某低压转子叶片外圆尺寸测量研究

马珺德 冯可

摘  要：利用旋转支架等工装辅助设备，用间接测量方式测量转子叶片外圆尺寸，节省占用大型卧式机床时间，这种方法为生产节约了一定的成本。

关键词：汽轮机转子  外圆尺寸  测量

1背景

引进型核电项目低压转子非围带结构（低压末级和次末级），无法采用传统的外径千分尺或π尺进行直接测量，但该尺寸是否合格直接关系着转子能否在核电现场顺利落缸，同时也直接关系着对通流间隙的计算准确性，本文提出的这种借助转子旋转托架、平尺、百分表、内径千分尺的组合测量方式，能间接测量出这种非围带结构的外圆直径，且对测量结果进行了不确定度分析。

2 非围带式核电低压转子介绍

我公司引进型核电低压转子末级次末级叶片为非围带式结构，末级、次末级均为圆弧枞树型叶根，安装后的外貌见如下图1。叶片安装完后需要对叶片外圆直径尺寸进行准确测量。

3 非围带式叶片外圆测量工装介绍

由于这种引进型低压转子末级和次末级叶片外圆不是一个完整的圆，且鉴于这种转子很大导致外圆尺寸偏大的影响，经过厂内加工和检测专家讨论，在转子滚轮支架上通过架平尺的测量方案进行测量，具体测量系统由如下构成（详见如下图2）：

3.1将转子置于滚轮支架，以两头轴颈支撑。在转子正下方平行轴线放置平尺，将平尺按照转子轴线进行找正，确保平尺水平线和转子轴心线平行。

3.2通过内径千分尺测量转子本体外圆到平尺之间的距离。

3.3测量正反次级、次末级叶片外圆到平尺之间的距离（采用斜尺测量）。

3.4通过之前两步测量的尺寸，间接计算出正反次级、次末级外圆的直径尺寸。

末级外圆直径尺寸Φ=（a-b）×2

次末级外圆直径尺寸Φ=（a’-c-b’）×2

4非围带式叶片外圆测量实例

利用这种测量方法对在制的某核电低压转子末级叶片外圆尺寸进行实测，针对同一级所有叶片进行测量得到末级外圆尺寸如下，对测量结果进行工艺过程能力Cp值分析，得出的Cp值为1.24左右，证明整个叶片加工和装配整改复杂的过程能力还需要提高，对于超过设计要求的尺寸进行技术分析和处理。

5 测量结果的不确定度分析

分析和计算不确定度分量，如下表一所示，

5.2.1测量不确定度A类分量计算

重复测量外圆尺寸若干次，得出重复性不确定度U1=0.01

标准不确定度：U1=S（X）=0.01

5.2.2 U3，U4，U5符合均匀分布，测量不确定度B类分量计算如表一所示，B类不确定度：

5.2.3不确定度合成

因不确定度分量之间相互独立，即相关系数为0，最后合成不确定度为U=0.3

5.2.4不确定度报告

不确定度为0.3mm。

6 结论

通过上述分析可以得出，对于测量外圆尺寸精度要求为毫米级精度要求的话，本文提出的方法完全可以满足测量要求，可以采用该方法进行转子叶片外圆直径尺寸的测量。若是需要精度到0.1mm级别的精度的话，本文提供的方法需要進一步改进才能付诸实践。

参考文献：

[1]《计量测试技术》中国计量出版社，2006年8月第1版。