一種整體葉輪去除不平衡量方法
【專利摘要】本發(fā)明一種整體葉輪去除不平衡量方法，屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，本發(fā)明針對需要保證整體葉輪轉(zhuǎn)子零件的不平衡量值在一定范圍內(nèi)的情況，本發(fā)明能保證加工出滿足平衡要求的零件，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，該方法在某發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉輪工藝中，效果良好，零件加工質(zhì)量穩(wěn)定，可以擴(kuò)展至其它有平衡要求的整體葉輪零件工藝中。
【專利說明】
一種整體葉輪去除不平衡量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及一種整體葉輪去除不平衡量方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在理想的情況下，回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)與不旋轉(zhuǎn)時(shí)，對軸承產(chǎn)生的壓力是一樣的，這樣的回轉(zhuǎn)體是平衡的回轉(zhuǎn)體，但工程中的各種回轉(zhuǎn)體，由于材質(zhì)不均勻或毛坯缺陷，加工及裝配產(chǎn)生的誤差，使得回轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)時(shí)，其上每個(gè)微小質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的離心慣性力不能相互抵消，離心慣性力通過軸承作用到機(jī)械及其基礎(chǔ)上，引起振動(dòng)，產(chǎn)生了噪音，加速軸承磨損，縮短了機(jī)械壽命，嚴(yán)重時(shí)能造成破壞性事故；為此，必須對轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡，使其達(dá)到允許的平衡精度等級，或使因此產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)幅度降在允許的范圍內(nèi)。
[0003]轉(zhuǎn)子不平衡是由于轉(zhuǎn)子部件質(zhì)量偏心或轉(zhuǎn)子部件出現(xiàn)缺損造成的故障，造成轉(zhuǎn)子不平衡的具體原因很多，按發(fā)生不平衡的過程可分為原始不平衡、漸發(fā)性不平衡和突發(fā)性不平衡等幾種情況；原始不平衡是由于轉(zhuǎn)子制造誤差、裝配誤差以及材質(zhì)不均勻等原因造成的。
[0004]整體葉輪是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要轉(zhuǎn)子零件，有風(fēng)扇和壓氣機(jī)兩種，它是將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的葉片和輪盤通過先進(jìn)的工藝做成一體，該結(jié)構(gòu)消除了氣流在榫根與榫槽間隙中流動(dòng)所帶來的損失，同時(shí)減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)重量，減少了零件數(shù)量，使發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)大為簡化；是提高發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性和推重比的一條重要途徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種整體葉輪去除不平衡量方法，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)整體葉輪零件實(shí)際加工中不平衡量值滿足規(guī)定值的要求，從工藝上，提高后續(xù)組件裝配加工的正確性和可行性的目的。
[0006]一種整體葉輪去除不平衡量方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1、采用平衡機(jī)對整體葉輪進(jìn)行不平衡量測量，獲取整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值和不平衡重點(diǎn)位置；
[0008]步驟2、根據(jù)實(shí)際要求，確定整體葉輪上理論允許去除不平衡量的區(qū)域，計(jì)算該區(qū)域去除的不平衡量，即獲得理論允許區(qū)域去除的不平衡量；
[0009]步驟3、將整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值與理論允許區(qū)域去除的不平衡量進(jìn)行比較，若整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值大于理論允許區(qū)域去除的不平衡量，則執(zhí)行步驟4，否則，直接在理論允許去除不平衡量的區(qū)域內(nèi)，去除整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值；
[0010]步驟4、將整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值與理論允許區(qū)域去除的不平衡量作差，獲得超出理論范圍外的不平衡量；
[0011]步驟5、根據(jù)整體葉輪的葉片厚度的允許拋修公差范圍，確定葉片允許拋修厚度，并根據(jù)實(shí)際需求確定葉片允許拋修的長度和寬度，確定整體葉輪的葉片允許輔助拋修區(qū)域；
[0012]步驟6、根據(jù)葉片允許拋修厚度、長度和寬度，計(jì)算葉片允許拋修體積，并根據(jù)葉片的密度獲得葉片允許拋修質(zhì)量，再根據(jù)葉片的質(zhì)心半徑，計(jì)算整體葉輪每個(gè)葉片的不平衡量;
[0013]步驟7、將超出理論范圍外的不平衡量除以每個(gè)葉片的不平衡量，獲得允許拋修的葉片個(gè)數(shù)；
[0014]步驟8、選定與步驟I中不平衡重點(diǎn)位置距離最近的葉片，以該葉片為中心，向兩側(cè)依次選取允許拋修的葉片，直至選取的葉片個(gè)數(shù)達(dá)到步驟7中獲得的允許拋修的葉片個(gè)數(shù)；
[0015]步驟9、對選取的葉片進(jìn)行拋修，完成對整體葉輪超出理論范圍外不平衡量的去除；
[0016]步驟10、在理論允許去除不平衡量的區(qū)域內(nèi)，去除該區(qū)域的理論不平衡量。
[0017]步驟6所述的計(jì)算整體葉輪每個(gè)葉片的不平衡量，公式如下:
[0018]K = mXr (I)
[0019]其中，K表示不平衡量,m表示葉片的質(zhì)量，r表示葉片質(zhì)心半徑。
[0020]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):
[0021]本發(fā)明一種整體葉輪去除不平衡量方法，針對需要保證整體葉輪轉(zhuǎn)子零件的不平衡量值在一定范圍內(nèi)的情況，本發(fā)明能保證加工出滿足平衡要求的零件，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，該方法在某發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉輪工藝中，效果良好，零件加工質(zhì)量穩(wěn)定，可以擴(kuò)展至其它有平衡要求的整體葉輪零件工藝中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的整體葉輪去除不平衡量方法流程圖；
[0023]圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的整體葉輪上允許去除不平衡量的區(qū)域主視圖，其中，I為平衡去材料區(qū)域厚度；
[0024]圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的整體葉輪上允許去除不平衡量的區(qū)域俯視圖，其中，2為給定的平衡去材料區(qū)域；
[0025]圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的整體葉輪葉片拋修區(qū)域示意圖，其中，3為確定的輔助拋修區(qū)域，4為輔助拋修區(qū)域距葉根、葉尖、前后緣部位區(qū)域。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
[0027]本發(fā)明去除不平衡量方法是解決整體葉輪零件在加工制造中產(chǎn)生的原始不平衡。
[0028]實(shí)施例1:某風(fēng)扇整體葉輪轉(zhuǎn)子去除不平衡量方法:
[0029]本發(fā)明實(shí)施例在某風(fēng)扇整體葉輪上進(jìn)行實(shí)施，該葉輪材料為鈦合金，零件直徑尺寸約860mm，葉片部位葉片數(shù)量為41片，葉片長度約120mm，寬度約93mm，零件最終不平衡量值為200g.mm，設(shè)計(jì)圖紙給定去不平衡量區(qū)域?yàn)楹蟀惭b邊部位；
[0030]本發(fā)明實(shí)施例中整體葉輪去除不平衡量方法，方法流程圖如圖1所示，包括以下步驟:
[0031]步驟1、采用平衡機(jī)對整體葉輪進(jìn)行不平衡量測量，獲取整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值和不平衡重點(diǎn)位置；
[0032]步驟2、根據(jù)實(shí)際要求，確定整體葉輪上理論允許去除不平衡量的區(qū)域，計(jì)算該區(qū)域去除的不平衡量，即獲得理論允許區(qū)域去除的不平衡量；
[0033]本實(shí)施例中，采用CAD繪圖軟件繪制整體葉輪上允許去除不平衡量的區(qū)域示意圖，如圖2和圖3所示，并計(jì)算圖紙給定區(qū)域去除不平衡量最大值，本實(shí)施例中，平衡去材料區(qū)域不超過12處，并且最終初始不平衡量不大于200g.m ；
[0034]本實(shí)施例中，整體葉輪單個(gè)槽理論去除不平衡量值(單位g.mm)的計(jì)算過程如下:
[0035]如圖2所示,單個(gè)槽厚度h = 5mm,如圖3所示,采用CAD軟件自動(dòng)測量功能計(jì)算獲得單個(gè)槽去除最大面積S = 57.829mm,單個(gè)槽的質(zhì)心半徑R = 262mm ；
[0036]由上述內(nèi)容可得:
[0037]本實(shí)施例中，單個(gè)槽去除的最大不平衡量值，公式如下:
[0038]K = mXR = P XVXR = P XSXhXR
[0039]= 4.8/1000 X 57.829 X 5 X 262 = 363.394g.mm
[0040]其中，P表示槽密度，V表示單個(gè)槽去除不平衡量的體積，S表示單個(gè)槽去除最大面積；h表示單個(gè)槽厚度；
[0041]本實(shí)施例中，平衡去材料區(qū)域不超過12處，因此給定區(qū)域理論允許去除的最大不平衡量值為:363.394X12 ^ 4360g.mm ；
[0042]步驟3、將整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值與理論允許區(qū)域去除的不平衡量進(jìn)行比較，若整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值大于理論允許區(qū)域去除的不平衡量，則執(zhí)行步驟4，否則，直接在理論允許去除不平衡量的區(qū)域內(nèi)，去除整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值；
[0043]步驟4、將整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值與理論允許區(qū)域去除的不平衡量作差，獲得超出理論范圍外的不平衡量；
[0044]步驟5、根據(jù)整體葉輪的葉片厚度的允許拋修公差范圍，確定葉片允許拋修厚度，并根據(jù)實(shí)際需求確定葉片允許拋修的長度和寬度，確定整體葉輪的葉片允許輔助拋修區(qū)域；
[0045]本實(shí)施例中，根據(jù)零件加工特點(diǎn)，確定輔助去除不平衡量區(qū)域；整體葉輪由盤體和葉片兩部分組成，盤體部位采用車加工完成，葉片部位采用銑加工完成；加工完成后零件的初始不平衡量值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論值，導(dǎo)致零件的最終不平衡量超出實(shí)際要求，不滿足最終的使用要求；因此，需要找到輔助區(qū)域來去除不平衡量，以保證最終要求；由于葉片部位在銑加工時(shí)受力狀態(tài)不一致，并且刀具磨損情況不同，同時(shí)考慮葉片部位的線輪廓度公差情況，本實(shí)施例選定葉片部位做為輔助去除不平衡量區(qū)域；
[0046]步驟6、根據(jù)葉片允許拋修厚度、長度和寬度，計(jì)算葉片允許拋修體積，并根據(jù)葉片的密度獲得葉片允許拋修質(zhì)量，再根據(jù)葉片的質(zhì)心半徑，計(jì)算整體葉輪每個(gè)葉片的不平衡量;
[0047]葉片部位的加工先采用銑加工，然后采用手工拋光進(jìn)行光飾處理，由于零件加工到平衡前葉片部位已接近成品狀態(tài)，并且考慮葉片部位的技術(shù)條件(前后緣1mm范圍內(nèi)不允許有橫向加工痕跡)要求，本實(shí)施例中，采用手工拋光方法用以去除超出允許范圍不平衡量值，具體拋修區(qū)域如圖4所示，拋修厚度為0.02mm ；
[0048]計(jì)算單片葉片允許去除的不平衡量值，公式如下:
[0049]K = mXR = P XVXR= P XSXhXR = 4.8/1000X [ (120—20) X (93—20) X0.02]X2X = 1.4X365 ^ 511g.mm
[0050]步驟7、將超出理論范圍外的不平衡量除以每個(gè)葉片的不平衡量，獲得允許拋修的葉片個(gè)數(shù)；
[0051]步驟8、選定與步驟I中不平衡重點(diǎn)位置距離最近的葉片，以該葉片為中心，向兩側(cè)依次選取允許拋修的葉片，直至選取的葉片個(gè)數(shù)達(dá)到步驟7中獲得的允許拋修的葉片個(gè)數(shù)；
[0052]步驟9、對選取的葉片進(jìn)行拋修，完成對整體葉輪超出理論范圍外不平衡量的去除；
[0053]步驟10、在理論允許去除不平衡量的區(qū)域內(nèi)，去除該區(qū)域的理論不平衡量。
[0054]實(shí)施例2:某壓氣機(jī)整體葉輪轉(zhuǎn)子去除不平衡量方法:
[0055]在某壓氣機(jī)整體葉輪上進(jìn)行實(shí)施，該葉輪材料為高溫合金，零件直徑尺寸約630mm,葉片部位葉片數(shù)量為89片，葉片長度約35mm，寬度約30mm，零件最終不平衡量值為50g.mm，紙給定去不平衡量區(qū)域?yàn)榍鞍惭b邊部位，本實(shí)施例中去除不平衡量的方法與實(shí)施例I方法同理，不再復(fù)述；
[0056]本發(fā)明針對實(shí)際加工中，加工完成后整體葉輪轉(zhuǎn)子零件的初始不平衡量值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)定的理論值的情況，本發(fā)明通過分析零件加工特點(diǎn)，確定輔助去除不平衡量區(qū)域并確定輔助去除不平衡量加工策略和加工方案，完成零件的去除不平衡量加工，保證零件加工后平衡要求，該方法已落實(shí)到工藝中，該方法能適應(yīng)所有整體葉輪轉(zhuǎn)子零件的預(yù)平衡加工，解決了整體葉輪零件實(shí)際加工中不平衡量值滿足圖紙規(guī)定值的問題，從工藝上保證后續(xù)組件裝配加工的正確性和可行性。
【權(quán)利要求】
1.一種整體葉輪去除不平衡量方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1、采用平衡機(jī)對整體葉輪進(jìn)行不平衡量測量，獲取整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值和不平衡重點(diǎn)位置； 步驟2、根據(jù)實(shí)際要求，確定整體葉輪上理論允許去除不平衡量的區(qū)域，計(jì)算該區(qū)域去除的不平衡量，即獲得理論允許區(qū)域去除的不平衡量； 步驟3、將整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值與理論允許區(qū)域去除的不平衡量進(jìn)行比較，若整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值大于理論允許區(qū)域去除的不平衡量，則執(zhí)行步驟4，否則，直接在理論允許去除不平衡量的區(qū)域內(nèi)，去除整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值； 步驟4、將整體葉輪的不平衡量的實(shí)際測量值與理論允許區(qū)域去除的不平衡量作差，獲得超出理論范圍外的不平衡量； 步驟5、根據(jù)整體葉輪的葉片厚度的允許拋修公差范圍，確定葉片允許拋修厚度，并根據(jù)實(shí)際需求確定葉片允許拋修的長度和寬度，確定整體葉輪的葉片允許輔助拋修區(qū)域；步驟6、根據(jù)葉片允許拋修厚度、長度和寬度，計(jì)算葉片允許拋修體積，并根據(jù)葉片的密度獲得葉片允許拋修質(zhì)量，再根據(jù)葉片的質(zhì)心半徑，計(jì)算整體葉輪每個(gè)葉片的不平衡量；步驟7、將超出理論范圍外的不平衡量除以每個(gè)葉片的不平衡量，獲得允許拋修的葉片個(gè)數(shù)； 步驟8、選定與步驟I中不平衡重點(diǎn)位置距離最近的葉片，以該葉片為中心，向兩側(cè)依次選取允許拋修的葉片，直至選取的葉片個(gè)數(shù)達(dá)到步驟7中獲得的允許拋修的葉片個(gè)數(shù)；步驟9、對選取的葉片進(jìn)行拋修，完成對整體葉輪超出理論范圍外不平衡量的去除；步驟10、在理論允許去除不平衡量的區(qū)域內(nèi)，去除該區(qū)域的理論不平衡量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體葉輪去除不平衡量方法，其特征在于:步驟6所述的計(jì)算整體葉輪每個(gè)葉片的不平衡量，公式如下: K = mXr (I) 其中，K表示不平衡量,m表示葉片的質(zhì)量，r表示葉片質(zhì)心半徑。
【文檔編號】G01M1/38GK104359622SQ201410587805
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】李丹, 岳召啟, 陳亞莉, 孫玉民, 劉德生 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司