黃興軍， 王海東

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

汽輪機(jī)動(dòng)葉片的背徑向翼角量具設(shè)計(jì)

黃興軍， 王海東

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

介紹了汽輪機(jī)動(dòng)葉片的背徑向翼角量具的設(shè)計(jì)方法和關(guān)鍵要點(diǎn)。

動(dòng)葉片；背徑向翼角；量具；設(shè)計(jì)

0 引言

汽輪機(jī)動(dòng)葉片的背徑向翼角，在裝配時(shí)，與相鄰動(dòng)葉片的內(nèi)徑向翼角有一個(gè)裝配間隙的控制要求。如果間隙超差，不僅影響整個(gè)轉(zhuǎn)子的美觀，而且影響通流，從而影響到汽輪機(jī)工作效率的高低。所以，在加工中，要嚴(yán)格控制其質(zhì)量的好壞。設(shè)計(jì)一套使用方便、快捷而且準(zhǔn)確的背徑向翼角量具，并運(yùn)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(jī)動(dòng)葉片的背徑向翼角

設(shè)計(jì)汽輪機(jī)動(dòng)葉片時(shí)，為了增加汽道根部出汽邊的強(qiáng)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(biāo)示區(qū)域就是汽輪機(jī)動(dòng)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(jì)

2.1 設(shè)計(jì)背徑向翼角量具的重要性

汽輪機(jī)動(dòng)葉片安裝到轉(zhuǎn)子上時(shí)，其背徑向翼角與相鄰動(dòng)葉片的內(nèi)徑向翼角有一個(gè)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(shí)，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(guò)程中，N面和M面是必檢項(xiàng)。汽輪機(jī)葉片都是批量生產(chǎn)的，所以在加工中要嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量并保證生產(chǎn)效率，需要設(shè)計(jì)一套使用方便、快捷而且準(zhǔn)確的背徑向翼角量具。

2.2 背徑向翼角量具的設(shè)計(jì)思路

汽輪機(jī)動(dòng)葉片裝配時(shí)是以葉根齒型定位的，為了測(cè)量準(zhǔn)確，減少誤差，量具設(shè)計(jì)時(shí)，以產(chǎn)品葉根齒型和出汽邊定位。在量具上設(shè)計(jì)兩個(gè)斜面N′和M′，理論上分別與N面和M面在同一平面。測(cè)量時(shí)，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(jī)動(dòng)葉片高低允許公差相對(duì)于量具一般在0～-0.15mm之間。

2.3 背徑向翼角量具的設(shè)計(jì)

如圖3所示，為背徑向翼角量具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。其中，C1、C2和B角分別對(duì)應(yīng)圖1中的C1、C2和B角。用來(lái)控制N′面與M′面與被測(cè)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(lái)控制N′面與M′面與被測(cè)面N、M的位置關(guān)系一致。

2.4 組合量具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要點(diǎn)

1）通過(guò)定位面將葉片固定到量具體上后，葉片不能松動(dòng)，要牢靠，以免影響測(cè)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(gè)面位置的確定，應(yīng)使用鋼球或量棒間接保證（K1、K2、K3值）。因?yàn)榱烤咧谱魍瓿珊?，斜面的位置不容易檢測(cè)，但用鋼球或量棒后，就可準(zhǔn)確測(cè)量出其位置關(guān)系。確保所制作的量具滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

圖3 背徑向翼角量具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

4）設(shè)計(jì)量具時(shí)，N′面與N面之間，M′面與M面之間的距離不能間隔過(guò)大，以免影響百分表打表測(cè)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(zhǔn)，數(shù)值取整。

5）量具以葉根齒型定位，設(shè)計(jì)時(shí)，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?yàn)榧庸ぶ泵嬉惹婕庸と菀住?/p>

6）設(shè)計(jì)量具時(shí)，定位面的表面粗糙度等級(jí)要高于產(chǎn)品表面的粗糙度等級(jí)，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(jì)量具時(shí)，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(jì)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(guò)熱處理后，硬度一般在31～35HRC之間。

3 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)的這種背徑向翼角量具，通過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)，滿(mǎn)足汽輪機(jī)動(dòng)葉片加工的生產(chǎn)需求，而且效果良好。此量具的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足了工裝設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的使用方便、快捷而且準(zhǔn)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(jì)工作。

2013-12-23