CN116429321A - 一种涡轮叶片质量矩测量方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种涡轮叶片质量矩测量方法和装置，涉及测量装置的结构设计和应用技术领域，所述方法在保证电子秤精度和量程、横梁加工的长度精度的前提下，只需要通过电子秤读数结合横梁支撑点之间的距离，或者结合砝码质量和横梁支撑点就可以直接转换得到叶片的质量矩数值，实现对于叶片质量矩的精确测量，解决了现有技术中质量矩的测量难度大、测量精度低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及测量装置的结构设计和应用技术领域，特别涉及一种涡轮叶片质量矩测量方法和装置。
背景技术
对于高速旋转的涡轮转子来说，转子部件的平衡量是影响其使用寿命的最主要原因；而平衡量的判定因素为转子叶片转动时的离心力。因转子部件工作时角速度一致，所以影响离心力的唯一因素为力矩，也称为质量矩或重量矩。通常该质量矩的运算是通过叶片质量乘以其重心到回转中心的距离。其中重心到回转中心的距离在实际测量时分为叶片重心到安装位置(工作位置)的距离L1和安装位置(工作位置)到回转中心的距离L2，其中后一个距离值L2可以直接测量获得，而重心到安装位置的距离L1则难以精确测量，因为叶片重心位置会根据其尺寸、重量改变而改变，很难直接测量获得。
为了确保转子部件叶片的使用寿命，就需要在装配时保证发动机转子的平衡效果，就恰恰需要在平衡前知晓每一片叶片的质量矩，并根据数值结果对叶片的周向安装顺序进行调整，从而获得理想的周向排布顺序。因此，现有技术中质量矩的测量难度大、测量精度低，影响发动机转子的平衡效果，也进一步影响叶片的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种涡轮叶片质量矩测量方法，以解决现有技术中质量矩的测量难度大、测量精度低的技术问题。该方法包括：
固定电子秤和支座于同一水平面，电子秤和支座沿水平面的中心距离为L2；
将横梁固定于支座的顶部，横梁的安装方向平行于水平面，横梁远离支座的一端固定连接有滑块装置，滑块装置沿垂直于横梁的方向固定连接有支柱，支柱远离滑块装置的一端与电子秤的托盘垂直抵接，滑块装置与支座的中心距离为L2；
在横梁上安装接头和挡板，接头与滑块装置的中心距离为L3；
调整支柱的高度，使得滑块装置与支座距离水平面的高度相等；
调整电子秤为初始读数；
将涡轮叶片安装于接头上，并获取涡轮叶片安装后电子秤的第一质量读数G1；
设定涡轮叶片的质心距离接头质心的距离为L4，涡轮叶片的质量为G0，根据上述L2、L3、L4、G0和G1，获得涡轮叶片的质量矩M1。
进一步的，涡轮叶片的质量矩M1的计算方法为：M1＝G0*(L4+L2+L3)＝G1*L2。
进一步的，横梁具有多个挂槽，滑块装置固定于所述挂槽内。
本发明还提供另外一种涡轮叶片质量矩测量方法，以解决现有技术中质量矩的测量难度大、测量精度低的技术问题。所述方法包括：
固定电子秤和支座于同一水平面，电子秤和支座沿水平面的中心距离为L2；
将托盘固定安装于横梁上；
将接头和挡板沿着远离支座和托盘的方向安装于横梁之上，接头与托盘安装位置的中心距为L3，接头与支座的中心距为L5；
将涡轮叶片安装于接头上，在托盘上放置砝码直至横梁平行于水平面，获取所述砝码的总重量为G2；
设定涡轮叶片的质心距离接头质心的距离为L4，支座距离横梁靠近托盘一端的距离为L1，涡轮叶片的质量为G0，根据上述L1、L5、L4、G0和G2，计算涡轮叶片的质量矩M2。
进一步的，涡轮叶片的质量矩M2的计算方法为：M2＝G0*(L4+L5)＝G2*L1。
本发明还提供了一种涡轮叶片质量矩测量装置，以解决现有技术中质量矩的测量难度大、测量精度低的技术问题。该装置包括：
支座，包括支撑、箭板和底座，支撑设置于箭板外侧，支撑与箭板均垂直于所述底座进行安装，支撑的顶部具有安装孔，所述安装孔用于安装横梁；
横梁，通过支座的所述安装孔与支座固定连接，横梁具有多个挂槽，横梁的一端固定有接头，接头用于固定待测件；
测量装置，所述测量装置固定于所述横梁的所述挂槽上，所述测量装置用于进行对所述待测件进行质量矩测量。
与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过提供一种涡轮叶片质量矩测量方法，采用力矩平衡的原理对力矩进行转换，采用可以精准测量的数值来代替无法精准测量的数值，从而实现对质量矩的精准测量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种涡轮叶片质量矩测量方法流程框图；
图2是本发明实施例二提供的一种涡轮叶片质量矩测量方法流程框图；
图3是本发明实施例提供的一种涡轮叶片质量矩测量方法原理图；
图4是图3中B-B方向的截面剖面图；
图5是图3中E-E方向的截面剖面图；
图6是图3中D-D方向的截面剖面图。
图中附图标记：1、支座；2、支撑；3、箭板；4、横梁；5、支柱；6、接头；7、挡板；8、轴承；9、轴承挡圈；10、轴承轴；11、螺钉；12、滑块装置；13、托盘；14、电子秤；15、涡轮叶片。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
如图1和图3所示，在本发明实施例一中，提供了一种涡轮叶片质量矩测量方法，本发明第一实施例具体包括以下步骤：
步骤S100：固定电子秤14和支座1于同一水平面，电子秤14和支座1沿水平面的中心距离为L2；
步骤S200：将横梁4固定于支座1的顶部，横梁4的安装方向平行于水平面，横梁4远离支座1的一端固定连接有滑块装置12，滑块装置12沿垂直于横梁4的方向固定连接有支柱5，支柱5远离滑块装置12的一端与电子秤14的托盘13垂直抵接，滑块装置12与支座1的中心距离为L2；
步骤S300：在横梁4上安装接头6和挡板7，接头6与滑块装置12的中心距离为L3；
步骤S400：调整支柱5的高度，使得滑块装置12与支座1距离水平面的高度相等；
步骤S500：调整电子秤为初始读数；
步骤S600：将涡轮叶片15安装于接头6上，并获取涡轮叶片15安装后电子秤14的第一质量读数G1；
步骤S700：设定涡轮叶片15的质心距离接头6质心的距离为L4，涡轮叶片15的质量为G0，根据上述L2、L3、L4、G0和G1，获得涡轮叶片15的质量矩M1。
本发明通过提供一种涡轮叶片质量矩测量方法，采用力矩平衡的原理对力矩进行转换，采用可以精准测量的数值来代替无法精准测量的数值，从而实现对质量矩的精准测量。
进一步的，步骤S700中，涡轮叶片15的质量矩M1的计算方法为：M1＝G0*(L4+L2+L3)＝G1*L2。
进一步的，步骤S200中，横梁4具有多个挂槽，滑块装置12固定于所述挂槽内。
具体而言，如图3所示，实施例一中，将电子秤14和支座1安装在同一个水平面上，相互之间距离为设定值L2；将支柱5通过螺纹安装到滑块装置12上，将滑块装置12通过手动螺钉安装到横梁4上，使得滑块装置12与支座1中心距离设定值L2；将接头6与挡板7安装到横梁4上，使得接头6与所述滑块装置距离设定值L3，L2和L3的和为叶片安装位置至回转中心的距离R；调整支柱5的高度使得H1(滑块中心至水平面距离)与H2(支座中心与水平面距离)保持一致；将支柱5的一端垂直与电子秤14接触，调整电子秤读数为初始读数；将涡轮叶片15安装至接头6上，读取数值为G1；假设叶片质心至安装位置距离为L4，叶片质量为G0，基于力矩平衡原理叶片质量矩M1＝G0*(L4+L2+L3)＝G1*L2。基于力矩平衡的原理对力矩进行转换，采用可以精准测量的数值来代替无法精准测量的数值，从而实现对质量矩的精准测量。
进一步的，如图4所示，图4为图1中B-B截面示意图，即横梁4与支座1的连接处结构示意图。其中，支座1的支撑2顶部具有安装孔，支撑2具有夹层结构，横梁4位于支撑2的所述夹层结构之间，轴承轴10分别穿过支撑2和横梁4，实现横梁4与支撑2的固定。轴承轴10的尾部具有垫圈和卡销螺母，用于固定所述轴承轴10。横梁4与所述轴承轴10配合处具有轴承结构，包括轴承8、轴承挡圈9和螺钉11。
进一步的，如图5所示，图5为图1中E-E截面示意图，即滑块装置12与横梁4的连接结构示意图。图5中，横梁4通过销钉与滑块装置12进行连接，并且销钉一端设置有短卡子。
进一步的，如图6所示，图6为图1中D-D截面示意图，即接头6与横梁4的连接结构示意图。图6中，接头6通过销钉与横梁4实现固定连接。
实施例二
如图2和图3所示，本发明第二实施例具体包括以下步骤：
步骤S110：固定电子秤14和支座1于同一水平面，将电子秤14和支座1的中心距离设置为L2；
步骤S120：将电子秤14的托盘13固定安装于横梁4上；
步骤S130：将接头6和挡板7沿着远离支座1和托盘13的方向安装于横梁4之上，接头6与所述托盘安装位置的中心距为L3，接头6与支座1的中心距为L5，L5为L2与L3的和；
步骤S140：将涡轮叶片15安装于接头6上，在托盘13上放置砝码直至横梁4平行于水平面，获取所述砝码的总重量为G2；
步骤S150：设定涡轮叶片15的质心距离接头6质心的距离为L4，支座1距离横梁4靠近托盘一端的距离为L1，涡轮叶片15的质量为G0，根据上述L1、L5、L4、G0和G2，计算涡轮叶片15的质量矩M2。
进一步的，步骤S150中，涡轮叶片15的质量矩M2的计算方法为：M2＝G0*(L4+L5)＝G2*L1。
具体而言，如图3所示，实施例二中，将电子秤14和支座1安装在同一个水平面上，相互之间距离为设定值L2；将托盘13安装在横梁4对应的挂槽内，并准备相应标准规格的砝码待用；将接头6与挡板7安装到横梁4上，使得接头6与支座1中心距离设定值L3+L2，L2和L3的和为叶片安装位置至回转中心的距离R；将涡轮叶片15安装至接头6上，同时在托盘13上放置砝码，调整横梁4装置直至完全水平，添加砝码总重量值为G2；假设叶片质心至安装位置距离为L4，叶片质量为G0，基于力矩平衡原理，叶片质量矩M1＝G0*(L4+L2+L3)＝G2*L1。
本发明实施例二通过将测量装置改为托盘及砝码，基于力矩平衡原理，通过对砝码质量的测量转换为叶片质量矩，实现对叶片质量矩便捷、精准测量的技术效果。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种涡轮叶片质量矩测量装置，如下面的实施例所述。
如图3所示，是本发明实施例的一种涡轮叶片质量矩测量装置的结构示意图，所述一种涡轮叶片质量矩测量方法应用于所述一种涡轮叶片质量矩测量装置，所述装置包括：支座1，包括支撑2、箭板3和底座，支撑2设置于箭板3外侧，支撑2与箭板3均垂直于所述底座进行安装，支撑2的顶部具有安装孔，所述安装孔用于安装横梁4；横梁4，通过支座1的所述安装孔与支座1固定连接，横梁4具有多个挂槽，横梁4的一端固定有接头6，接头6用于固定待测件；测量装置，所述测量装置固定于所述横梁4的所述挂槽上，所述测量装置用于进行对所述待测件进行质量矩测量。
本发明实施例实现了如下技术效果：
1、操作过程简单实用，需要涉及的测量数据少，运算过程简单，测量方法简单有效，可以用于较长燃机涡轮叶片的质量矩测量；
2、在保证电子秤精度和量程、横梁加工的长度精度的前提下，只需要通过电子秤读数结合横梁支撑点之间的距离，或者结合砝码质量和横梁支撑点就可以直接转换得到叶片的质量矩数值，实现对于叶片质量矩的精确测量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种涡轮叶片质量矩测量方法，其特征在于，包括：
固定电子秤(14)和支座(1)于同一水平面，电子秤(14)和支座(1)沿水平面的中心距离为L2；
将横梁(4)固定于支座(1)的顶部，横梁(4)的安装方向平行于水平面，横梁(4)远离支座(1)的一端固定连接有滑块装置(12)，滑块装置(12)沿垂直于横梁(4)的方向固定连接有支柱(5)，支柱(5)远离滑块装置(12)的一端与电子秤(14)的托盘(13)垂直抵接，滑块装置(12)与支座(1)的中心距离为L2；
在横梁(4)上安装接头(6)和挡板(7)，接头(6)与滑块装置(12)的中心距离为L3；
调整支柱(5)的高度，使得滑块装置(12)与支座(1)顶部的支点距离水平面的高度相等；
调整电子秤(14)为初始读数；
将涡轮叶片(15)安装于接头(6)上，并获取涡轮叶片(15)安装后电子秤(14)的第一质量读数为G1；
设定涡轮叶片(15)的质心距离接头(6)质心的距离为L4，涡轮叶片(15)的质量为G0，根据上述L2、L3、L4、G0和G1，获得涡轮叶片(15)的质量矩M1。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片质量矩测量方法，其特征在于，涡轮叶片(15)的质量矩M1的计算方法为：M1＝G0*(L4+L2+L3)＝G1*L2。
3.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片质量矩测量方法，其特征在于，横梁(4)具有多个挂槽，滑块装置(12)固定于所述挂槽内。
4.一种涡轮叶片质量矩测量方法，其特征在于，所述方法包括：
固定电子秤(14)和支座(1)于同一水平面，电子秤(14)和支座(1)沿水平面的中心距离为L2；
将托盘(13)固定安装于横梁(4)上；
将接头(6)和挡板(7)沿着远离支座(1)和托盘(13)的方向安装于横梁(4)之上，接头(6)与托盘(13)安装位置的中心距为L3，接头(6)与支座(1)的中心距为L5；
将涡轮叶片(15)安装于接头(6)上，在托盘(13)上放置砝码直至横梁(4)平行于水平面，获取所述砝码的总重量为G2；
设定涡轮叶片(15)的质心距离接头(6)质心的距离为L4，支座(1)距离横梁(4)靠近托盘(13)一端的距离为L1，涡轮叶片(15)的质量为G0，根据上述L1、L5、L4、G0和G2，计算涡轮叶片(15)的质量矩M2。
5.根据权利要求4所述的一种涡轮叶片质量矩测量方法，其特征在于，涡轮叶片(15)的质量矩M2的计算方法为：M2＝G0*(L4+L5)＝G2*L1。
6.一种涡轮叶片质量矩测量装置，其特征在于，权利要求1至5中任意一项所述的一种涡轮叶片质量矩测量方法应用于所述一种涡轮叶片质量矩测量装置。
7.根据权利要求6所述的一种涡轮叶片质量矩测量装置，其特征在于，所述装置包括：
支座(1)，包括支撑(2)、箭板(3)和底座，支撑(2)设置于箭板(3)外侧，支撑(2)与箭板(3)均垂直于所述底座进行安装，支撑(2)的顶部具有安装孔，所述安装孔用于安装横梁(4)；
横梁(4)，通过支座(1)的所述安装孔与支座(1)固定连接，横梁(4)具有多个挂槽，横梁(4)的一端固定有接头(6)，接头(6)用于固定待测件；
测量装置，所述测量装置固定于所述横梁(4)的所述挂槽上，所述测量装置用于进行对所述待测件进行质量矩测量。
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| CN202310317401.9A CN116429321A (zh) | 2023-03-28 | 2023-03-28 | 一种涡轮叶片质量矩测量方法和装置 |
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Cited By (1)
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| CN116839810A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-10-03 | 苏州海通机器人系统有限公司 | 一种发动机叶片质量矩自动测量系统及叶片装配方法 |
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2023
- 2023-03-28 CN CN202310317401.9A patent/CN116429321A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN116839810B (zh) * | 2023-08-30 | 2023-11-24 | 苏州海通机器人系统有限公司 | 一种发动机叶片质量矩自动测量系统及叶片装配方法 |
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