[發(fā)明專利]特殊蝸殼展開參數(shù)計(jì)算方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710049717.5
• 申請日: 2007-08-10
• 公開（公告）號: CN101109353A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林莉;熊榮
• 申請（專利權(quán)）人: 四川東風(fēng)電機(jī)廠有限公司
• 主分類號: F03B11/02
• 分類號: F03B11/02;G06F17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種特殊蝸殼展開參數(shù)計(jì)算方法。

背景技術(shù)

某國水內(nèi)電站是我公司的出口機(jī)組，在外方嚴(yán)格要求產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，其座環(huán)蝸殼制作有一些難點(diǎn)：首先，蝸殼不標(biāo)準(zhǔn)的圓、橢圓、大小圓截面，需重新編制這種特殊的蝸殼展開程序；其次，殼節(jié)拼接坡口設(shè)計(jì)成兩種坡口形式(腰線上設(shè)計(jì)成了外坡口，腰線下設(shè)計(jì)成了內(nèi)坡口)，且蝸殼分四半組焊后運(yùn)至工地焊接，而以往蝸殼殼節(jié)的拼接坡口大多設(shè)計(jì)為單一的對稱坡口，所以在蝸殼展開編程時(shí)我們大多只考慮了為對稱坡口的這一種情況，但經(jīng)我們作圖計(jì)算，如果坡口的形式不同，其展開后的下料尺寸則不相同，因此，如不考慮拼接坡口不同形式，均按對稱坡口展開下料，則在一節(jié)殼節(jié)中制出兩種坡口后，蝸殼拼接時(shí)會發(fā)生殼節(jié)缺肉或焊縫間隙過大等質(zhì)量問題，不能滿足制作標(biāo)準(zhǔn)要求，因此座環(huán)蝸殼制作需嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求，殼節(jié)展開要進(jìn)行坡口處理后才能下料，為此需要計(jì)算這一特殊蝸殼展開參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種特殊蝸殼展開參數(shù)計(jì)算方法，為蝸殼殼節(jié)拼接坡口設(shè)計(jì)含有內(nèi)、外兩種坡口形式的蝸殼展開下料提供科學(xué)依據(jù)，解決蝸殼拼接時(shí)可能發(fā)生的殼節(jié)缺肉或焊縫間隙過大等質(zhì)量問題。

本發(fā)明的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：特殊蝸殼展開參數(shù)計(jì)算方法，它包括以下步驟：

(1)作蝸殼截面型線，計(jì)算對稱坡口條件下的蝸殼展開參數(shù)；

(2)作蝸殼截面型線上任一點(diǎn)的剖面圖，分別計(jì)算坡口為對稱坡口時(shí)的中性層母線長、坡口為外坡口時(shí)的母線長和坡口為內(nèi)坡口時(shí)的母線長；

(3)分別計(jì)算大端截面的空間坐標(biāo)參數(shù)和小端截面的空間坐標(biāo)參數(shù)。

下面進(jìn)一步描述以上三個(gè)步驟的詳細(xì)計(jì)算過程：

某國水內(nèi)電站蝸殼的截面型線圖如圖1(a)、圖1(b)、圖1(c)所示，蝸殼截面型線中A點(diǎn)是蝸殼與座環(huán)切點(diǎn)，AB段為直線段，它是O2A的延長線與圓截面的切線段，BC段表示小圓的一段圓弧，然后再是大圓的圓截面。

由圖1可知，該電站蝸殼截面型線不同于以往的橢圓、圓、大小圓截面型線，其截面的主要特點(diǎn)是蝸殼與座環(huán)蝶形邊裝焊位置有一段直邊段，并且各個(gè)截面的直邊段尺寸也不同，而且，蝸殼有三種形式的截面型線：圓帶直邊；大小圓帶直邊，但小圓心在大圓心左邊：大小圓帶直邊，但小圓心在大圓心右邊。

對稱坡口條件下的蝸殼展開參數(shù)推導(dǎo)思路：首先根據(jù)蝸殼單線圖尺寸、座環(huán)圖中的有關(guān)數(shù)據(jù)，先計(jì)算出每截面朋直邊段的長度(此長度也是蝸殼成形時(shí)直邊檢查數(shù)據(jù))，然后根據(jù)此直邊長度和蝸殼形線尺寸，計(jì)算出各截面大圓弧包含的夾角、小圓弧包含的夾角等展開需要的數(shù)據(jù)。最后根據(jù)各截面型線形式及數(shù)據(jù)推導(dǎo)出蝸殼展開的空間坐標(biāo)參數(shù)方程式。截面空間坐標(biāo)參數(shù)方程式如下：

0≤q0≤Q1

x＝(r0+r1*cos(q0))*sin(a)

y＝(r0+r1*COs(qo))*cos(a)

z＝r1*sin(a)

Q1≤q0≤Q2

x＝xjx+r2*cos(q0))*sin(a)

y＝xjx+r2*Coo(q0))*cos(a)

z＝r2xjx*sin(q0)+xjy

最后一點(diǎn)(即與座環(huán)相切此點(diǎn))空間坐標(biāo)參數(shù)方程式：

x＝(R-t/2*sin(55*3.14159/180))*sin(a)

y＝(R＝t/2*sin(55*3.14159/180))*sin(a)

z＝H+t/2*cos(55*3.14159/180)

式中，Q1表大圓弧包角，Q2表小圓弧包角，q0表等分點(diǎn)在該截面相對起點(diǎn)的角度，r0表大圓心到座環(huán)中心的距離，r2表小圓半徑，r1表大圓半徑，a表截面型線夾角，xjx表小圓心與座環(huán)中心的距離，xjy表小圓心與座環(huán)腰線中心的距離，t表殼節(jié)板厚，H表示座環(huán)半高，R表示座環(huán)半徑。

殼節(jié)拼接坡口設(shè)計(jì)含內(nèi)、外兩種坡口形式的蝸殼展開參數(shù)計(jì)算：

我們根據(jù)蝸殼拼接坡口的形式作出蝸殼截面型線上任意一點(diǎn)的剖面示意圖如圖2所示。圖2中，Q2M這端表示殼節(jié)大端截面，Q1N為小端截面，EF表蝸殼內(nèi)皮，NM蝸殼中性層，GH表蝸殼外皮，帶剖面線部分是蝸殼為對稱坡口時(shí)鋼板成形后的自然狀態(tài)。