液力变矩器液轮的叶片端线检测法

叶轮是液力变矩器能量转换的主要元件，因此液轮的尺寸、形状和叶片的进、出口角度，对液力变矩器性能有直接的、决定的影响。为保证液力变矩器性能优良，并在批量生产中保持其性能的稳定，必须对液轮进行检测，特别要检验叶片的进、出口角度与设计图纸是否相一致。由于叶片是一个三维空间曲面，叶轮流道是扭曲的三维型腔，叶片的进、出口口角度不能直接测量出，只有用改进过的专用三坐标测量仪器，测量叶片上许多点的数据，进行程序计算处理而求得。这种设备对环境、人员的要求较严格，价格也较昂贵。这样复杂的检测方式在已按液力变矩器生产厂家重较难在叶轮的常规检验中实行。针对叶轮片测量较复杂、测量精度要求不高的特殊性，是否可能在叶片上找到一种与叶片形状和进、出口角度相关的、可用常规测量工具测量的特征值，通过对特征值的检测，来检验叶轮实物与设计图纸的一致性。以下所述的叶片端线测量方法就是这样的一种检验方法。

　　

　　1 叶片进、出口端线概念的提出

　　

　　叶轮的叶片设计图纸是叶片制造和检验的依据。以涡轮叶片图为例。一般叶片设计图有叶片轴面旋转视图的ZR坐标图（如图1），叶片正视图的XY坐标图，叶片数据表，叶片进、出口在内、外环上的各R圆头和叶片角的展开图（如图2）及技术要求这5部分内容。如1所示在循环圆的内、外环上，按等弧长均分了11个标点，连接内、外环上对应坐标点的直线为标点线。在后面的分析中看到0坐标线和10标点线的实用意义。

叶片进、出在内、外环上的各R圆头和叶片角的展开图有4个，图2是叶片在外环上出口处的R圆头和叶片角的展开图。先从如2上找出叶片出口端线在外环上的出口端点。在图2上可以看到外环0标点圆周线上有三个交点，O1交点是叶片凸面和外环的交线于0标点圆周线的交点，O2、交点是叶片凹面和外环的交线与0标点圆周线的标点，O3交点是叶片骨面和外环的交线于0标点圆周线的交点。在叶片数据表中，有的给出O1、O2两点的数据，有的只给出O3点的数据。从图2上可以看出这三点与R圆头实线都不接触，所以这三点都是虚点，在叶片实物上是测不到的。叶片R与圆头0标点圆周围线有一个切点，这点的叶片实物上是可测量的点。给这一点定义为端点。端点的坐标值是由设计数据决定的，端点和叶形上的其它点设计数决定叶片的出口角度，所以这个端点与叶片形状和叶片角是相关的，这个端点就可作为叶片上能表征叶片形状和叶片角的、可测量的特征点。同理，叶片在内环上R圆头和叶片角的展开图上，叶片R圆图与0标点圆周线也有一个切点，这点是叶片在内环上的出口端点。连接内、外环上的出口端点就得到叶片的出口端线就是叶片上代表曲面形状和叶片角的、可测量的特征值。在图1的ZR坐标图上0标点线和10标点线就是叶片进、出端线在ZR坐标图上的旋转投影线。