一种汽轮机菱形叶片径向角通用化的测量工装的制作方法

本实用新型涉及一种汽轮机叶片径向角的测量工装。

背景技术：

汽轮机的菱形预扭叶片的根冠径向面不在同一平面，且存在二面角，常规测量方式是采用径向量具，这种测量方式的缺点是角度不同或尺寸相差比较大就需要重新设计，通常每级叶片都需新制径向量具，虽然目前比较流行三坐标测量方式，但大多只是抽检，叶片整体精度的控制存在一定隐患，不能完全替代径向量具。

技术实现要素：

本实用新型所要解决目前测量菱形预扭叶片径向面的径向量具，当角度不同或尺寸相差比较大就需要重新设计，三坐标测量方式大多只是抽检，叶片整体精度的控制存在一定隐患的技术问题，而提供一种汽轮机菱形叶片径向角通用化的测量工装。

本实用新型的汽轮机菱形叶片径向角通用化的测量工装是由端面定位块1、调节块2、第一圆柱销3-1、第二圆柱销3-2、第一蝶形螺母4-1、第二蝶形螺母4-2、方头螺钉5、定位销6和活节螺栓7组成；

所述的端面定位块1是一个具有两层阶梯的块体，在上层阶梯的上端面1-1中心有一个通孔1-1-1，在下层阶梯的上端面1-2的两边分别设置一个通孔1-2-1，且两个通孔1-2-1之间的线段的中点与通孔1-1-1组成的线段和两个通孔1-2-1组成的直线垂直；在上层阶梯的上端面1-1的通孔1-1-1的两侧分别设置一个定位销6，两个定位销6与上端面1-1平行，两个定位销6均与两个通孔1-2-1组成的直线垂直；上层阶梯与下层阶梯的上端面1-2相交的拐角处向内测45°凹出一个通槽，通槽由两个互相垂直的面1-4-1和1-4-2组成，两个面1-4-1和1-4-2相交处成半径为0.5mm的圆弧过渡，面1-4-1和下层阶梯的上端面1-2平行；

所述的调节块2分为上下两部分，上半部分的截面是直角梯形，下半部分的截面是长方形，下半部分截面中的一个边与上半部分的截面中较长的底边的长度相等且固定在一起，上半部分的斜面2-1上设置一个通孔2-1-1，通孔2-1-1的开口方向与上半部分的上端面2-3垂直，上半部分的斜面2-1正下方的下半部分的面2-2上设置两个通孔2-2-1，两个通孔2-2-1的开口方向与上半部分的上端面2-3垂直，两个通孔2-2-1的连线与上半部分的上端面2-3平行，面2-2的对立面2-4的中心设置一个长方形盲孔2-3-1，且长方形盲孔2-3-1与通孔2-1-1垂直相贯；

活节螺栓7的孔眼7-1插入调节块2的长方形盲孔2-3-1中，且活节螺栓7的孔眼7-1与调节块2的通孔2-1-1重合，第一圆柱销3-1插入活节螺栓7的孔眼7-1与调节块2的通孔2-1-1中，第二圆柱销3-2插入调节块2的两个通孔2-2-1中的一个，活节螺栓7的螺栓部分插入端面定位块1的通孔1-1-1中并在端面定位块1远离调节块2的面上用第一蝶形螺母4-1固定，在端面定位块1的两个通孔1-2-1上分别插入一个方头螺钉5，两个方头螺钉5的螺纹部分各用一个第二蝶形螺母4-2固定，且两个第二蝶形螺母4-2和第一蝶形螺母4-1设置在端面定位块1的同一面上。

本实用新型的汽轮机菱形叶片径向角通用化的测量工装的使用方法如下：

将正弦尺放在平面上，将两个方头螺钉5的方头插入正弦尺侧面的凹槽内，调节块2的斜面2-1向上，方头螺钉5与正弦尺下的两个圆柱平行，拧紧两个第二蝶形螺母4-2将两者固定，根据公式θ＝Tan(A-B)×sin(90﹣A)，D1＝θ×70和D2＝200×sin(C×cosB)分别计算垫片厚度D1(单位是mm)和块规厚度D2(单位是mm)，其中A是待测叶片的叶根棱边角(单位是°)，B是待测叶片的背径向棱边角(单位是°)，C是待测叶片的内背径向角(单位是°)，θ是侧面偏摆角度(单位是mm)；

在正弦尺下方非转轴的圆柱下垫一个厚度为D2的块规；

如果待测叶片为双面径向角，需要在端面定位块1和调节块2之间夹着的相对离着正弦尺下方转轴圆柱较近的那个定位销6处夹一个厚度为D1的垫片，垫片夹在定位销6和调节块2之间，调整角度可以为0-30°，然后拧紧第一蝶形螺母4-1。如果待测叶片为单面径向角则无需放置垫片；

将待测叶片放置正弦尺上，如果叶片的根冠测量基准不在同一平面，将非测量面悬至正弦尺外，其他叶片则不用；第二圆柱销3-2的一端插入调节块2的两个通孔2-2-1中远离待测叶片叶冠的那个通孔2-2-1中，另一端插入待测叶片的叶根凹槽中进行定位，用压板压住待测压片的叶根，用百分表打径向面并记录数据测得待测叶片的径向角。

本实用新型装备根据叶片自身结构特点及叶片内、背径向面，进、出汽侧、叶根凹槽五轴联动机床一次加工成型工艺特点，测量采取背径向面面接触、出汽侧线接触、及叶根凹槽承力面点接触的定位方式，摒弃传统测量以叶根或叶冠端面，进汽侧面接触或点接触的定位方式，避免了叶片中间工序用端面测量，后续去除两端工艺头后带来的误差积累，容易出现完工测量与中间工序测量不一致的假象。此量具以叶根凹槽承力面定位测量，与叶片装配及运行状态定位面一致，最大限度保证叶片装配质量.

本实用新型量具结构简单，方便操作，测量结果精确，只需要与200正弦尺配合使用，通过调整垫片尺寸便可用于其他级别叶片的测量，便可通用测量各种菱形叶片径向角，解决了叶片径向角测量的通用化，节约了大量叶片量具的制造成本及周期，缓解三坐标测量工作强度。

附图说明

图1为具体实施方式一中汽轮机菱形叶片径向角通用化的测量工装的示意图；

图2为图1的A-A剖视示意图；

图3为图1的俯视的示意图；

图4为图1的左视的示意图；

图5为具体实施方式一中调节块2的示意图；

图6为具体实施方式一中端面定位块1的示意图；

图7为图1中区域B的放大示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-6，本实施方式是汽轮机菱形叶片径向角通用化的测量工装是由端面定位块1、调节块2、第一圆柱销3-1、第二圆柱销3-2、第一蝶形螺母4-1、第二蝶形螺母4-2、方头螺钉5、定位销6和活节螺栓7组成；

所述的端面定位块1是一个具有两层阶梯的块体，在上层阶梯的上端面1-1中心有一个通孔1-1-1，在下层阶梯的上端面1-2的两边分别设置一个通孔1-2-1，且两个通孔1-2-1之间的线段的中点与通孔1-1-1组成的线段和两个通孔1-2-1组成的直线垂直；在上层阶梯的上端面1-1的通孔1-1-1的两侧分别设置一个定位销6，两个定位销6与上端面1-1平行，两个定位销6均与两个通孔1-2-1组成的直线垂直；

上层阶梯与下层阶梯的上端面1-2相交的拐角处向内测45°凹出一个通槽，通槽由两个互相垂直的面1-4-1和1-4-2组成，两个面1-4-1和1-4-2相交处成半径为0.5mm的圆弧过渡，面1-4-1和下层阶梯的上端面1-2平行，此特征是防止和正弦尺配合时，直角尖清不干净和正弦尺棱边干涉；

所述的调节块2分为上下两部分，上半部分的截面是直角梯形，下半部分的截面是长方形，下半部分截面中的一个边与上半部分的截面中较长的底边的长度相等且固定在一起，上半部分的斜面2-1上设置一个通孔2-1-1，通孔2-1-1的开口方向与上半部分的上端面2-3垂直，上半部分的斜面2-1正下方的下半部分的面2-2上设置两个通孔2-2-1，两个通孔2-2-1的开口方向与上半部分的上端面2-3垂直，两个通孔2-2-1的连线与上半部分的上端面2-3平行，面2-2的对立面2-4的中心设置一个长方形盲孔2-3-1，且长方形盲孔2-3-1与通孔2-1-1垂直相贯；

活节螺栓7的孔眼7-1插入调节块2的长方形盲孔2-3-1中，且活节螺栓7的孔眼7-1与调节块2的通孔2-1-1重合，第一圆柱销3-1插入活节螺栓7的孔眼7-1与调节块2的通孔2-1-1中，第二圆柱销3-2插入调节块2的两个通孔2-2-1中的一个，活节螺栓7的螺栓部分插入端面定位块1的通孔1-1-1中并在端面定位块1远离调节块2的面上用第一蝶形螺母4-1固定，在端面定位块1的两个通孔1-2-1上分别插入一个方头螺钉5，两个方头螺钉5的螺纹部分各用一个第二蝶形螺母4-2固定，且两个第二蝶形螺母4-2和第一蝶形螺母4-1设置在端面定位块1的同一面上。

本实施方式的汽轮机菱形叶片径向角通用化的测量工装的使用方法如下：

将正弦尺放在平面上，将两个方头螺钉5的方头插入正弦尺侧面的凹槽内，调节块2的斜面2-1向上，方头螺钉5与正弦尺下的两个圆柱平行，拧紧两个第二蝶形螺母4-2将两者固定，根据公式θ＝Tan(A-B)×sin(90﹣A)，D1＝θ×70和D2＝200×sin(C×cosB)分别计算垫片厚度D1(单位是mm)和块规厚度D2(单位是mm)，其中A是待测叶片的叶根棱边角(单位是°)，B是待测叶片的背径向棱边角(单位是°)，C是待测叶片的内背径向角(单位是°)，θ是侧面偏摆角度(单位是mm)；

在正弦尺下方非转轴的圆柱下垫一个厚度为D2的块规；

如果待测叶片为双面径向角，需要在端面定位块1和调节块2之间夹着的相对离着正弦尺下方转轴圆柱较近的那个定位销6处夹一个厚度为D1的垫片，垫片夹在定位销6和调节块2之间，然后拧紧第一蝶形螺母4-1。如果待测叶片为单面径向角则无需放置垫片；

将待测叶片放置正弦尺上，如果叶片的根冠测量基准不在同一平面，将非测量面悬至正弦尺外，其他叶片则不用；第二圆柱销3-2的一端插入调节块2的两个通孔2-2-1中远离待测叶片叶冠的那个通孔2-2-1中，另一端插入待测叶片的叶根凹槽中进行定位，用压板压住待测压片的叶根，用百分表打径向面并记录数据测得待测叶片的径向角。

本实施方式装备根据叶片自身结构特点及叶片内、背径向面，进、出汽侧、叶根凹槽五轴联动机床一次加工成型工艺特点，测量采取背径向面面接触、出汽侧线接触、及叶根凹槽承力面点接触的定位方式，摒弃传统测量以叶根或叶冠端面，进汽侧面接触或点接触的定位方式，避免了叶片中间工序用端面测量，后续去除两端工艺头后带来的误差积累，容易出现完工测量与中间工序测量不一致的假象。此量具以叶根凹槽承力面定位测量，与叶片装配及运行状态定位面一致，最大限度保证叶片装配质量.

本实施方式量具结构简单，方便操作，测量结果精确，只需要与200正弦尺配合使用，通过调整垫片尺寸便可用于其他级别叶片的测量，便可通用测量各种菱形叶片径向角，解决了叶片径向角测量的通用化，节约了大量叶片量具的制造成本及周期，缓解三坐标测量工作强度。

具体实施方式二：本实施方式与实施方式一不同的是：所述的调节块2上半部分的截面的腰与底边夹角是45°。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与实施方式一不同的是：所述的方头螺钉5的长度是30cm。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与实施方式一不同的是：所述的定位销6的长度是35mm。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与实施方式一不同的是：所述的通孔1-1-1的直径为11mm。其它与具体实施方式一相同。