。

動葉片；背徑向翼角；量具；設(shè)計

0 引言

汽輪機動葉片的背徑向翼角，在裝配時，與相鄰動葉片的內(nèi)徑向翼角有一個裝配間隙的控制要求。如果間隙超差，不僅影響整個轉(zhuǎn)子的美觀，而且影響通流，從而影響到汽輪機工作效率的高低。所以，在加工中，要嚴格控制其質(zhì)量的好壞。設(shè)計一套使用方便、快捷而且準確的背徑向翼角量具，并運用于生產(chǎn)，是控制背徑向翼角加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

1 汽輪機動葉片的背徑向翼角

設(shè)計汽輪機動葉片時，為了增加汽道根部出汽邊的強度，在中間體部位增加了內(nèi)、背徑向翼角。如圖1、圖2所示，圓圈標示區(qū)域就是汽輪機動葉片的背徑向翼角。由相交面N和M組成。

圖1

圖2

2 背徑向翼角量具的設(shè)計

2.1 設(shè)計背徑向翼角量具的重要性

汽輪機動葉片安裝到轉(zhuǎn)子上時，其背徑向翼角與相鄰動葉片的內(nèi)徑向翼角有一個裝配間隙的控制要求，所以，加工背徑向翼角的N面和M面時，必須將其位置控制在一定公差范圍之內(nèi)。因此，在產(chǎn)品的質(zhì)量控制過程中，N面和M面是必檢項。汽輪機葉片都是批量生產(chǎn)的，所以在加工中要嚴格控制產(chǎn)品質(zhì)量并保證生產(chǎn)效率，需要設(shè)計一套使用方便、快捷而且準確的背徑向翼角量具。

2.2 背徑向翼角量具的設(shè)計思路

汽輪機動葉片裝配時是以葉根齒型定位的，為了測量準確，減少誤差，量具設(shè)計時，以產(chǎn)品葉根齒型和出汽邊定位。在量具上設(shè)計兩個斜面N′和M′，理論上分別與N面和M面在同一平面。測量時，將葉片以葉根齒型和出汽側(cè)定位，用夾緊裝置固定在量具體上，再用百分表分別比較N′面和N面的高低差、M′面和M面的高低差。如果高低差在允許范圍之內(nèi)則加工合格，否則加工不合格。高低差的范圍是根據(jù)產(chǎn)品圖的裝配間隙要求確定的。汽輪機動葉片高低允許公差相對于量具一般在0～-0.15mm之間。

2.3 背徑向翼角量具的設(shè)計

如圖3所示，為背徑向翼角量具設(shè)計簡圖。其中，C1、C2和B角分別對應(yīng)圖1中的C1、C2和B角。用來控制N′面與M′面與被測面N、M的角度關(guān)系一致。

其中，用鋼球、量棒間接保證的K1、K2、K3值和角度α用來控制N′面與M′面與被測面N、M的位置關(guān)系一致。

2.4 組合量具設(shè)計的關(guān)鍵要點

1）通過定位面將葉片固定到量具體上后，葉片不能松動，要牢靠，以免影響測量。所以，緊定螺釘5一般頂在葉根中間的齒背上。

2）緊定螺釘?shù)亩嗣姹仨毝雁~，以免壓壞葉片。

3）成夾角的兩個面位置的確定，應(yīng)使用鋼球或量棒間接保證（K1、K2、K3值）。因為量具制作完成后，斜面的位置不容易檢測，但用鋼球或量棒后，就可準確測量出其位置關(guān)系。確保所制作的量具滿足設(shè)計要求。

圖3 背徑向翼角量具設(shè)計簡圖

4）設(shè)計量具時，N′面與N面之間，M′面與M面之間的距離不能間隔過大，以免影響百分表打表測量。所以圖3中，L值應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品尺寸確定，以能放入產(chǎn)品不干涉為準，數(shù)值取整。

5）量具以葉根齒型定位，設(shè)計時，可只以第一齒的承壓直面和齒背斜面定位，而不是以葉根全齒齒型定位。這樣在保證量具精度的前提下，可降低量具加工成本。因為加工直面要比曲面加工容易。

6）設(shè)計量具時，定位面的表面粗糙度等級要高于產(chǎn)品表面的粗糙度等級，產(chǎn)品表面粗糙度一般為Ra3.2，量具定位面表面粗糙度可選擇Ra1.6。

7）設(shè)計量具時，考慮到定位面經(jīng)常與產(chǎn)品接觸，有磨損的情況。所以，材料選擇上，既要考慮經(jīng)濟性又要考慮耐磨性。由于葉片的硬度一般小于30HRC，所以量具的主體可選擇45鋼，經(jīng)過熱處理后，硬度一般在31～35HRC之間。

3 結(jié)語

設(shè)計的這種背徑向翼角量具，通過實踐的檢驗，滿足汽輪機動葉片加工的生產(chǎn)需求，而且效果良好。此量具的設(shè)計滿足了工裝設(shè)計應(yīng)該遵循的使用方便、快捷而且準確的幾大要素。

（編輯：立 明）

TK 26

B

1002－2333（2014）04－0201－02

黃興軍（1977—），男，工程師，主要從事工裝設(shè)計工作。

2013-12-23