SolidWorks設計壓縮機和高爐尾氣透平葉片

    軸流壓縮機（以下簡稱：軸流）和高爐尾氣回收透平（以下簡稱：TRT）作為陜西鼓風機(集團)有限公司的主導產(chǎn)品，對企業(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)品當中的關鍵零部件，直接與整機的氣動性能和設計質(zhì)量息息相關。

    軸流、TRT葉片的葉型是由葉片沿葉高方向各截面型線坐標給出的。在實際產(chǎn)品設計工作中，當葉片實際葉頂沒有落在某一截面處時，葉片沿葉高方向就要做一定的變型設計 (截短或延伸)。軸流、TRT葉片變型設計的精度至關重要，因其直接關系著葉片的設計質(zhì)量。

    二、關鍵步驟

    (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、外弧和兩個過渡圓弧型點坐標及半徑給定�，F(xiàn)將葉片截面型線內(nèi)弧、外弧型點坐標值以文本文件方式輸入計算機，每一行對應一個型點的x、y、z坐標值（z值可以任意選擇）。

    (2) 在SolidWorks 中，采用“插入”→“曲線”→“通過自由點的樣條曲線”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際z值定義草圖平面。采用“草圖繪制”→“轉化實體引用”，將內(nèi)弧和外弧曲線型線繪制在相應草圖平面上。

    (4) 內(nèi)弧、外弧不能形成封閉型線時，用“草圖繪制”→“切線圓弧”進行曲線封閉工作（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) 按實際葉高，采用“插入”→“曲面”→“剪裁曲面”，將葉頂修為一個平面。

    (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曲面。

    (10) 選取A-A截面所在平面作為基準平面，與其平行，并且在沿葉高方向相反的一側，作一個草圖平面，繪制“矩形”草圖（見圖5）。要求該“矩形”草圖的長與寬足夠大，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 長方體三維實體線框圖，包含了葉片型面曲面

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

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

    (13) 選取葉片葉頂為草圖平面，采用“插入”→“草圖繪制”→“等距實體”→“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，得到葉片型線型點及其坐標值。

    三、小結

    (1)葉片延伸距離有一定限制，一般可正常延長15mm左右。

    (2)葉頂型點坐標要采用測量型點坐標的方法得到，目前暫無辦法自動獲得。