燃?xì)廨啓C(jī)葉尖間隙測量技術(shù)研究.pdf

1、葉尖間隙是影響燃?xì)廨啓C(jī)性能的重要參數(shù),葉尖間隙過大將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)效率下降,甚至?xí)l(fā)喘振；葉尖間隙過小,將導(dǎo)致葉片與機(jī)匣間的摩擦,產(chǎn)生故障,影響燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)安全。燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪是工作在高溫、高壓、大震動(dòng)的環(huán)境中。因此,影響燃?xì)廨啓C(jī)葉尖間隙的因素很多,它們包括由于離心力和熱膨脹引起的輪盤和葉片的伸長;高溫工作時(shí)引起的轉(zhuǎn)子蠕變伸長和機(jī)匣的蠕變收縮;以及燃?xì)廨啓C(jī)工況的轉(zhuǎn)變都會(huì)對葉尖間隙造成影響。因此,對葉尖間隙進(jìn)行實(shí)施在線測量十分必要。

2、　　 測量葉尖間隙的常用方法有放電探針法、電容測量法、電渦流法、超聲波法、光纖法,這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。為了使葉尖間隙測量達(dá)到實(shí)用水平,本文采用激光三角測量法對葉尖間隙進(jìn)行測量,這種方法可以不受葉片材質(zhì)的影響,只要有足夠的瞬態(tài)響應(yīng),可以連續(xù)測量葉尖間隙。
　　 激光三角測量系統(tǒng)由激光源、探頭、光纖、同步傳感器、線CCD攝像機(jī)、主機(jī)、監(jiān)視器構(gòu)成。測量時(shí)將激光源由光纖和匯聚透鏡照射在葉尖端面上,運(yùn)用線CCD攝像機(jī)接收散射光,在靜態(tài)時(shí)

3、對葉尖間隙的初始值進(jìn)行標(biāo)定,根據(jù)線CCD攝像機(jī)上成像點(diǎn)位置的變化,確定葉尖間隙的變化,從而給出葉尖間隙的值。
　　 本文主要完成葉尖間隙測量系統(tǒng)的搭建,通過線CCD采集到圖像的光斑中心位置變化量對間隙進(jìn)行測量。為了提高分辨力,采用亞像素技術(shù),對光斑進(jìn)行精確定位。分別采用了灰度質(zhì)心法、多項(xiàng)式擬合法和多項(xiàng)式插值法,這些算法各有特點(diǎn),在這些算法的基礎(chǔ)上采用改進(jìn)的多項(xiàng)式插值算法,有效的提高了光斑定位精度,從而提高了葉尖間隙測量系統(tǒng)的精度

4、。最后,分析了被測葉尖端面特性和環(huán)境對測量精度的影響。本測量系統(tǒng)是通過收集激光光斑散射光場的能量來進(jìn)行測量的,因此,被測葉尖端面的表面的粗糙度、顏色、材質(zhì)等的不同,均會(huì)造成光斑散射場的變化,從而對測量精度產(chǎn)生影響;同時(shí),由于燃?xì)廨啓C(jī)工作在高溫、高壓、大震動(dòng)的環(huán)境下,所以工作環(huán)境對葉尖間隙也會(huì)產(chǎn)生一定影響。通過試驗(yàn),對葉尖間隙進(jìn)行測量,并加入工作環(huán)境等因素所帶來的影響進(jìn)行測量,分析誤差產(chǎn)生的原因,然后說明了為減小誤差本測量系統(tǒng)應(yīng)采取的措施