陳佳慧　戴闖

摘 要：本論文主要介紹了利用傳感器對導(dǎo)向葉片的排氣面積進行數(shù)字化測量的一種測量方式，改變以往傳統(tǒng)的排氣面積測具純機械式測量效率低、測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的現(xiàn)狀。利用專用軟件進行數(shù)據(jù)編程，排氣面積計算公式隱含在程序中，測量數(shù)據(jù)可以直接輸出或打印。

關(guān)鍵詞：葉片排氣面積；電感測量；數(shù)據(jù)輸出

1 概述

傳統(tǒng)的排氣面積測量有很多種方式，一種是三步式測量：測具靠在葉片的后緣上，轉(zhuǎn)動測桿得到最小值與標(biāo)準(zhǔn)件的誤差即得到實際尺寸，它的特點是：測具和標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計與制造都比較簡單，但使用時比較繁瑣，百分表讀得的偏值換算成實際值再經(jīng)過計算，才能得到具體的面積值。還有一種是上下安裝板測量點用一套測具標(biāo)準(zhǔn)件實現(xiàn)測量，葉片各個截面每兩個截面設(shè)計一套測具標(biāo)準(zhǔn)件實現(xiàn)截面點的測量，累計測具需要有兩套以上，由于存在空間角度面的設(shè)計和制造，因此設(shè)計很繁瑣，制造很復(fù)雜，使用時由于是一套測具只能測量2個截面的測量點，測量時間和生產(chǎn)周期都很長，不利于生產(chǎn)和加工。

目前設(shè)計的導(dǎo)向器葉片的喉道面積電感測量裝置具有雙重測量功能，將改變傳統(tǒng)的測量方式，導(dǎo)向器葉片的喉道面積雙重測量方式主要是指：在葉片使用現(xiàn)場不具備電感測量的條件時，可以利用該設(shè)計的機械部分直接進行測量，如果具備電感測量的條件，連接電感觸頭和適配器等設(shè)備就可以進行電感測量。測量的兩種方式都很簡單，該創(chuàng)新設(shè)計的優(yōu)點就是：打破了傳統(tǒng)的設(shè)計模式，將葉片的2個-5個檢測截面的數(shù)據(jù)和上下安裝板的數(shù)據(jù)在一套測具上實現(xiàn)了測量，主要利用杠桿原理傳導(dǎo)數(shù)據(jù)，利用電感設(shè)備輸出數(shù)據(jù)，利用計算機軟件計算排氣面積的大小。如果沒利用電感設(shè)備，利用百分表讀數(shù)，通過差值對比，也很方便。該創(chuàng)新設(shè)計不但測量結(jié)果準(zhǔn)確，而且大大縮短了測量時間，裝配后一級84個導(dǎo)向葉片由原來的10個小時測量時間縮短到現(xiàn)在的20分鐘。

2 結(jié)果討論與分析

電感觸頭與零件進行機械接觸，將位移量的變化轉(zhuǎn)換成電感量的變化，固定在測頭本體上的互感線圈隨中間磁芯的位置變化而感應(yīng)一交流輸出電壓，被測量的位置變化通過測桿傳遞給磁芯，從而使電感量發(fā)生變化。這種變化信號再進行放大、整形后，可根據(jù)儀器的類型通過A/D轉(zhuǎn)換直接進行數(shù)字顯示。電感測頭的最大分辨率為0.01μm。電感測量適用于大批量快速檢測，其特點是精度高、測量準(zhǔn)確、裝夾快捷方便，是常規(guī)的點測量工裝，國外應(yīng)用在跳動量、垂直度等精密測量中，同行業(yè)大量應(yīng)用在零件尺寸、同軸度、跳動量等測量中，本論文中的導(dǎo)向器葉片的喉道面積雙重測量方式主要是指：在葉片使用現(xiàn)場不具備電感測量的條件時，可以利用該設(shè)計的機械部分直接進行測量，如果具備電感測量的條件，連接電感觸頭和適配器等設(shè)備就可以進行電感測量。測量的兩種方式都很簡單，該創(chuàng)新設(shè)計的優(yōu)點就是：打破了傳統(tǒng)的設(shè)計模式，將葉片的2個-5個檢測截面的數(shù)據(jù)和上下安裝板的數(shù)據(jù)在一套測具上實現(xiàn)了測量，主要利用杠桿原理傳導(dǎo)數(shù)據(jù)，利用電感設(shè)備輸出數(shù)據(jù)，利用計算機軟件計算排氣面積的大小。如果沒利用電感設(shè)備，利用百分表讀數(shù)，讀出表的變化量，計算差值，也很方便。

2.1 機械部分設(shè)計方案的實施

各機種的導(dǎo)向器葉片結(jié)構(gòu)變化不大，只有葉片大小和截面數(shù)（測量點）多少之分，因此只需要在排氣面積測具中將需要測量的截面排列開來，用一心軸將杠桿串聯(lián)后連接。每個機種的導(dǎo)向器葉片排氣面積測量都是要依據(jù)葉片排氣面積文件數(shù)據(jù)進行設(shè)計的，也就是每臺渦輪導(dǎo)向器阿房的排氣面積必須在技術(shù)條件允許范圍內(nèi)，當(dāng)排氣面積不合格時，要進行調(diào)整，調(diào)整的方法通常都是根據(jù)導(dǎo)向葉片的聯(lián)接結(jié)構(gòu)和設(shè)計技術(shù)要求進行的，一種方法是改變安裝角，另一種方法是根據(jù)排氣邊弦長的不同分組，改變?nèi)~片的組別。經(jīng)過大量的測量實驗和研究，此項創(chuàng)新設(shè)計可以滿足：在葉片的調(diào)整過程中，排氣面積測具結(jié)構(gòu)及尺寸不變化，只改變標(biāo)準(zhǔn)件尺寸，就可以實現(xiàn)導(dǎo)向器葉片的排氣面積測量。測具的整體二維CAD圖形如圖1所示。

2.2 電感測量儀的設(shè)計方案的實施

導(dǎo)向器葉片的喉道面積雙重測量方式的另一種測量方式是電感測量，排氣面積測具的機械部分連接電感觸頭和適配器等設(shè)備后就可以進行電感測量。系統(tǒng)測量硬件采用瑞士某公司先進的電感傳感器及相應(yīng)的適配器BPI，電感量儀通過位移傳感器將被測零件的誤差量轉(zhuǎn)換為電量，經(jīng)過BPI內(nèi)部系統(tǒng)放大轉(zhuǎn)換，得到位移偏差量，再把偏差量通過RS232串口傳送到工控機。在工控機上應(yīng)用NI的LabVIEW軟件設(shè)計數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進行位置判斷、數(shù)據(jù)分析及測量報表的保存、打印、查詢等功能。

2.3 葉片排氣面積的計算

2.3.1 冷態(tài)當(dāng)量排氣面積計算公式

3 結(jié)束語

現(xiàn)在我們具備一定的設(shè)計能力和相關(guān)的基礎(chǔ)知識，通過對葉片排氣面積電感測具儀的設(shè)計、制造、測試和試用，能夠?qū)崿F(xiàn)葉片排氣面積的電感測量。該測具結(jié)構(gòu)合理，能更準(zhǔn)確地測量葉片排氣面積，打破了以往的老舊模式，突破了以往采用單一機械測量模式，既測量準(zhǔn)確，又省時省力，一次裝夾一次實現(xiàn)葉片喉道的整體測量。該測具可以隨意裝、卸零件，準(zhǔn)確測量，為改變純機械式葉片測量設(shè)計方法開拓了新局面，給以后的葉片測量增加了更廣闊的地設(shè)計空間。更重要的是，這一套設(shè)備我們可以重復(fù)再利用，不但提高了檢測精度，而且簡化了工裝設(shè)計難度，充分利用資源，節(jié)省資金。