SolidWorks设计轴流压缩机和高炉尾气透平叶片

2013-06-02  by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM  来源:仿真在线

轴流压缩机(以下简称:轴流)和高炉尾气回收透平(以下简称:TRT)作为陕西鼓风机(集团)有限公司的主导产品,对企业的生存发展有着举足轻重的作用。
宋传炜;周亚锋;张思功 来源:CAD/CAM与制造业信息化
关键字:轴流压缩机 TRT 叶片

一、概述

轴流压缩机(以下简称:轴流)和高炉尾气回收透平(以下简称:TRT)作为陕西鼓风机(集团)有限公司的主导产品,对企业的生存发展有着举足轻重的作用。轴流、TRT叶片是轴流、TRT产品当中的关键零部件,直接与整机的气动性能和设计质量息息相关。

轴流、TRT叶片的叶型是由叶片沿叶高方向各截面型线坐标给出的。在实际产品设计工作中,当叶片实际叶顶没有落在某一截面处时,叶片沿叶高方向就要做一定的变型设计 (截短或延伸)。轴流、TRT叶片变型设计的精度至关重要,因其直接关系着叶片的设计质量。

    二、关键步骤

(1) 轴流、TRT叶片沿叶高方向截成若干平面,叶片截面型线以内弧、外弧和两个过渡圆弧型点坐标及半径给定。现将叶片截面型线内弧、外弧型点坐标值以文本文件方式输入计算机,每一行对应一个型点的x、y、z坐标值(z值可以任意选择)。

(2) 在SolidWorks 中,采用“插入”→“曲线”→“通过自由点的样条曲线”插入每一截面的内弧和外弧曲线型线(见图1)。

图1 叶片各截面的内弧、外弧曲线型线
   
   

(3) 按叶片沿叶高方向各截面的实际z值定义草图平面。采用“草图绘制”→“转化实体引用”,将内弧和外弧曲线型线绘制在相应草图平面上。

 (4) 内弧、外弧不能形成封闭型线时,用“草图绘制”→“切线圆弧”进行曲线封闭工作(见图2)。

    图2 叶片各截面的内弧、外弧曲线型线和叶片各截面曲线型线草图

(5) 采用“插入”→“曲面”→“放样曲面”,绘制叶片基本型面曲面(见图3)。

    图3 叶片型面曲面 
    

(6) 采用“插入”→“曲面”→“延伸曲面”(“延伸类型”选“同一曲面”,“距离”取值较实际叶高值大一些),延伸叶片基本型面曲面(见图4)。

图4 叶片型面曲面延伸
   
   

(7) 按实际叶高,采用“插入”→“曲面”→“剪裁曲面”,将叶顶修为一个平面。

(8) 采用“插入”→“曲面”→“平面区域”,封闭叶片基本型面曲面的两端。

(9) 采用“插入”→“曲面”→“缝合曲面”,使叶片基本型面成为一个曲面。

    (10) 选取A-A截面所在平面作为基准平面,与其平行,并且在沿叶高方向相反的一侧,作一个草图平面,绘制“矩形”草图(见图5)。要求该“矩形”草图的长与宽足够大,足以包含所有叶片沿叶高方向的截面(见图6)。

图5 矩型草图与叶片型面曲面的相对位置
 
 图6 矩型草图包含了叶片所有沿叶高方向的截面
 
图7 长方体三维实体线框图,包含了叶片型面曲面

(11) 采用“插入”→“基体”→“拉伸”作一实体,包含住整个叶片基本型面曲面。(见图7)

(12) 采用“插入”→“切除”→“使用曲面”→“反向切除”,得到叶片的三维实体。

(13) 选取叶片叶顶为草图平面,采用“插入”→“草图绘制”→“等距实体”→“距离取为零”,得到叶片叶顶型线草图,按一定距离做x、y轴的平行线,得到叶片型线型点及其坐标值。

    三、小结

(1)叶片延伸距离有一定限制,一般可正常延长15mm左右。

 (2)叶顶型点坐标要采用测量型点坐标的方法得到,目前暂无办法自动获得。

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