斜裝葉片存在的幾何尺寸誤差

1、膨脹機斜安裝葉片的尺寸誤差分析 唐金學 孫思哲 黃展紅/ 西安陜鼓動力股份有限公司 摘要：對膨脹機斜安裝情況下將導致整級葉片產(chǎn)生的厚度方向規(guī)律性尺寸和角度的誤差進行了分析，提出了此類誤差的估值計算方法，用以在設計或制造過程中對單只葉片規(guī)定的幾何量進行修正補償。關鍵詞：膨脹機；葉片；安裝；幾何尺寸；誤差 中圖分類號：TB653 文獻標識碼：B文章編號：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 概述對于在轉子軸回轉槽中，葉片葉根間結合表面與轉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。當此斜安裝角為零時，則為正安裝葉片。由于葉片葉根部寬度與轉子槽寬度必然存在著一定量值的裝配間隙，將會導致斜安裝葉片在夾緊裝配以后，斜角角度相對理想角度（設計值）產(chǎn)生誤差，即葉片安裝后偏離理想位置，因此將會使單個葉片裝配于圓周方向的實際作用厚度和

4、葉片圓周的實際作用中心角度發(fā)生變化。對于每個葉片而言，這些幾何尺寸變化不顯著。但對于整級葉片安裝將產(chǎn)生較大的厚度積累誤差和角度積累誤差，對此應特別引起設計工藝人員足夠的重視。2 誤差分析 若葉片的基本尺寸和轉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子回轉槽裝配的理想狀態(tài)（沿轉子表面的展開示意圖）；圖3為一般斜安裝葉片葉根在轉子回轉槽中夾緊裝配后的實際狀態(tài)。_收稿日期：2008-03-17 西安市 710611圖2 斜安裝葉片葉根與轉子回轉槽裝配的理想位置圖3

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

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際控制尺寸ON、在制造過程中做得非常準確，整級葉片在安裝后仍然將出現(xiàn)沿轉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，在同樣條件時還與設計的取值大小相關。求OM的值：如果單純考慮由于影響的值，則可以認為在OM= 關系式中，當ON為定值時（ON為工藝控制尺寸），為變量時，的誤差引起了OM的誤差值，有下列關系式： (1)當取弧度值時，應用式（1）即可求得單片葉片周向厚度誤差的近似值。同樣，當單純考慮由于由于 (

7、n為常量)引起的實際中角對于理想中心角0的變化量 =-0時，可以從關系式： 導出 ：= = (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。該級葉片整級葉片數(shù)量為q=55，設計安裝斜角=35°轉子表面直徑為450，設計的轉子槽寬與葉根寬之配合間隙為0.18（兩側間隙之和）。依次計算可有：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°那么對整級葉片將產(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 結論計算結果說明整級葉片的厚度、中心角減小量均應引起重視，特別是對帶有葉冠圍帶的葉片。葉片由于間隙存在