Gaasiturbiinide turbiinide ketaste väljatöötamisel on külgnevate tiivikute ühendamisel võtmetähtsusega tõmbevarda avad ja nende asendi täpsus mõjutab otseselt gaasiturbiini rootori montaaži kvaliteeti. Uuritakse gaasiturbiini rataste ketaste roolivarda aukude töötlemistehnoloogiat ning suure täpsusega positsioneerimise ja keerulise puurimistöötluse kaudu loodetakse see pakkuda tehnilist teavet gaasiturbiini rataste ketaste roolivarda aukude töötlemiseks.
#01
Gaasiturbiini põhikomponendina on turbiini tiivikul keeruline struktuur ja see nõuab kõrget töötlemistäpsust. Selle protsessi arendamine ja valmistoodete valmistamine on võtmetähtsusega. Nende hulgas on ühendusvarda auk külgnevate tiivikute ühenduskonstruktsioonina ja selle tähtsus on iseenesestmõistetav [1-3].
Nagu on näidatud joonisel fig 1, on turbiini tiivik ühendatud astmetevahelise kaareotsa hammaste ühendamisega ja see monteeritakse rootoriks, sisestades kinnitusvardad läbi ketta pinnal oleva 12 ümbermõõtu jaotatud ühendusvarda ava. Kuna kaare otsa hammastel on isetsentreeruv funktsioon, ei saa pärast külgnevate kaheastmeliste tiivikute ühendamist ühendusvarda ava asendit reguleerida. Seetõttu esitatakse roolivarda ava asukohale ülikõrged nõuded.
pilt
Joonis 1 Turbiini võlli süsteemi ühendusskeem
Roolivarda augu läbimõõt on 42 mm, mida tavaliselt töödeldakse puurimise ja puurimisega. Selle maksimaalne kuvasuhe ületab 5 korda diameetrit ja pinna kareduse väärtus nõuab Ra=1,6 μm, mis on puurimisprotsessi jaoks suur väljakutse.
Eespool mainitud kõrge raskusastmega töötlemise nõudeid silmas pidades keskendume peamiselt kahele aspektile: ülitäpne positsioneerimine ja suure raskusastmega puurimine.
2.1 Roolivarda augu asendi töötlemise tehnoloogia
Roolivarda aukude joonistusnõuded on: φ42,58 mm, asend φ0,12 mm ja silindrilisus 0.012 mm. Sujuva kokkupaneku tagamiseks suurendatakse protsessi nõudeid: φ42,58 mm, positsioneerimine φ 0,05 mm ja silindrilisus 0,012 mm. Seetõttu on protsessi testimise kontrollimine vajalik. See test simuleerib tiiviku ühendusvarda aukude töötlemist ja proovi struktuur on näidatud joonisel 2. Kasutatakse puurimis- ja freespinki, kinnitusmeetodiks on nurgarauda kinnitusplaat ja proov kinnitatakse vertikaalselt.
pilt
Joonis 2: Roolivarda ava katsekeha
(1) Traditsiooniline aksiaalselt hajutatud aukude töötlemise meetod on hoova näidiku "keskpunkti pööramine", taeva ja maa vasaku ja parema kella 4 asendi leidmine, ringi keskpunkti määramine, T-puur alumise augu puurimiseks vastavalt φ420 mm sammu ringile ja ühendusvarda augu täppispuurimiseks.
1) Kolme koordinaadi tuvastamise tulemused. Maksimaalne positsiooni väärtus on 0.0756 mm ja välimise ringi D600 mm ümardus on 0,0056 mm (vt tabel 1).
Tabel 1: esimene kolme koordinaadiga tuvastamisandmete pilt
2) Andmete sorteerimine. Nagu on näidatud joonisel 3, nihutatakse ava üldiselt positiivsesse Y-suunda.
pilt
Joonis 3: Kolme koordinaadi tuvastamise andmete diagramm
3) Andmete analüüs. Võttes näitena I positsiooni joonisel 3, on X-suuna hälve väike ja nihe on umbes 0.01mm; Y-suuna hälve on suur ja nihe on umbes 0,035 mm. Y-suund on peamine positsioonihälbe mõjutav tegur. Kui Y-suuna nihe 0,03 mm välistada, paraneb oluliselt positsioneerimisolukord ja mõõdetud punktide üldine kontuur on parem, mis näitab, et tööpingi enda korduv positsioneerimistäpsus on parem. Nurgaandmed pärast kolme koordinaadi tuvastamise andmete teisendamist on näidatud tabelis 2. On selgelt näha, et põhinihe on Y-suunas.
Tabel 2: Esimese kolme koordinaadi tuvastamise teisendusandmed [Ühik: ( kraad )] Pilt
4) Võimalik põhjuste analüüs. X-suunalise joondamise meetod on järgmine: hoovaketta indikaator puudutab horisontaalsuuna määramiseks kahte punkti proovi välisringil vasakul ja paremal; Y-suuna joondamise meetod on järgmine: hoovaketta indikaator puudutab vertikaalsuuna määramiseks kahte punkti katsekeha välisringil üles- ja allasuunas. suund, et määrata proovi keskne asukoht. Kui Y-suunandikaator puudutab ülemise ja alumise välimise ringi kahte punkti, võib see näidiku pliiatsi raskusjõu tõttu hilineda või tagasi tõmbuda, mille tulemuseks on tegelik ja kuvatud asendi vaheline kõrvalekalle. Pärast aukude töötlemise lõpetamist võib see olla Y-suunas kõrvalekaldeid põhjustav peamine tegur. Lisaks on numbrinäidiku täpsus 0,01 mm ja selle viga mõjutab ka Y-suuna hälvet, mis on väikese mõjuga sekundaarne mõjutegur. X suund on horisontaalsuunas ja raskusjõust tingitud suhtelist positsioonihälvet ei esine. Mõjuteguriks on valimisnäidiku enda täpsusviga, millel on väiksem mõju ja parem jõudlus.
(2) Täiustusmeetod: kasutage ülalnimetatud hoovaketta indikaatorit, et "keskpunkt ümber pöörata", et leida keskpunkt ja puurige algselt kaks sümmeetrilistes kohtades olevat auku. Nupunäidik mõõdab suurust välimisest ringipunktist igas suunas kuni augu kaugeima otsani läbi tööpingi liikumise ja lahutab seejärel kaks andmekomplekti vastavalt X- ja Y-suunas, et saada hälbe väärtused X- ja Y-suunad ning see on kompenseeritud ja lõpuks puuritakse 12 auku täpselt täppis.
Nagu on näidatud joonisel 4, on X-suuna kompenseerimine. Selle meetodiga mõõdetud andmed on suhtelised väärtused, mis võivad kõrvaldada raskusjõu mõju sihvernäidiku tagasitõmbumisele. Samal ajal, kuna mõõtmisel on tegemist sama sihverplaadi indikaatoriga, saab kõrvaldada ka mõõtevahendi täpsusvea mõju. Pärast peent puurimist kontrollige asukohaandmeid uuesti kolme koordinaadi abil. Ülaltoodud meetodi alusel viidi läbi teine positsioonilise töötlemise test. Töötlemise olek on näidatud joonisel 5.
pilt
Joonis 4: Koordinaatide kompenseerimise diagramm
pilt
a) olek 1 b) olek 2
Joonis 5 Töötlemise olek
1) Kolme koordinaadi tuvastamise tulemused. Maksimaalne asendi aste on 0,0501 mm (vt tabel 3).
Tabel 3: Teine kolme koordinaadiga tuvastamisandmete pilt
2) Andmete sorteerimine. Teise kolme koordinaadi tuvastamise teisendusandmed on toodud tabelis 4.
Tabel 4: Teise kolme koordinaadi tuvastamise teisendusandmed [Ühik: ( kraad )] Pilt
3) Andmete analüüs. Ava peamised nihkesuunad on negatiivne X suund ja positiivne Y suund ning sammuringil on hea ümardus. Selle töötlemismeetodi põhjal on positsioneerimisastet teatud määral parandatud.
(3) Teine parendusmeetod Ülaltoodud meetodi alusel viidi läbi kolmas asenditöötluskatse ja söötmisviis muudeti lauasöötmiseks.
1) Kolme koordinaadi tuvastamise tulemused. Maksimaalne positsiooni väärtus on 0.0269 mm ja 12 augu sammu ümardus on 0,0106 mm (vt tabel 5).
Tabel 5: Kolmas kolme koordinaadiga tuvastamisandmete pilt
2) Andmete sorteerimine. Kolmanda kolme koordinaadi tuvastamise teisendusandmed on toodud tabelis 6.
Tabel 6: Kolmanda kolme koordinaadi tuvastamise teisendusandmed [Ühik: ( kraad )] Pilt
3) Andmete analüüs. Ava ümardus on parem. See töötlemismeetod parandab oluliselt tõmbevarda ava asukohta.
2.2 Uurimine keeruliste aukude töötlemise kohta
Turbiini neljanda astme tiiviku materjal on 21501-5 (tehaseklass), millel on kõrge Cr- ja Ni-sisaldus, halb materjali lõikamise jõudlus ning roolivarda augu pikkuse ja läbimõõdu suhe ületab 5 korda läbimõõt, muutes igava töötlemise keeruliseks.
See katse põhineb tiiviku homogeense materjali katseplokil ning seadmetena kasutatakse sama puurimis- ja freespinki.
1) Walteri modulaarne puurimistööriist. Kui kasutada suure kuvasuhtega aukude töötlemiseks tavalisi puurimistööriistu, on pinna vibratsioonimustrid ilmsed ja töötlemine pole ideaalne. Lõikeparameetrid on näidatud tabelis 7.
Tabel 7 Lõikeparameetrid 1
pilt
2) Valige vibratsiooni summutav puurimisriba. Lõikeparameetrid on toodud tabelis 8. Kyocera lõiketerad kuluvad kasutamise käigus kiiresti, seega kasutame selliste sügavate aukude töötlemiseks vibratsiooni summutava puurimistööriistariba + Taguk TCMT 110204 FG CT3000 (või Sandvik Coromant TCGT 110204L-K1125) kombinatsiooni. Töötlemise kvaliteedi võrdlus hea. Pinnakvaliteedi võrdlus on näidatud joonistel 6 ja 7.
Tabel 8 Lõikeparameetrid 2
pilt
pilt
Joonis 6: Halb pinnakvaliteet
pilt
Joonis 7: Parem pinnakvaliteet
#03
pilt
Kõrge täpsusega roolivarda aukude töötlemise tehnoloogia rakendamine turbiini tiivikul
pilt
3.1 Kinnitusplaan
Tööratas kasutab rauast nurgakinnitusplaadi meetodit ja kinnitatakse vertikaalselt. Enne kinnitamist veenduge, et nurkraua vertikaalne pind oleks tööpingi Z-teljega risti. Arvutage ja määrake padjaploki asukoht V-kujulise ploki kõrguse ja tiiviku üldmõõtmete alusel. Kõik töödeldava detailiga kokkupuutuvad asendid on kaitstud vasega kaetud rauaga (vt joonis 8).
pilt
Joonis 8 Turbiini tiiviku kinnitusmeetod
Pärast kinnitamist joondage tiiviku surveplaadi asend otsapinna vasakul ja paremal küljel 4 punktis veaga Väiksem kui 0,01 mm või sellega võrdne.
3.2 Töötlemise marsruut
Turbiini tiiviku tugivarda augu töötlemisviis on põhjaaugu puurimine → töötlemata puurimine → peen puurimine. Esiteks kasutatakse traditsioonilisi joondusmeetodeid, et lõpetada ühendusvarda aukude töötlemine ja poolviimistlemine. Teiseks kasutage tööpingi A, B, C ja D pikkusandmete mõõtmiseks kangivalija indikaatorit ning X- ja Y-telge (vt joonis 9). Kasutage siseläbimõõdu mikromeetrit, et mõõta kahe ava läbimõõtu D1 (φ42,3 mm) ja D2 (φ42,3 mm). 4 mm).
pilt
Joonis 9 Koordinaatide kompensatsiooni andmed
X-telje nihe on [(A-D1/2)-(B-D2/2)]/2 ja Y-telje nihe on [(C-D1/2)-(D-D2/2)] / 2.
Joonisel 9 olevad andmed on tegeliku töötlemise käigus mõõdetud andmed. /2= 0.025 (mm), see tähendab, et tööpingi X-telje nullasendit reguleeritakse positiivses suunas 0,025 mm võrra. Y-telg: 321,25 ‒ (42,4/2)=300,05 (mm), 321,33 ‒ (42,3/2)=300,18 (mm), Y-telje nihe (300,18 ‒ 300,05) / {{ 24}},065 (mm), see tähendab tööpink Y Telje nullasendit reguleeritakse 0,065 mm negatiivses suunas.
Lõpuks, ülaltoodud arvutuse abil jõuti järeldusele, et tooriku ringi keskpunkti X korrigeeritakse positiivses suunas {{0}},025 mm võrra ja Y negatiivses suunas 0,065 mm võrra. Tehke 12 augu viimistlemine saadud uue ringi keskpunktiga.
3.3 Rakenduse efektid
Selle protsessi käigus töödeldud roolivarda aukudega tiiviku puhul on pärast otsapinna hammaste isetsentreeruvat võrku kõrvuti asetsevate kaheastmeliste tiivikute roolivarda avad kõrge koaksiaalsusega, ühendusvardad saab vabalt sisestada ja gaasiturbiin rootor on edukalt kokku pandud.
#04
pilt
Järeldus
pilt
Gaasiturbiini tiivikute ülitäpse ühendusvarda aukude töötlemise tehnoloogia uurimine tagab gaasiturbiini rootori koostu. Samal ajal saab seda protsessi laialdaselt kasutada erinevat tüüpi aksiaalsete massiivi aukude töötlemisel, mis võib tõhusalt parandada osade töötlemise kvaliteeti ja parandada toodete kokkupaneku täpsust.
