汽轮机叶片数字化检验技术的研究与实践

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的进 展 却 显 得 缓 慢 而 滞 后 。 国 内汽 轮 机 叶 片 制 造 业 针 对 成
品 叶片 的检 验 , 本 上 还 是 采 用 型 线 样 板 检 验 汽 道 型 面 ( 基 如
数字化模型 ( 简称 产 品数 模 ) 比较 , 对 照 相关 国 家或 行 业 相 在 标 准 的基 础 上 , 定 该 成 品 的 合 格 项 次 并 给 出 结 论 , 时保 判 同
() 1 确定合适的数字化测量方案。由于汽轮机叶片的结
构复杂 , 且动 、 静叶片的结构差异很大 , 确定一个合 适的数字 化检测方案 , 能够覆盖动 、 叶片的各种 结构检测 且能够 准 静 确反映包括叶片装配尺寸和汽道 型面误差 , 就成为 一个关键
叶片在叶轮 、 转子的计算机模拟 装配以及运行分析软件 。当 获取成品叶片的三维数据后 , 可将这些数 据分别导人专用软 件 ( A S SBae drA S ST bGr、 F 如 N Y l Moe、 N Y u o i C X—Bae e d d ldG n
从 应 用 研究 的 角 度 , 当获 得 汽 轮 机 叶 片成 品 各 部 位 的三
1 汽轮机叶片数字化检验技术的研究 目标
对于成品检验来说 , 数字 化检验 技术 通常定 义 为 : 用 采
数 字 化 检 测 方 法 ( 算 机 辅 助 检 测 C I 获 取 成 品 数 据 , 成 计 A) 形
验设备 是为 了满 足汽 轮
机 叶片 各 部 位 的测 量 要
求, 方便 、 确地 实现 各 准 部位 尺 寸 的 自动 测 量 。
为 了 实 现这 一 目标 , 对 针
图 2 成品数字化检验的一般流程
建立 测量坐 标系
汽轮机 叶片的结构 , 需要 设计数 控多 轴联 动 测量 系统 , 并在专用软件支持 下, 针对 各类 动 、 叶片 静 不同结 构 、 不同类型尺寸
的 测 量要 求 , 照 预定 程 按 序 实现 自动 测 量 , 将 获 并 取的成 品数模 与产 品数 模 及 相 关 标 准 进 行 比 对 并 给 出 检 验 结 论 , 时 具 同
实测数据采 集 与存 储 ( 品数模 ) 成
三维数模。在此基础 上将此类 成品数模 导入有关 的计算 机 软件并 在叶轮上进行模拟装配和模 拟运行 , 分析该批成 品叶 片在模拟运行工况下的运动学与动力 学特征数据 , 从而 为在 叶轮及转子上 的实 际装配 、 调试及运 行过程 提供依据 , 尽可
a d P at e fD g a ts t h oo ee it d c d i t h ee rh o jc v n e eh o g fD g a t t n r i so i tl et e n lg w r nr u e .Fr e rsac bet e a d k y tc n l y o i t e cc i c y o st i o il s
与理论 数据及相 关 标准 的比较
能地减少装配时配重 、 测频以及现场调试等工作量 。而 当在
转子上 的装配过程完成并投入运行后 , 这些成品叶片的三维 数模还能给今后汽轮机转 子上对应 叶片 的修 理更换 提供可 追朔性数据 , 从而减少修理时叶轮 、 转子的配重 、 平衡 以及测
误 差分析 与判定
图 l 示 ) 用 通 用 或 专 用 量 具 检 验 叶根 、 冠 与 径 向 角 等 装 所 , 叶 配 尺 寸 , 后 用 人 工 将 检 验 数 据 录 入 计 算 机 以 形 成 检 验 报 然 告 。本 文 从 汽 轮 机 成 品 叶 片 数 字 化 检 验 的 目标 出 发 , 合 当 结 前该制造领域 的相 关 实际 , 该技 术领 域 所需 要达 到 的 目 对 标 、 务 及关 键 技 术 进 行 研 究 并 介 绍 了 叶 片 成 品专 用 的 数 字 任 化检验仪研制开发的相关实践。
分 类 号 : H 6 . T 233 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 0 —84(0 1 0 -2 30 1 158 2 1 )30 3 -3 0
Re e rh sa d P a t e fDii l e t e h oo y A p id frT r ieB a e s ac e n rci so gt s c n lg p l u bn ld c aT T e o
0 前

数 wk.baidu.com制造技 术的发展 使汽轮 机叶片迅 速进入 了数字化
制 造 阶段 。针 对 叶 片 弯 扭 型 面 的 三 维 造 型 技 术 以及 在 多 轴
机床上 的数控制造技术的研究应用 已取得 阶段 性成果 _ 。 1 J
虽 然 在 叶片 型 面 与 叶 根 、 叶冠 连 接 所 形 成 的 过 渡 曲 面 的 高 精
A b tac Co s r t: mbi d wi e eo m e t fdiia nua t i e hn lg h ta ple i ur i a e te Re e rhe ne t d v lp ns o gt lma f curng tc oo y t a p id n t bne bld s,h s a c s h
从透平机械关键部件的制造要求 出发 , 汽轮机 叶片数 字
化 检 验 技 术 所 要 达 到 的 目标 首 先 是 : 过 对 汽 轮 机 叶 片成 品 通 的数 字 化 检 验 , 成 成 品 叶 片各 部 位 ( 叶 根 、 面 、 冠 、 形 如 型 叶 径
向角 、 向面以及各相关连接部位等 ) 径 的数据 , 根据 叶片产 品
第 5 3卷 第 3期 2 1 年 6月 01





Vo _ 3 No 3 l5 .
r URBI ECHN0LOGY NE T
Jn 2 1 u . 01
汽 轮 机 叶 片 数 字 化 检 验 技 术 的研 究 与 实 践
潘 毅 章 泳健 赵 军燧 , ,
( 1常 熟理 工学 院 , 熟 2 5 0 ; 熟 市机 电设备 厂 , 熟 2 5 0 ) 常 15 0 2常 常 1 50

图 1 汽 轮 机 叶 片 成 品 叶 片 型 面 的型 线 样 板 检验
度成形规律 以及相应 的多轴 制造工 艺技术 研究 还需进 一步 深 入 , 国 内 汽 轮机 叶 片数 字 化 制 造 技 术 已经 获 得 了 迅 速 普 但 及与推进 。与之相反 , 作为汽轮机 叶片成品数字化 检验技术
片进行数字化检验并保存 三维 数据 、 形成并输 出检验报 告的 总时间, 应该小于人工检测完成相应各步骤所花费的时间。
( ) 制 专 用 的检 2 研
初 始化
验设 备 并 配 置 相 应 的 测 量 软件 。 研 制 专 用 数 字 化 检
测 量参数设 置
读 取被 测叶片 理论 数据文 件 ( 品数模) 产
摘 要 : 合 汽 轮 机 叶 片 数 字 化 制 造 技 术 的 进 展 , 绍 了 关 于 汽 轮 机 叶 片 数 字 化 检 验 技 术 的 研 究 和 实 践 。 提 出 了 汽 结 介 轮机 叶片 数 字 化 检 验 技 术 的研 究 目标 以及 实 施 成 品 叶片 数 字 化 检 验 所 需 的 关 键 技 术 。在 此 基 础 上 , 绍 了所 研 制 介 的汽 轮 机 叶片 成 品 检 验 仪 的原 理 和 基 本 功 能 , 提 出 了 功 能 优 化 需考 虑 的若 干 问题 。 并 关 键 词 : 轮 机 叶 片 ; 字 化 检 验 汽 数
a v n e h n r b e h tmu t e c n i e e o o t z h u ci n fi d a c d t e ma y p o l mst a s o sd r d t pi e t e f n t so . b mi o t
Ke o d : r ieba edgtl et eh o g yw r st bn ld ;ii s tc n l y u at o
作者简介 : 潘
毅 (9 5), 苏 常 熟 人 , 究 员 级 高 级 工 程 师 , 事 透平 叶 片的 数 字 化制 造研 究 。 15 一 江 研 从





第5 3卷
常 是 有 一 定 的批 量 ( 以 台份 为 单 位 ) 因此 必 须 对 成 品 检 验 如 ,
提出一定的速度要求 。最基本的检 验时间要 求是 , 对成 品叶
输 出测 量结果
频等工作量。
备打印报告 、 保存成品数
2 实施汽轮机 叶片数 字化检验 的关键技术
要实施如前所述的成 品叶片数字化检验 , 须研究的关键 技术有 : ’
模等功 能 。图 3表 示 了 汽轮机 叶片成 品数 字化
检 验 软 件 的 结 构 和 基 本 图 3 汽 轮 机 叶 片 成 品数 字 化 检 验 功能。 软件 的结构与基本功能 ( ) 制 所 测 成 品 3 研
存该成品数模 。该成品数模一方面可以满足关键 部件( 或数
据 ) 可追 朔 性 要 求 , 一 方 面则 可 以 为后 续 的 装 配 、 试 过 的 另 调 程 乃 至 运 行 后 的 维 修 过 程 提 供 依 据 。 数 字 化 检 验 技 术 的上 述 定 义 可 用 图 2的 流 程 图 来 表 示 。
图数 据 的 对 应 要 求 以及 所 依 据 国 家 或 行 业 标 准 的相 关 项 次 进 行 比对 , 而判 定 成 品 叶 片 各 部 分 尺 寸 的 合 格 性 , 此 基 从 在 础 上 获 得 成 品 叶 片 的 检 验 结论 , 印 检 验 报 告 并 保 存 成 品 叶 打 片的三维数据。
成 品的数字化模 型( 简称成品数模 )并将该数模 与产 品图的 ,
收 稿 日期 :0 00 -0 2 1 -92
维 数 据 后 , 研 制 专 用 软 件 利 用 这 些 数 据 生 成 该 成 品 叶 片 的 可
基 金 项 目 : 熟 市 工 业 攻关 项 目 C 20 0 。 常 G 0 97
问题。从测量方法上讲 , 目前 以激光或射线 的非接触测量方
式具有测量速度快的特点 , 但其测量精度对环境光源 的要求 偏高 , 不太适 合生产环境的使用 ; 而传统 的接触式测 量方 式 ,
等) 实现成品三维数模 的的运动学 、 动力 学参数分 析。这里
包 括 了对 成 品 叶片 质 量 、 频 和 动 频 的 分 析 、 批 成 品 在装 静 该 配 环境 下 的配 重 方 案 、 以及 转 子 运 行 的 动力 学 分 析 、 应 结 相
tc oo o i s d prdu twee b o h owad, nd i r d e t e rn il s a d ba i u to s f Te tme e nd e hn lg frfnihe o c r r ug tf r r a nto uc h p i cp e n sc f ncin o s tr a y
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