SolidWorks設(shè)計(jì)壓縮機(jī)和高爐尾氣透平葉片

    軸流壓縮機(jī)（以下簡(jiǎn)稱：軸流）和高爐尾氣回收透平（以下簡(jiǎn)稱：TRT）作為陜西鼓風(fēng)機(jī)(集團(tuán))有限公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，對(duì)企業(yè)的生存發(fā)展有著舉足輕重的作用。軸流、TRT葉片是軸流、TRT產(chǎn)品當(dāng)中的關(guān)鍵零部件，直接與整機(jī)的氣動(dòng)性能和設(shè)計(jì)質(zhì)量息息相關(guān)。

    軸流、TRT葉片的葉型是由葉片沿葉高方向各截面型線坐標(biāo)給出的。在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作中，當(dāng)葉片實(shí)際葉頂沒(méi)有落在某一截面處時(shí)，葉片沿葉高方向就要做一定的變型設(shè)計(jì) (截短或延伸)。軸流、TRT葉片變型設(shè)計(jì)的精度至關(guān)重要，因其直接關(guān)系著葉片的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

    二、關(guān)鍵步驟

    (1) 軸流、TRT葉片沿葉高方向截成若干平面，葉片截面型線以內(nèi)弧、外弧和兩個(gè)過(guò)渡圓弧型點(diǎn)坐標(biāo)及半徑給定。現(xiàn)將葉片截面型線內(nèi)弧、外弧型點(diǎn)坐標(biāo)值以文本文件方式輸入計(jì)算機(jī)，每一行對(duì)應(yīng)一個(gè)型點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)值（z值可以任意選擇）。

    (2) 在SolidWorks 中，采用“插入”→“曲線”→“通過(guò)自由點(diǎn)的樣條曲線”插入每一截面的內(nèi)弧和外弧曲線型線（見圖1）。

圖1 葉片各截面的內(nèi)弧、外弧曲線型線   

    (3) 按葉片沿葉高方向各截面的實(shí)際z值定義草圖平面。采用“草圖繪制”→“轉(zhuǎn)化實(shí)體引用”，將內(nèi)弧和外弧曲線型線繪制在相應(yīng)草圖平面上。

    (4) 內(nèi)弧、外弧不能形成封閉型線時(shí)，用“草圖繪制”→“切線圓弧”進(jìn)行曲線封閉工作（見圖2）。

    圖2 葉片各截面的內(nèi)弧、外弧曲線型線和葉片各截面曲線型線草圖

    (5) 采用“插入”→“曲面”→“放樣曲面”，繪制葉片基本型面曲面（見圖3）。

    圖3 葉片型面曲面 
       (6) 采用“插入”→“曲面”→“延伸曲面”（“延伸類型”選“同一曲面”，“距離”取值較實(shí)際葉高值大一些），延伸葉片基本型面曲面（見圖4）。

圖4 葉片型面曲面延伸 
    
 (7) 按實(shí)際葉高，采用“插入”→“曲面”→“剪裁曲面”，將葉頂修為一個(gè)平面。

    (8) 采用“插入”→“曲面”→“平面區(qū)域”，封閉葉片基本型面曲面的兩端。

    (9) 采用“插入”→“曲面”→“縫合曲面”，使葉片基本型面成為一個(gè)曲面。

    (10) 選取A-A截面所在平面作為基準(zhǔn)平面，與其平行，并且在沿葉高方向相反的一側(cè)，作一個(gè)草圖平面，繪制“矩形”草圖（見圖5）。要求該“矩形”草圖的長(zhǎng)與寬足夠大，足以包含所有葉片沿葉高方向的截面（見圖6）。

圖5 矩型草圖與葉片型面曲面的相對(duì)位置
 
 圖6 矩型草圖包含了葉片所有沿葉高方向的截面
 
圖7 長(zhǎng)方體三維實(shí)體線框圖，包含了葉片型面曲面

    (11) 采用“插入”→“基體”→“拉伸”作一實(shí)體，包含住整個(gè)葉片基本型面曲面。（見圖7）

    (12) 采用“插入”→“切除”→“使用曲面”→“反向切除”，得到葉片的三維實(shí)體。

    (13) 選取葉片葉頂為草圖平面，采用“插入”→“草圖繪制”→“等距實(shí)體”→“距離取為零”，得到葉片葉頂型線草圖，按一定距離做x、y軸的平行線，得到葉片型線型點(diǎn)及其坐標(biāo)值。

    三、小結(jié)

    (1)葉片延伸距離有一定限制，一般可正常延長(zhǎng)15mm左右。

    (2)葉頂型點(diǎn)坐標(biāo)要采用測(cè)量型點(diǎn)坐標(biāo)的方法得到，目前暫無(wú)辦法自動(dòng)獲得。