[发明专利]基于逆向工程的汽轮机部套虚拟检测及修配方法

摘要

基于逆向工程的汽轮机部套的虚拟检测方法及基于该虚拟检测方法的虚拟修配方法，涉及汽轮机部套的虚拟装配、检测和修配技术。目的是为了解决汽轮机零部件由于协同制造导致异地装配、异地修配繁琐问题。本发明建立汽轮机各部套数字模型；通过3D扫描获取汽轮机各部套点云数据；对实体部套进行转子挠度及装配尺寸的提取，进而确定垫片尺寸；根据垫片尺寸对汽轮机各部套进行实体装配；通过摄影测量获得各部套实体装配关系；检测转子轴与隔板内圆间隙值，如果间隙值不合格，则采用abc法或拟合圆法确定修配量。本发明能够反映产品实际装配情况，更好地指导汽轮机修配工作，适用于指导汽轮机整个装配及修配过程。

主权项

1.基于逆向工程的汽轮机部套的虚拟检测方法，该虚拟检测方法包括以下步骤：步骤一、在三维建模软件CATIA中建立汽轮机各部套的三维数字模型；步骤二、通过3D扫描提取汽轮机各实体部套的点云数据；步骤三、在Geomagic Studio软件中对步骤二所提取的点云数据进行降噪处理，得到降噪后的点云数据模型；步骤四、在Geomagic Qualify软件中将步骤一建立的汽轮机各部套三维数字模型与步骤三得到的点云数据模型进行比对，获得实体部套的3D及2D尺寸偏差；步骤五、对步骤四中3D及2D尺寸偏差都符合要求的实体部套，在Geomagic Qualify软件中进行装配尺寸及转子挠度e的提取；所述装配尺寸包括搭子下表面到相应位置的转子圆心距离h1、搭子座凹槽至下汽缸水平面距离h2、隔板下凹槽左侧至中心线距离b1、隔板下凹槽右侧至中心线距离b3、以及下汽缸凹槽至中心线距离b2，所述中心线是指沿竖直方向穿过该转子圆心的线；步骤六、根据步骤五中所提取的装配尺寸及转子挠度确定装配尺寸，所述装配尺寸是指x1、x2、y1、y2和b；其中，x1和x2分别为两个水平调整垫片的厚度，且x1和x2计算方法相同，两个水平调整垫片在水平方向左右对称；y1和y2分别为两个竖直调整垫片的厚度，且y1和y2计算方法相同，两个竖直调整垫片在竖直方向上对称，b为定位键的宽度；装配尺寸的表达式为：y1＝h2‑h1‑e；x1＝b2‑b1；b＝b1+b3‑0.06±0.02；步骤七、按照步骤六中确定的装配尺寸，对汽轮机各实体部套进行装配；步骤八、对步骤七中经过装配完的汽轮机实体进行贴点摄影测量，获得相关装配部套的点云模型装配关系，并导入到Vxelements软件中进行自动对齐处理，按照所述点云模型装配关系将步骤二中各个单个实体部套点云数据进行虚拟装配，得到装配点云模型；步骤九、检测转子轴与隔板内圆间隙值，所述间隙值包括转子轴与隔板内圆在水平方向上的左右两个间隙值a和b，以及转子轴与隔板内圆在竖直方向上位于下面的间隙值c；具体方法为：将步骤八中保存的装配点云模型导入到Geomagic Qualify软件中，在需要检测的隔板的中部做径向截面，进而测量转子轴与隔板内圆间隙值；步骤十、根据步骤九得到的转子轴与隔板内圆间隙值检测装配是否合格，当a、b和c满足时，认为装配合格，否则，认为装配不合格；其特征在于，步骤五提取转子挠度的具体方法为：步骤五一、建立测量基准：创建基准平面，进而创建轴承位置平行面；做轴承转子前后两个圆分别形成的曲线；优化两条曲线；将曲线转化为点；将每个曲线转化后的点拟合成圆；做轴承转子前后两个圆的圆心的连线；将所述连线与点云模型所在坐标系的Y轴对齐，所述连线即为所述测量基准；步骤五二、转子挠度提取：做各个转子挠度所对应位置的轴向截面曲线；优化各轴向截面曲线；将各轴向截面曲线转化为点；将每个轴向截面曲线转化后的点拟合圆；利用Geomagic Qualify软件中的注释特征工具提取每个轴向截面曲线对应的圆的圆心到所述连线的距离，该距离即为转子挠度。