葉輪是液力變矩器能量轉(zhuǎn)換的主要元件，因此葉輪的尺寸、形狀和葉片的進(jìn)、出口角度，對液力變矩器性能有直接的、決定的影響。為保證液力變矩器性能優(yōu)良，并在批量生產(chǎn)中保持其性能的穩(wěn)定，必須對葉輪進(jìn)行檢測，特別要檢驗(yàn)葉片的進(jìn)、出口角度與設(shè)計(jì)圖紙是否相一致。由于葉片是一個(gè)三維空間曲面，葉輪流道是扭曲的三維型腔，葉片的進(jìn)、出口角度不能直接測量出，只有用改進(jìn)過的專用三坐標(biāo)測量儀器，測量葉片上許多點(diǎn)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行程序計(jì)算處理而求得。這種設(shè)備對環(huán)境、人員的要求較嚴(yán)格，價(jià)格也較昂貴。這樣復(fù)雜的檢測方式在一般液力變矩器生產(chǎn)廠家中較難在葉輪的常規(guī)檢驗(yàn)中實(shí)行。針對葉輪葉片測量較復(fù)雜、測量精度要求不高的特殊性，是否可能在葉片上找到一種與葉片形狀和進(jìn)、出口角度相關(guān)的、可用常規(guī)測量工具測量的特征值，通過對特征值的檢測，來檢驗(yàn)葉輪實(shí)物與設(shè)計(jì)圖紙的一致性。以下所述的葉片端線測量方法就是這樣的一種檢驗(yàn)方法。
1 葉片進(jìn)、出口端線概念的提出
葉輪的葉片設(shè)計(jì)圖紙是葉片制造和檢驗(yàn)的依據(jù)。以渦輪葉片圖為例。一般葉片設(shè)計(jì)圖有葉片軸面旋轉(zhuǎn)視圖的ＺＲ坐標(biāo)圖（如圖1），
葉片正視圖的ＸＹ坐標(biāo)圖，葉片數(shù)據(jù)表，葉片進(jìn)、出口在內(nèi)、外環(huán)上的各R圓頭和葉片角的展開圖（如圖2）
及技術(shù)要求這5部份內(nèi)容。圖1所示在循環(huán)圓的內(nèi)、外環(huán)上，按等弧長均分了11個(gè)標(biāo)點(diǎn)，連接內(nèi)、外環(huán)上對應(yīng)標(biāo)點(diǎn)的直線為標(biāo)點(diǎn)線。在后面的分析中將看到0標(biāo)點(diǎn)線和10標(biāo)點(diǎn)線的實(shí)用意義。
葉片進(jìn)、出口在內(nèi)、外環(huán)上的各R圓頭和葉片角的展開圖有4個(gè)，圖2是葉片在外環(huán)上出口處的R圓頭和葉片角的展開圖。先從圖2上找出葉片出口端線在外環(huán)上的出口端點(diǎn)。在圖2上可以看到在外環(huán)0標(biāo)點(diǎn)圓周線上有三個(gè)交點(diǎn),Ｏ1交點(diǎn)是葉片凸面和外環(huán)的交線與0標(biāo)點(diǎn)圓周線的交點(diǎn),Ｏ2交點(diǎn)是葉片凹面和外環(huán)的交線與０標(biāo)點(diǎn)圓周線的交點(diǎn), Ｏ3交點(diǎn)是葉片骨面和外環(huán)的交線與0標(biāo)點(diǎn)圓周線的交點(diǎn)。在葉片數(shù)據(jù)表中，有的給出Ｏ1、Ｏ2兩點(diǎn)的數(shù)據(jù)，有的只給出Ｏ3點(diǎn)的數(shù)據(jù)。從圖2上可以看出這三點(diǎn)與R圓頭實(shí)線都不接觸，所以這三點(diǎn)都是虛點(diǎn)，在葉片實(shí)物上是測不到的。葉片R圓頭與0標(biāo)點(diǎn)圓周線有一個(gè)切點(diǎn)，這點(diǎn)在葉片實(shí)物上是可測量的點(diǎn)。給這一點(diǎn)定義為端點(diǎn)。端點(diǎn)的坐標(biāo)值是由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)決定的，端點(diǎn)和葉形上的其它點(diǎn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)決定葉片的出口角度，所以這個(gè)端點(diǎn)與葉片形狀和葉片角是相關(guān)的，這個(gè)端點(diǎn)就可作為葉片上能表征葉片形狀和葉片角的、可測量的特征點(diǎn)。同理，葉片在內(nèi)環(huán)上R圓頭和葉片角的展開圖上，葉片R圓頭與0標(biāo)點(diǎn)圓周線也有一個(gè)切點(diǎn)，這點(diǎn)是葉片在內(nèi)環(huán)上的出口端點(diǎn)。連接內(nèi)、外環(huán)上的出口端點(diǎn)就得到葉片的出口端線，同樣方法可得到葉片的進(jìn)口端線。葉片的進(jìn)出口端線就是葉片上代表曲面形狀和葉片角的、可測量的特征值。在圖1的ＺＲ坐標(biāo)圖上0標(biāo)點(diǎn)線和10標(biāo)點(diǎn)線就是葉片進(jìn)、出口端線在ＺＲ坐標(biāo)圖上的旋轉(zhuǎn)投影線。
2 葉片端線在葉片模具制造中的意義
葉片模具要做葉片凸面和凹面兩個(gè)模塊，葉片進(jìn)、出口端線就是這兩個(gè)模塊的分型線。有的葉片圖紙將葉片的分型線設(shè)置在葉片骨面線的延長線上。這樣的設(shè)置不完全對，對泵輪來說，葉片角接近90o，葉片端線接近葉片骨面線。但對渦輪和導(dǎo)輪來說，葉片角遠(yuǎn)離90o，葉片端點(diǎn)與葉片骨面線Ｏ3點(diǎn)位置偏離有2～3 mm，如圖3所示的偏離距離，以葉片中心線為分型線則葉片R圓頭從圖3
設(shè)計(jì)實(shí)線處伸長到實(shí)物虛線處,實(shí)際改變了葉片的出口角度，這將直接影響液力變矩器的性能。所以葉片的設(shè)計(jì)圖紙對葉片進(jìn)、出口在內(nèi)、外環(huán)上的R圓頭和葉片角的展開圖一定要標(biāo)注清楚。有的葉片圖紙的數(shù)據(jù)表只給出葉片進(jìn)、出口處葉片骨面線的一點(diǎn)數(shù)據(jù)，葉片角也不標(biāo)出，這在制模時(shí)就會產(chǎn)生誤解，使實(shí)際的葉片角與設(shè)計(jì)葉片角不相一致。由于葉片進(jìn)、出口端線在葉輪制造和檢驗(yàn)中的重要意義，在葉片設(shè)計(jì)圖紙上應(yīng)給出葉片進(jìn)、出口端線上4個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)值，以便于葉輪的制造和檢驗(yàn)。端點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算方法是按葉片R圓頭與凹面線、凸面線和端面標(biāo)點(diǎn)圓周線3線相切的幾何關(guān)系，用空間解析方法求得。也可以在三維繪圖軟件上繪制得出。
3 葉片進(jìn)、出口端線的測量方法
根據(jù)求得的渦輪葉片進(jìn)、出口端線上4個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)值，先用深度尺分別量出這4個(gè)端點(diǎn)的Ｚ值深度。再將渦輪裝夾在分度盤上，如圖4所示，用高度尺量出渦輪中心線的高度，任選一個(gè)葉片，將這葉片進(jìn)口端線上最大直徑處的端點(diǎn)轉(zhuǎn)到與渦輪中心線相同水平的高度，使渦輪中心點(diǎn)與該端點(diǎn)的連線和圖4
所標(biāo)出的葉輪中心水平線相重合，以這根葉輪中心水平線為Ｙ軸，以這根葉輪中心水平線的高度作為Ｘ軸的0位，用高度尺分別量出另外三個(gè)端點(diǎn)的Ｘ2、Ｘ3、Ｘ4值。然后將分度盤順時(shí)針轉(zhuǎn)過90o，轉(zhuǎn)到如圖5
所示的位置，再用高度尺分別測量出這4個(gè)端點(diǎn)的Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3、Ｙ4值。這樣就測量出了渦輪葉片進(jìn)、出口端線在ＸＹ坐標(biāo)圖上的位置。與設(shè)計(jì)數(shù)值相比較驗(yàn)證。泵輪和導(dǎo)輪的檢測方法也一樣。為減小測量誤差，測量人員要正確理解端點(diǎn)的概念，在選擇測量端點(diǎn)位置時(shí)，不是選葉片頭部厚度的中點(diǎn)，而是在葉輪的Ｚ軸方向上，選葉片頭部在內(nèi)、外環(huán)處的最凸出點(diǎn)作為端點(diǎn)的測量位置。
另一種更簡單的測量方法就是按葉輪葉片進(jìn)、出口端線的4個(gè)端點(diǎn)坐標(biāo)值，做一塊連接葉輪葉片進(jìn)、出口兩端線的樣板模塊，以葉輪加工外圓為定位基準(zhǔn)，將樣板模塊靠在葉輪外圓上，直觀比較樣板模塊上進(jìn)、出口端線與實(shí)際葉輪葉片進(jìn)、出口端線的相對位置。這樣可以方便地檢驗(yàn)葉輪上任何一個(gè)葉片的進(jìn)、出口位置是否正確。
4 結(jié)論
葉片進(jìn)、出口端線的檢測方法，找到了葉片曲面形狀的特征值，能有效地檢驗(yàn)葉片進(jìn)、出口的相對位置和葉片進(jìn)、出口在葉輪中的相對位置，檢驗(yàn)工具只需要常規(guī)的檢驗(yàn)工具。檢測方法簡便，在葉輪的常規(guī)檢驗(yàn)中，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)葉輪模具制造過程中和葉輪澆鑄過程中出現(xiàn)的葉片質(zhì)量問題。這就保證了在批量生產(chǎn)中液力變矩器性能的穩(wěn)定性。這一檢測方法在本企業(yè)葉輪生產(chǎn)過程中運(yùn)用收到了良好的效果。這個(gè)檢測方法雖然是在解決整體鑄鋁葉輪葉柵的檢驗(yàn)問題中得出的，但這個(gè)檢測方法中提出的新思路和新概念，對其他類型葉輪葉柵的檢驗(yàn)同樣具有實(shí)用價(jià)值。