專利名稱：一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量方法及測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量及計算力矩均勻分布的技 術，特別是一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量方法及測量裝置。
技術背景目前，國內汽輪機行業在轉子葉片安裝前的靜態力矩測量一般使用單臺電 子秤測出每片葉片的質量，然后根據質量不同進行對稱安裝。此測量方式使得 轉子動平衡試驗效率低且配重困難。然而購買國外的力矩測量設備，價格昂貴， 操作復雜。 發明內容本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種測量精度高、操作簡 單、成本低的汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量方法及測量裝置。為了達到上述目的，本發明所設計的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量方法是將扭葉片的葉根和葉頂作為兩個支撐點，用高精度的電子秤稱出兩支撐點所承受的重量，再結合兩支撐點間的距離，利用公式計算出該葉片的力矩，其具體計算公式如下所述假設重心為G，根據離心力公式F=mxrxco2=Gxrxco2/g = (Glxrl+G2xr2) co2/g;其中r卜R根+a; r2:R根+a+L;a為葉根工裝支點到基準面的距離，設計工裝時提供；L為兩工裝支點之間的距離，即球柵測量的距離；由此推導得F尸(Gilxril+Gi2xr,2) co2/g，角度為0;時，為了達到平衡，也就是說使下列公式成立-Fx= 5Fxi=迅i謹0i二O i=i 丄=1Fy = EFyf^ FyiSin0產O由此計算得出1=4佳的葉片排布。本發明所設計的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置主要包括機架，固定托架、葉根電子秤、葉根支架支撐桿、葉頂支架支撐桿，葉頂電子秤和移動托架，葉根電子秤設在固定托架上，在葉根電子秤上設置葉根支架支撐桿， 在葉根支架支撐桿前設有前后基準面、在葉根支架支撐桿側面設有左右基準面； 葉頂電子秤設在移動托架上，葉頂電于秤上設有葉頂支架支撐桿，移動托架與 絲杠副配合，并設在線性導軌和夾緊T型槽上，在絲杠副的傳動下移動托架在 線性導軌和夾緊T型槽上水平位移。其優點是定位精度高，安裝方便，夾緊可 靠，操作簡單。在線性導軌端部設有限位檔，以限制移動托盤的移動位置。在 機架上的移動托架旁位置設有球柵數顯裝置，球柵數顯裝置包括球柵數顯表、 履帶和球柵，通過球柵數顯裝置測量葉片長度。因為球柵對環境要求較低，故 障少，精度高，無須經常維護。為保證測量精確性，在機架的底腳設有防震墊鐵，選用防震墊鐵，既起到 防震保護作用，同時也可以調節本機水平。此外，電子秤本身也有較好的防震 設計。葉根電子秤數顯表、球柵數顯表、葉頂電子秤數顯表設在表架上，表架 固定在機架上。實施時，機架可采用焊接件，構成柜式結構，該結構緊湊，美觀實用。所 述的線性導軌可以是圓棒支撐結構構成的線性圓柱導軌。即線性導軌選用摩擦 力小，維護簡單的線性圓柱導軌。工裝上為圓棒支撐結構，實現線接觸，減少 了測量誤差。葉頂支架支撐桿的垂直方向需微調水平，為螺紋傳動、反向螺母鎖緊結構， 該結構傳動可靠，操作方便，自鎖性好。按本發明所得到的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量方法及裝置測量汽 輪機轉子葉片的靜態力矩，測量精度高、操作簡單、成本低，特別是所提供的 測量裝置設計緊湊、體積小、操作方便，較好的完成葉片在安裝之前的排布工 作，縮短轉子在高速動平衡機上的試驗時間。
圖l是葉片的力矩受力示意圖；圖2是圖1的俯視結構示意圖；圖3是葉片的力矩受力計算示意圖；圖4是葉片的力矩測量裝置實施例總體結構示意圖。其中防震墊鐵l;機架2;限位檔3;固定托架4;葉根電子秤5;前后 基準面6;左右基準面7;葉根支架支撐桿8;葉頂支架支撐桿9;葉根電子秤 數顯表10;球柵數顯表ll;葉頂電子秤數顯表12;表架13;履帶14;球柵15; 線性導軌16;絲杠副17;夾緊T型槽18;葉頂電子秤19;移動托架20;葉片 21;球柵數顯裝置22;夾緊螺母23。
具體實施方式
下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。 實施例1如圖1、圖2所示，本實施例描述的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量 方法，基于力學原理，將扭葉片21的葉根和葉頂作為兩個支撐點，用高精度的 電子秤稱出兩支撐點所承受的重量，再結合兩支撐點間的距離，利用公式計算 出該葉片21的力矩。結合圖3，其具體計算公式如下所述假設重心為G，根據離心力公式 F=mxrxco2=Gxrxoj2/g = (Glxrl+G2xr2) o2/g其中rbR根+a; r2:R根+a+L a為葉根工裝支點到基準面的距離，設計 工裝時提供；L為兩工裝支點之間的距離，即球柵測量的距離。由此推導得Fr (Gilxril+Gi2xri2) 2/g，角度為^時，為了達到平衡，也 就是說使下列公式成立。 Fx= I Fxi=g Fxicon6尸0由此可計算ffi最佳的葉片21排布。本實施例提供的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，其總體結構如 圖4所示，主要包括機架2，固定托架4、葉根電子秤5、葉根支架支撐桿8、 葉頂支架支撐桿9，葉頂電子秤19和移動托架20，葉根電子秤5設在固定托架 4上，在葉根電子秤5上設置葉根支架支撐桿8，在葉根支架支撐桿8前設有前 后基準面6、在葉根支架支撐桿8側面設有左右基準面7;葉頂電子秤19設在移動托架20上，葉頂電子秤19上設有葉頂支架支撐桿9，移動托架20與絲杠 副17配合，并設在線性導軌16和夾緊T型槽18上，在絲杠副17的傳動下移 動托架20在線性導軌16和夾緊T型槽18上水平位移。在線性導軌16端部設有限位檔3，以限制移動托盤20的移動位置。在機 架2上的移動托架20旁位置設有球柵數顯裝置22，球柵數顯裝置22包括球柵 數顯表ll、履帶14和球柵15，通過球柵數顯裝置22測量葉片長度。為保證測量精確性，在機架2的底腳設有防震墊鐵1，葉根電子秤數顯表 10、球柵數顯表11、葉頂電子秤數顯表12設在表架13上，表架13固定在機架 2上。機架2采用焊接件，構成柜式結構。所述的線性導軌16是圓棒支撐結構構 成的線性圓柱導軌，即線性導軌16選用摩擦力小，維護簡單的線性圓柱導軌。 工裝上為圓棒支撐結構，實現線接觸，減少了測量誤差。測量時，通過本發明提供的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，操 作者先將待測葉片21輕放置到葉根支架支撐桿8和葉頂支架支撐桿9上，調節 葉頂支架支撐桿9高度，目視葉片21的輻射線接近水平。然后輕推葉片21靠 好前后基準面6，目視葉根端面和基準面貼平，最后輕移葉片21靠好左右基準 面7。待各電子秤顯示數據穩定后，記錄讀數。完成該批次葉片21測量后，松 開夾緊螺母23，移動拖架20，進行下一批測量。
權利要求
1. 一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量方法，其特征是將扭葉片的葉根和葉頂作為兩個支撐點，用高精度的電子秤稱出兩支撐點所承受的重量，再結合兩支撐點間的距離，利用公式計算出該葉片的力矩；所述的計算公式如下所述假設重心為G，根據離心力公式F＝m×r×ω2＝G×r×ω2/g＝(G1×r1+G2×r2)ω2/g；其中r1＝R根+a；r2＝R根+a+L；a為葉根工裝支點到基準面的距離，L為兩工裝支點之間的距離，由此推導得Fi＝(Gi1×ri1+Gi2×ri2)ω2/g，角度為θi時，為了達到平衡，使下列公式成立
2、 一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，主要包括機架(2)，固定托架(4)、 葉根電子秤(5)、葉根支架支撐桿(8)、葉頂支架支撐桿(9),葉頂電子秤(19) 和移動托架(20)，其特征是葉根電子秤(5)設在固定托架(4)上，在葉根電 子秤(5)上設置葉根支架支撐桿(8)，在葉根支架支撐桿(8)前設有前后基準 面(6)、在葉根支架支撐桿(8)側面設有左右基準面(7);葉頂電子秤(19) 設在移動托架(20)上，葉頂電子秤(19)上設有葉頂支架支撐桿(9)，移動托 架(20)與絲杠副(17)配合，并設在線性導軌(16)和夾緊T型槽(18)上， 在絲杠副(17)的傳動下移動托架(20)在線性導軌(16)和夾緊T型槽(18) 上水平位移。
3、 根據權利要求2所述的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，其特征是 在線性導軌(16)端部設有限位檔(3)。
4、 根據權利要求2或3所述的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，其特 征是在機架(2)上的移動托架(20)旁位置設有球柵數顯裝置(22)，球柵數顯 裝置(22)包括球柵數顯表(11)、履帶(14)和球柵(15)。
5、 根據權利要求2或3所述的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，其特征是在機架(2)的底腳設有防震墊鐵(1)。
6、 根據權利要求4所述的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，其特征是 在機架(2)的底腳設有防震墊鐵(1)。
7、 根據權利要求2或3所述的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，其特 征是所述的線性導軌(16)是圓棒支撐結構構成的線性圓柱導軌。
8、 根據權利要求4所述的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，其特征是 所述的線性導軌(16)是圓棒支撐結構構成的線性圓柱導軌。
9、 根據權利要求5所述的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，其特征是 所述的線性導軌(16)是圓棒支撐結構構成的線性圓柱導軌。
10、 根據權利要求6所述的一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量裝置，其特征是所述的線性導軌(16)是圓棒支撐結構構成的線性圓柱導軌。
全文摘要
本發明公開了一種汽輪機轉子葉片的靜態力矩測量方法及測量裝置，它是將扭葉片的葉根和葉頂作為兩個支撐點，用高精度的電子秤稱出兩支撐點所承受的重量，再結合兩支撐點間的距離，利用公式計算出該葉片的力矩。其測量裝置主要包括機架，固定托架、葉根電子秤、葉根支架支撐桿、葉頂支架支撐桿，葉頂電子秤和移動托架，葉根電子秤設在固定托架上，在葉根電子秤上設置葉根支架支撐桿，在葉根支架支撐桿前設有前后基準面、在葉根支架支撐桿側面設有左右基準面。其優點是測量精度高、操作簡單、成本低，特別是所提供的測量裝置設計緊湊、體積小、操作方便，較好的完成葉片在安裝之前的排布工作，縮短轉子在高速動平衡機上的試驗時間。
文檔編號G01M1/00GK101271032SQ20081006154
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月5日 優先權日2008年5月5日
發明者興 王, 王志達, 許利紅, 龍 陳, 陳高棟 申請人:杭州汽輪機股份有限公司