某低壓轉(zhuǎn)子葉片外圓尺寸測(cè)量研究

馬珺德 馮可

摘 ?要：利用旋轉(zhuǎn)支架等工裝輔助設(shè)備，用間接測(cè)量方式測(cè)量轉(zhuǎn)子葉片外圓尺寸，節(jié)省占用大型臥式機(jī)床時(shí)間，這種方法為生產(chǎn)節(jié)約了一定的成本。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子 ?外圓尺寸 ?測(cè)量

1背景

引進(jìn)型核電項(xiàng)目低壓轉(zhuǎn)子非圍帶結(jié)構(gòu)（低壓末級(jí)和次末級(jí)），無(wú)法采用傳統(tǒng)的外徑千分尺或π尺進(jìn)行直接測(cè)量，但該尺寸是否合格直接關(guān)系著轉(zhuǎn)子能否在核電現(xiàn)場(chǎng)順利落缸，同時(shí)也直接關(guān)系著對(duì)通流間隙的計(jì)算準(zhǔn)確性，本文提出的這種借助轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)托架、平尺、百分表、內(nèi)徑千分尺的組合測(cè)量方式，能間接測(cè)量出這種非圍帶結(jié)構(gòu)的外圓直徑，且對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了不確定度分析。

2 非圍帶式核電低壓轉(zhuǎn)子介紹

我公司引進(jìn)型核電低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)次末級(jí)葉片為非圍帶式結(jié)構(gòu)，末級(jí)、次末級(jí)均為圓弧樅樹型葉根，安裝后的外貌見如下圖1。葉片安裝完后需要對(duì)葉片外圓直徑尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

3 非圍帶式葉片外圓測(cè)量工裝介紹

由于這種引進(jìn)型低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)和次末級(jí)葉片外圓不是一個(gè)完整的圓，且鑒于這種轉(zhuǎn)子很大導(dǎo)致外圓尺寸偏大的影響，經(jīng)過廠內(nèi)加工和檢測(cè)專家討論，在轉(zhuǎn)子滾輪支架上通過架平尺的測(cè)量方案進(jìn)行測(cè)量，具體測(cè)量系統(tǒng)由如下構(gòu)成（詳見如下圖2）：

3.1將轉(zhuǎn)子置于滾輪支架，以兩頭軸頸支撐。在轉(zhuǎn)子正下方平行軸線放置平尺，將平尺按照轉(zhuǎn)子軸線進(jìn)行找正，確保平尺水平線和轉(zhuǎn)子軸心線平行。

3.2通過內(nèi)徑千分尺測(cè)量轉(zhuǎn)子本體外圓到平尺之間的距離。

3.3測(cè)量正反次級(jí)、次末級(jí)葉片外圓到平尺之間的距離（采用斜尺測(cè)量）。

3.4通過之前兩步測(cè)量的尺寸，間接計(jì)算出正反次級(jí)、次末級(jí)外圓的直徑尺寸。

末級(jí)外圓直徑尺寸Φ=（a-b）×2

次末級(jí)外圓直徑尺寸Φ=（a’-c-b’）×2

4非圍帶式葉片外圓測(cè)量實(shí)例

利用這種測(cè)量方法對(duì)在制的某核電低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片外圓尺寸進(jìn)行實(shí)測(cè)，針對(duì)同一級(jí)所有葉片進(jìn)行測(cè)量得到末級(jí)外圓尺寸如下，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行工藝過程能力Cp值分析，得出的Cp值為1.24左右，證明整個(gè)葉片加工和裝配整改復(fù)雜的過程能力還需要提高，對(duì)于超過設(shè)計(jì)要求的尺寸進(jìn)行技術(shù)分析和處理。

5 測(cè)量結(jié)果的不確定度分析

分析和計(jì)算不確定度分量，如下表一所示，

5.2.1測(cè)量不確定度A類分量計(jì)算

重復(fù)測(cè)量外圓尺寸若干次，得出重復(fù)性不確定度U1=0.01

標(biāo)準(zhǔn)不確定度：U1=S（X）=0.01

5.2.2 U3，U4，U5符合均勻分布，測(cè)量不確定度B類分量計(jì)算如表一所示，B類不確定度：

5.2.3不確定度合成

因不確定度分量之間相互獨(dú)立，即相關(guān)系數(shù)為0，最后合成不確定度為U=0.3

5.2.4不確定度報(bào)告

不確定度為0.3mm。

6 結(jié)論

通過上述分析可以得出，對(duì)于測(cè)量外圓尺寸精度要求為毫米級(jí)精度要求的話，本文提出的方法完全可以滿足測(cè)量要求，可以采用該方法進(jìn)行轉(zhuǎn)子葉片外圓直徑尺寸的測(cè)量。若是需要精度到0.1mm級(jí)別的精度的話，本文提供的方法需要進(jìn)一步改進(jìn)才能付諸實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1]《計(jì)量測(cè)試技術(shù)》中國(guó)計(jì)量出版社，2006年8月第1版。