斜裝葉片存在的幾何尺寸誤差

1、膨脹機(jī)斜安裝葉片的尺寸誤差分析 唐金學(xué) 孫思哲 黃展紅/ 西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司 摘要：對(duì)膨脹機(jī)斜安裝情況下將導(dǎo)致整級(jí)葉片產(chǎn)生的厚度方向規(guī)律性尺寸和角度的誤差進(jìn)行了分析，提出了此類誤差的估值計(jì)算方法，用以在設(shè)計(jì)或制造過程中對(duì)單只葉片規(guī)定的幾何量進(jìn)行修正補(bǔ)償。關(guān)鍵詞：膨脹機(jī)；葉片；安裝；幾何尺寸；誤差 中圖分類號(hào)：TB653 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006-8155（2008）05-0050-02Analysis on the Dimensional Errors for Blades with Installation Angle in Expander Abstract: The reg

2、ularity error on dimension and angle along blade thickness of whole stage is analyzed in this paper for the blades with installation angle. And the reliable estimation calculation for the error is presented. The geometrical parameters specified for single blade will be used for amendment and compens

3、ation during the design and manufacturing. Key words: expander; blade; installation; geometrical dimension; error 圖1 斜安裝葉片1 概述對(duì)于在轉(zhuǎn)子軸回轉(zhuǎn)槽中，葉片葉根間結(jié)合表面與轉(zhuǎn)子軸線成一定夾角安裝的葉片，可稱之為斜安裝葉片，如圖1所示。當(dāng)此斜安裝角為零時(shí)，則為正安裝葉片。由于葉片葉根部寬度與轉(zhuǎn)子槽寬度必然存在著一定量值的裝配間隙，將會(huì)導(dǎo)致斜安裝葉片在夾緊裝配以后，斜角角度相對(duì)理想角度（設(shè)計(jì)值）產(chǎn)生誤差，即葉片安裝后偏離理想位置，因此將會(huì)使單個(gè)葉片裝配于圓周方向的實(shí)際作用厚度和

4、葉片圓周的實(shí)際作用中心角度發(fā)生變化。對(duì)于每個(gè)葉片而言，這些幾何尺寸變化不顯著。但對(duì)于整級(jí)葉片安裝將產(chǎn)生較大的厚度積累誤差和角度積累誤差，對(duì)此應(yīng)特別引起設(shè)計(jì)工藝人員足夠的重視。2 誤差分析 若葉片的基本尺寸和轉(zhuǎn)子槽寬度與葉片之間的裝配間隙已經(jīng)確定，那么這種斜安裝葉片由于安裝夾緊后所產(chǎn)生的作用幾何尺寸誤差就應(yīng)該是可求的規(guī)律誤差。下面介紹所采用的誤差分析方法。圖2 為一般斜安裝葉片葉根與轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)槽裝配的理想狀態(tài)（沿轉(zhuǎn)子表面的展開示意圖）；圖3為一般斜安裝葉片葉根在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)槽中夾緊裝配后的實(shí)際狀態(tài)。_收稿日期：2008-03-17 西安市 710611圖2 斜安裝葉片葉根與轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)槽裝配的理想位置圖3

5、 斜安裝葉片安裝夾緊后的實(shí)際位置圖2和圖3中同名量值為同一量值。其中x為在轉(zhuǎn)子表面葉片與回轉(zhuǎn)槽寬度之間的配合間隙；為設(shè)計(jì)給出的安裝斜角理論值；為裝配后實(shí)際形成的安裝斜角；=-為斜角誤差值，=arctan(x/OM)；OM為單個(gè)葉片沿轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)槽方向在轉(zhuǎn)子表面位置的厚度理論值（弦長）；ON為單個(gè)葉片的轉(zhuǎn)子表面法向弦長厚度（與OM在轉(zhuǎn)子徑向等高度上確定）；為實(shí)際安裝后由斜角誤差存在而產(chǎn)生的實(shí)際作用的葉片厚度；OM= OM，即為單個(gè)葉片厚度減少量。、為相對(duì)于OM、葉根厚度在徑向平面的中心角，0=-0，即為單片葉片的中心角減少量；n為葉片兩側(cè)斜面的法向楔角（即葉根兩面角）。若每級(jí)葉片個(gè)數(shù)為q，轉(zhuǎn)子表面直

6、徑為2R0，則有0 = 360°/q；OM=2R0sin(/2); ON=OM；由畫法幾何有；分析圖2、圖3可知<0，<OM，由此說明，即使葉片制造過程實(shí)際控制尺寸ON、在制造過程中做得非常準(zhǔn)確，整級(jí)葉片在安裝后仍然將出現(xiàn)沿轉(zhuǎn)子槽方向的厚度誤差和中心角度誤差，此類誤差的大小和大小相關(guān)，在同樣條件時(shí)還與設(shè)計(jì)的取值大小相關(guān)。求OM的值：如果單純考慮由于影響的值，則可以認(rèn)為在OM= 關(guān)系式中，當(dāng)ON為定值時(shí)（ON為工藝控制尺寸），為變量時(shí)，的誤差引起了OM的誤差值，有下列關(guān)系式： (1)當(dāng)取弧度值時(shí)，應(yīng)用式（1）即可求得單片葉片周向厚度誤差的近似值。同樣，當(dāng)單純考慮由于由于 (

7、n為常量)引起的實(shí)際中角對(duì)于理想中心角0的變化量 =-0時(shí)，可以從關(guān)系式： 導(dǎo)出 ：= = (2) 利用式（2）即可求得單片葉片安裝后形成中心角值的誤差。下面以生產(chǎn)中某種葉片為例，說明上述厚度和角度誤差的存在及影響大小。該級(jí)葉片整級(jí)葉片數(shù)量為q=55，設(shè)計(jì)安裝斜角=35°轉(zhuǎn)子表面直徑為450，設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子槽寬與葉根寬之配合間隙為0.18（兩側(cè)間隙之和）。依次計(jì)算可有：0=360°/q=360°/55=6.5454° OM=2Rsin(0/2)=450sin(6.5454°/2)=25.690 ON=OM cos0=25.690cos35°

8、;=21.044n=2arctantan(/2)cos=2arctantan(6.5454°/2)cos35°=5.3636° =arctanx/OM)=arctan(0.18/25.690)=0.4014°=7.005-0.3(rad) 那么應(yīng)用式（1）有：OM 21.044×tan35°×7.005-0.3/cos35°=0.12602tan(5.3636°/2)sin35°×0.4014°/cos235°+tan2(5.3636°/2)=0.0320°那么對(duì)整級(jí)葉片將產(chǎn)生下列積累誤差（減少量）： OM q = 0.1260×55 = 6.93 mm q = 0.0320°×55=1°45443 結(jié)論計(jì)算結(jié)果說明整級(jí)葉片的厚度、中心角減小量均應(yīng)引起重視，特別是對(duì)帶有葉冠圍帶的葉片。葉片由于間隙存在