小型汽轮机关键件装配的精准测量方法及应用研究

发布时间：2017-09-05 22:19

  本文关键词：小型汽轮机关键件装配的精准测量方法及应用研究

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【摘要】：2015年4月以来,国务院提出推动制造业的智能制造和智能再制造的发展,国家对于国内的制造业,特别是高端装备的制造水平有了更高的要求。汽轮机作为传统的高端装备中的代表,装配精度很大程度上制约其制造水平。本文以某小型汽轮机为研究对象,实现汽轮机关键件异地协同制造和精准测量,来提高装配精度,达到汽轮机精准装配的目的,开展了以下主要内容的研究:首先,确定本文以小型汽轮机精准装配和精准测量为研究对象。对现有测量技术和测量系统进行了研究,并对当前先进测量设备进行对比分析,确定测量设备的选型。其次,研究测量仪器的原理给出测量仪器控制精度的方法;对现有的汽轮机装配工艺流程进行系统分析,并结合测量仪器测量方法,改进汽轮机精准装配测量流程。然后,对某小型汽轮机组关键件装配过程进行实地测量,完成测量数据的采集和处理,利用有限元分析原理和方法,对转子挠度理论值的进行计算、点云提取数据的对比分析、打点测量数据的对比分析,以一实例验证轴向和径向通流间隙测量方案的可行性。再后,应用ABAQUS软件,对现有假轴测量状态、合缸状态和三维扫描测量状态分别进行有限元分析。提取各通流间隙相关变形数据,找出现有测量状态和合缸状态各径向通流间隙的变化量,确定相对补偿量,从而保证了测量状态和合缸状态的一致性。最后,分析现有汽轮机转子、上缸体和隔板的测量状态,根据相对补偿量,给出优化方案;根据主要测量过程中定位点的位置,考虑相对变形量,给出优化方案,达到提高测量精度的目的。汽轮机关键件精准装配系统能够有效地提高测量精度,实现汽轮机关键部件异地协同制造,解决测量状态和实际合缸状态存在的测量偏差问题,本文的研究对小型汽轮机精准装配具有应用和推广价值。
【关键词】：汽轮机关键件 精准装配 精准测量 三维扫描 有限元分析
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK266
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 研究目的与意义8-9
• 1.2 国内外相关技术的研究现状9-16
• 1.2.1 国内外精准装配测量技术的研究现状9-10
• 1.2.2 国内外汽轮机装配测量系统现状10-13
• 1.2.3 国内外三维数据采集设备应用现状13-16
• 1.3 本文的主要研究内容16
• 1.4 本章小结16-17
• 第2章 测量系统的总体设计17-27
• 2.1 测量仪器的研究17-22
• 2.1.1 激光三角法的原理17-19
• 2.1.2 三维扫描精度控制19-20
• 2.1.3 摄影测量精度控制20-21
• 2.1.4 打点测量的原理和精度控制21-22
• 2.2 测量流程的确定22-26
• 2.2.1 目前小型汽轮机通流测量流程和装配工艺22-25
• 2.2.2 测量流程的确定25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 测量数据的采集与处理27-42
• 3.1 测量数据的采集与拼合27-30
• 3.2 转子挠度的分析30-38
• 3.2.1 转子挠度理论值计算30-34
• 3.2.2 点云提取的挠度值的分析34-38
• 3.2.3 打点测量的挠度值对比分析38
• 3.3 通流间隙的分析38-40
• 3.3.1 轴向间隙的分析38-39
• 3.3.2 径向间隙的分析39-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 有限元分析与通流间隙的补偿42-71
• 4.1 有限元分析通流间隙补偿方法的确定42-43
• 4.2 汽轮机实体模型建立与分析前准备43-51
• 4.2.1 小型汽轮机精确模型的建立43-47
• 4.2.2 小型汽轮机简化模型的建立47-49
• 4.2.3 有限元分析载荷的确定49-50
• 4.2.4 被测量通流间隙的确定50-51
• 4.3 现有假轴测量法通流间隙补偿51-62
• 4.3.1 假轴法有限元分析与数据提取51-56
• 4.3.2 全合缸状态有限元分析与数据提取56-59
• 4.3.3 假轴测量法通流间隙数据补偿与分析59-62
• 4.4 三维扫描测量法通流间隙补偿62-70
• 4.4.1 小型汽轮机转子有限元分析与数据补偿62-64
• 4.4.2 小型汽轮机上缸体的有限元分析与数据补偿64-67
• 4.4.3 小型汽轮机下缸体有限元分析与数据补偿67-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第5章 测量系统的整体优化71-76
• 5.1 小型汽轮机各部件测量支撑方式优化71-73
• 5.1.1 转子测量支撑方式的优化71-72
• 5.1.2 上缸体测量支撑方式的优化72-73
• 5.2 定位点的选取与优化73-75
• 5.2.1 合缸状态小型汽轮机整体定位点位置优化73-74
• 5.2.2 5、6 级上隔板定位点位置优化74
• 5.2.3 转子定位点位置优化74-75
• 5.2.4 下缸体定位点位置的优化75
• 5.3 本章小结75-76
• 结论76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81

【参考文献】

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本文编号：800511