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之前，我們研究了通過快速流動的水、蒸汽、燃氣、風或其他流體產生連續動力的透平機。在本周的關于葉片系列專題中，我們將一起來探索一下裝有葉片的轉子部件，以及它是如何組裝的。葉片的葉根、葉冠和葉型的形狀和結構取決于它被應用在哪里(例如汽輪機、燃氣輪機或壓氣機) ，但本質上來說，它們的功能是相同的。

葉片的形狀由熱力學和力學邊界條件決定，這些條件根據葉片所處的環境和應用場合的不同而有很大的變化。

葉片承受的載荷也決定了葉片的設計。

* 離心力、扭矩和彎曲力(空氣阻力形式) 等形式的靜態載荷以及運動葉片的動態載荷。

其它因素，如葉片伸長(由于熱) ，高溫、侵蝕、，腐蝕和氧化也將決定設計。

首先，所有的設計都是為了確保產品符合規格，但以成本效益的方式來生產，同時達到最少的浪費和的性能。葉根，葉冠和葉型的設計將取決于葉片所處的環境條件。

高、中、低壓的應用決定了葉片尺寸和材料的選擇。例如，對于高壓透平機，由于處在高溫高壓的環境，葉片往往更小。它還需要耐熱材料，如鎳基高溫合金。雖然低壓透平機具有較低的溫度，葉片往往特別長，并由普通不銹鋼耐熱材料制成。但由于葉片機械負荷大，高轉速下葉片質量大，產生了較大的離心力和機械負荷，從而導致葉根更加復雜，安全性要求很高。

葉根負責將轉子葉片安裝到轉子上，如果是靜子葉片，則安裝到機匣上。通過將靜子葉片/轉子葉片相鄰安裝，可以得到一個由靜子葉片和轉子葉片組成的一個大的圓形，并與通過渦輪機或壓縮機的空氣相互作用。葉根的形狀取決于熱力學和機械負荷，它將需要承受一段時間以上考驗。設計工程師必須降低制造成本，同時提高性能。更復雜的葉根設計意味著更高的安全等級，因為載荷將承擔更多，但這也意味著更高的制造成本，因為葉根的形狀在制造過程中需要更高要求的精度和工具以及技術。

轉子葉片/靜子葉片與轉子/機匣的連接通常是通過形狀配合或焊接連接而建立的

葉冠的主要目的是通過相鄰葉冠之間松散的連接來穩定轉子葉片/靜子葉片。裝配完成后，這個閉合的葉冠的環形降低了繞過葉型的氣體或空氣的流動泄漏。此外，在葉冠的頂部可以有一個迷宮式的設計，以進一步減少泄漏。為了增加葉冠之間的穩定性，它們可以用連鎖的幾何特征相互連接。

當穩定性和氣密性不是性能的一個影響因素時，上述特性并非必要

葉型是與經過的氣體或蒸汽或流體相互作用的部分。透平葉片葉型的作用是將氣體的部分能量轉化為轉子的旋轉。對于壓氣機葉片來說，轉子的強制旋轉(通過發動機)導致空氣被吸入并被多級葉片壓縮。因此，壓氣機是以保留的工作原理來工作。

靜子葉片葉型(渦輪機或壓氣機)的作用是使氣流以理想的角度改變方向，以便與下一個葉片相互作用。這對于優化性能和限度地利用氣體非常重要。轉子葉片和靜子葉片的葉型剖面都顯示出一個前緣、后緣，這是一個吸入側和壓力側。前緣是氣流進入剖面的位置，而后緣是氣流離開剖面的位置。這些相鄰的葉片建立了氣流通道，氣流通過機匣并按照其設計的方式運行。

葉型輪廓從前緣到后緣彎曲，以確保氣流以特定方向進入輪廓并在通道內重新定向使其以所期望的方式相互作用并從另一個方向離開輪廓。葉型輪廓的入口和出口角度必須與氣流方向同步，以盡可能達到高效。吸入側和壓力側之間的設計必須盡可能平滑和均勻，以滿足高效率要求。

根據局部邊界條件（尤其是流速），葉型的輪廓從葉根到葉冠是不斷在變化著的。這就導致葉型形狀的連續變化以及從葉根到葉冠的傾斜和扭曲。

葉片的具體半徑、形狀、長度和厚度是通過復雜的模擬軟件確定的，該軟件可計算速度、溫度、壓力，并減少葉片在必須發揮性能的領域上的缺陷。

這些幾何元素必須在高性能水平的設備或平臺上進行設計、制造和測量，以匹配等級的效率以及未來的改進。在確定什么是性能設計以及在哪里改進設計方面測量扮演著重要的作用。

快速光學測量，與生產節拍同步

質量控制和質量保證是確保安全的重要組成部分。最后，我們來看一下使用溫澤的CORE D設備來測量葉片，該設備適用于更高效的葉片測量。特別是在航空領域，葉片的前緣非常薄。CORE 的光點可以測量非常小的半徑，并檢測到最小的缺陷。這也適用于醫療器械制造業，，醫療器械的零件錯綜復雜。

與其它光學系統不同，CORE可以直接測量拋光和高反光表面成品的零件，無需將其噴白。這種集成的光學測頭提供了快速檢測復雜幾何零件所需的靈活性和測量能力。CORE 著眼于在制造車間直接進行測量。CORE的結構進行了有限元優化設計。直線導軌-寬軸承使其即使在18° – 30°C 的生產環境中，也能確保較長的使用壽命和穩定的運行。

以更快的速度測量更多的組件是溫澤三坐標測量機的使命

一體式、高分辨率、直接驅動的轉臺為測頭提供同步的部件定位，通過完整的 5 軸同步運動進一步優化了檢測周期。整個零件表面的掃描速度高達 400 毫米/秒。CORE 的行程范圍為 300 x 200 x 450 mm，并針對透平葉片、外科植入物和其它小型零件的大批量質量控制的測量進行了化。

* 靜態和動態重量：當您走向停放在雜貨店前的汽車時，它被定義為靜態重量，但當您進入汽車并開始駕駛時，它可以被定義為道路上的一個動態重量的例子。

* 熱力學和力學邊界：它是指使其起作用的熱和機械環境。工作溫度、溫度變化、壓力、力、扭矩等。

德國溫澤集團是計量領域創新的。溫澤多樣化的產品提供了三維測量、計算機斷層掃描、光學高速掃描等多個行業的解決方案。溫澤集團的技術解決方案在汽車、航空航天、發電及醫療等眾多行業中有大量應用。溫澤在范圍內已交付安裝超過10,000臺測量設備。其子公司和業務伙伴在超過50個國家銷售產品，并提供售后服務以滿足客戶需求。