一种通过数字化来测量涡轮机喷嘴扇形体流动段的方法技术

一种测量涡轮机喷嘴扇形体（１００）相对于两个基准叶片（２２０，３１０）的流动段（Ｓ↓［１００／１］，Ｓ↓［１００／２］，Ｓ↓［１００／３］）的方法，其特征在于：ａ）通过数字化创建一个扇形体的三维数值模型；ｂ）提供两个基准叶片的数值模型；ｃ）将基准叶片重新布置在喷嘴中的装配相应位置的扇形体数值模型端部；ｄ）根据扇形体和基准叶片的数值模型部分，测定扇形体的流动段（Ｓ↓［１００／１］，Ｓ↓［１００／２］，Ｓ↓［１００／３］）。喷嘴扇形体带有接触面（１３１，１３２，１４１，１４２），并通过将所述接触面对接而使得扇形体相对于邻近喷嘴扇形体（２００，３００）布置；扇形体和基准叶片的数值模型包括模拟接触面置于其装配相对位置；以及实施相步骤ｃ），即将所述接触面置于对准状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量涡轮机喷嘴扇形体流动段的方法。本专利技术更广泛涉皿择 涡轮机喷嘴扇形体的布置形式的方法。
技术介绍
在涡轮机喷嘴中，扇形体是一种为人们所知的部件，其包括一个或多个相互连接两个平台的叶片。喷嘴主要由将扇开》体连接成环状而构成。在这种喷嘴中， 扇形体位于其两侧的两个相邻扇形体的相对装配位置，其安装形式通过其平台接触 面与相邻扇形体平台接触面对接而成。扇形体的流动段是指气流穿过喷嘴扇形体而占有的流动区域，其从垂直于气流 流动方向来测量。根据引伸，术语"流动段"还可以只表示流过喷嘴扇形体的气流 宽度。下面描述中，流动段被认为是指其基本含义，即气流流动段区域。但更广泛的 是，应理解的是本专利技术还应用于仅作为上述气流流动宽度表示的气流流动段。在喷嘴扇形体内的气流流动段中，对内部流动段和外部流动段可加以区别。只有在带有至少两个叶片的喷嘴扇形体中才会有内部流动段，而且，这些内部 流动段是在所述扇形体内成对相邻的两个叶片之间测量的。两个外部流动段中，每个流动段都是扇形体端部叶片和用于观懂的所谓"基准" 叶片之间所形成的区域的一半。基准叶片是指喷嘴内邻近扇形体的对面叶片。 一般 来讲，喷嘴扇形体端部叶片和基准叶片之间区域需要使用具有标准尺寸的基准叶片来测定；这就形成了喷嘴扇形体相应端部的标称流动段。进而，也可确定喷嘴端部 相对于构成某 定扇形体组成部分的基准叶片的实际流动段；在这种情况下，喷 嘴扇形体端部叶片和上述叶片之间区域就可以测定，而喷嘴扇形体所述端部的流动 段是,区域的一半。在喷嘴中，大家知道，综合性能尤其取决于喷嘴的流动段，即各个扇形体流动 段之和。因此，测量这些流动段是一项非常重要的工作。应该特别注意的是，在维修作业期间，这些作业都需要清洁喷嘴扇形体，然后 对其进行表面加工，结果，流动段的参数值容易改变。为此，在这种维修作业结束 时，需要对喷嘴流动段参数值重新进行测量，以确保其始终与所规定的指标要求相 符合。为了测量扇形体的流动段，传统上使用两种测量方法。4首先，可以使用一种测量台，扇幵多体就置于该台上，允许空气流从扇形体中流 过，在空气穿过扇形体流过时与空气流动相关的各种量值从而得以测量。在这些量 值变化方式的基础上，可以测定扇形体的流动段。这种测量台主要用于低压喷嘴。这种测量方法的缺陷是精度不准，且不能获得 ^M动段以外的有关扇形体的其它信息。用于测量喷嘴扇形体流动段的第二个测量方法是利用主要为机械形式的测量台o按照如下方式进行测量将喷嘴扇形体置放在两个基准叶片之间的测量台上。 基准叶片为集成在测量台中的固定叶片。 一旦扇形体的位置确定并锁定，操作手可 以应用一种比较器，所述比较器上带有一个触针，用于对喷嘴扇形体两侧上的各个 点进行测量，另外，触针也可对集成到装置内的基准叶片测量，从而测量喷嘴扇形 体的各个点。 一般来讲，所使用的比较器都是多尺寸式的，艮P，其可以同时测量多 个尺寸，例如，在叶片间通道内，即两个相邻叶片之间的通道内，测量一个叶片和 邻近叶片之间的八个距离尺寸，以及喷嘴扇形体两个相对平台之间的距离尺寸。这第二种测量方赚别适用于高压喷嘴。尽管其实施起来相对简单，但其也存 在各种缺陷，首先就是精度不准；特别是，所获得的结果往往取决于实施测量工作 的操作者。此外，领糧结果也仅仅反映了有关该部件的相对一小部分繊点。如上 戶腿，按传统方式，4顿这种观懂方法， 一个叶片和邻近叶片之间可以采鞋少10 个距离测量结果，而在喷嘴扇形体两个平台之间沿垂直方向往往只會採集一个距离 测量结果。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是，提出一种测量涡轮机喷嘴扇相对于两个基准叶片的流 动段的方法，这种方法可提高精度，所述扇形体带有至少一个叶片，皿方,括 如下步骤-a) 通过数字化创建扇形体的三维数值模型；b) 提供两个基准叶片中每个叶片的数值模型；c) 将扇形体端部的两个基准叶片的数值模型重新设置为在喷嘴中的相对装配位置；d) 根据扇形体和基准叶片的数值模型部分，测定扇形体的流动段； 该目的可以通过如下步骤来实现喷嘴扇形体带有接触面，并通过纟各戶;i^接触面对接而布置在相对于邻近喷嘴扇形体的位置；扇形体和基准叶片数值模型包括模拟接触面使其置于其装配相对位置；aa将所述接触面置于对准状态，实施步骤c)，艮p，相对于扇形体数值M,重新设置基准叶片的数ilt莫型。术语"数字化"此处用来表示可获得有关该部件三维坐标的〗壬何方法，不论是 使用带有触针的机械装置还是使用激光扫描或结构光投影的光学装置，例如，或者 实际上通过摄影测量法。不论属于那种情况，数字化处理设想可以取得大量三维坐 标，从而获得大量数据点，这样，就可以在计算机屏幕上以网状形式具体显示最终 获得的数值模型。在诸如喷嘴扇形体这样的部件上〗吏用数字化是一项很难的操作，但是，却可以 提供相当大的优点。这些操作之所以难，首先是因为喷嘴扇形体的表面形4犬。喷嘴扇形体是一个形 状复杂的部件，具有数个表面，其各个法线指向所有方向。此外，为了确定扇形体流动段而需要测量的表面都位于叶片间通道的两侧。这个通道很狭窄，宽度在几就到几厘米之间；因此，《歡制每测量工具插as个空间。另外，在叶片间通道内，需要观懂的表面是相互面对的表面，分别位于叶片的压力 面和邻近叶片的吸力面上，而且同时也位于扇形体两个平台的内表面(即，叶片旁 边的表面)上。此外，不4又需要测量上述流动段，而且在测量期间，还必须测量作为最终形成 数值模型基准所需要的接触表面。接触表面一般的指向方式都与需要测量的表面完全不同。这样，就额外增加了测量难度。最后，这种测量的预期精度水平，艮高。可接受的测量不准确度不，过百分之 一毫米到百分之几毫米。由于上述原因，喷嘴扇形体的数字化是一项很难的工作。这就是说，应该注意 的是，不需要对扇形体的外表面全面数字化。对于两个叶片之间的某个特定流动段 来说，重要的是，对叶片和两个平台的相对表面进行数字化，特别是叶片间通道内 气流的最小流动段。根据所使用的重置方法，也可以使喷嘴扇形体的接触表面数字 化，即用于扇形体相对于喷嘴内邻近扇形体而定位。这一点将在下面说明。相反，数字化提供了喷嘴扇形体的三维数值模型，其含有大量有关TO形体的 信息，艮卩，测量喷嘴扇形体外部开别犬的几乎全部尺寸。这种数值模型可以具体用来 测定喷嘴的流动段。这种流动段测定方式要比利用测量台所获得的几个点测量 更精确，以及上述的空气流动或机械观懂台的实际领懂。此外，数值模型还可以测量与喷嘴扇形体相关的大量其它尺寸，还可以更广泛测量和衞ie^有的设计尺寸。 这样，就可以将这个信息存入储存器内，建立一个极其丰富的数据库，并从而可以 进行全面的跟踪操作。这个方法的很重要的一步是，特别是从测量精度角度来看，基准叶片的数值模 型相对于被测喷嘴扇形体端叶片的数值模型的重新设置。(术语"重新设置"此处用 示确定用于三维数字模型的参考三维框架的变化瞎况，以便将其置于相对于另 一个三维模型的某个特定位置。这也可以说成"重新定位")。为了进行相对于被观,形体数值模型的基准叶片数值模型的这种重新设置，本 专利技术提出的方法的另一种方式，即，将基准叶片机械地置于与被测喷嘴扇形体的相 对位置。然而，在本专利技术中，重置并不是在两个机械部件之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量相对于两个基准叶片的涡轮机喷嘴扇形体（１００）的流动段（Ｓ↓［１００／１］，Ｓ↓［１００／２］，Ｓ↓［１００／３］）的方法，所述扇形体带有至少一个叶片（１０，２０），所述方法包括如下步骤：　ａ）通过数字化建立一个扇形体的三维数 值模型；　ｂ）提供两个基准叶片（２２０，３１０）的每个叶片的数值模型；　ｃ）将位于扇形体端部的两个基准叶片的数值模型重新设置为在喷嘴中的装配相对位置；　ｄ）根据扇形体和基准叶片的数值模型部分，测定扇形体的流动段（Ｓ↓［１０ ０／１］，Ｓ↓［１００／２］，Ｓ↓［１００／３］）；　所述方法的特征在于：　喷嘴扇形体带有接触面（１３１，１３２，１４１，１４２），并通过将所述接触面对接而使得扇形体相对于邻近喷嘴扇形体（２００，３００）布置；　扇形体和基 准叶片的数值模型包括模拟接触面，接触面对接到装配相对位置；　通过将所述接触面置于对准状态，实施步骤ｃ），即重新设置相对于扇形体（１００）的数值模型的基准叶片（２２０，３１０）数值模型。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：贾丝廷梅纽因，
申请(专利权)人：斯奈克玛服务公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]