авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 16 |

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» ...»

-- [ Страница 9 ] --

При обработке отверстий диаметром более 150 мм после сверления производят растачивание, для чего применяют специальные расточные головки (рис. 104). Охлаждающая жидкость к резцам подводится через центральное отверстие. Головкой с тремя резцами за один проход диаметр подготовленного сверлением отверстия можно увеличить на размер до мм. На рисунке показана головка с двумя резцами для последнего прохода;

второй резец - чистовой.

Перед сверлением для сверлильной головки подготовляют направле ние (заход). С этой целью предварительно сверлят и растачивают отвер стие, по глубине и диаметру равное размерам сверлильной головки. Под готовку захода делают как для сверл, так и для расточных головок перед каждым следующим проходом. Скорость резания при глубоком сверлении и растачивании 14-16 м/мин;

подача на оборот 0,2-0,25 мм.

Рис. 102. Головка для глубокого сверления роторов:

1 – ротор;

2 – сверло;

3 – направляющие;

4 – державка сверла;

5 – шланг для подачи СОЖ;

6 – задняя бабка;

7 – стойка;

8 – люнет;

9 – насос Рис. 103. Сверлильная головка для обработки глубоких отверстий:

1 – центральное сверло;

2 – ножи;

3 – корпус;

4 – направляющие колодки Рис. 104. Расточная головка для обработки глубоких отверстий Материалом для направляющих колодок расточной и сверлильной головок служит дерево твердой породы - бакаут или самшит. В крайнем случае применяют бук, клен, ясень, дуб или березу. Для обработки колодок по диаметру направляющего отверстия поступают следующим образом. На торце вала возле отверстия, подготовленного под заход сверла или расточ ной головки, делают глубокие насечки зубилом. Эти насечки при вра щении вала срезают припуск (1-2 мм) на колодках головки, и она входит в отверстие вала плотно, без зазора.

Поверхность отверстия под перископический осмотр должна быть выполнена не ниже Ra = 2,5 мкм. Но такую чистоту получить резцовой головкой невозможно, поэтому отверстие обычно подвергается дополни тельной обработке развертыванием. Операция эта выполняется специаль ной плавающей разверткой (рис. 105), которую устанавливают в головку, аналогичную расточным.

Обработка полостей в роторах газовых турбин. Роторы газовых турбин выполняются барабанного типа (см. рис. 92), с внутренними полос тями бутылочной формы, со сферической донной поверхностью. С ростом мощности турбин увеличиваются длины и диаметры роторов, соответст венно увеличивается глубина полости, а наибольший диаметр приближа ется к 500 мм. В общем виде процесс обработки таких полостей включает глубокое сверление, ступенчатое растачивание под обработку сферической поверхности, обработку сферической поверхности, развертывание и отдел ку поверхностей с требуемой шероховатостью.

Рис. 105. Плавающая развертка:

1 – нож верхний;

2 – нож нижний Для обработки полостей роторов на универсальных станках может быть использована борштанга, показанная на схеме (рис. 106). С помощью такой борштанги могут быть обработаны сферические поверхности как от крытых, так и закрытых полостей. Крепление резцов в борштанге осуще ствляется силой резания. Для этого резцы устанавливаются по упорам или заметкам на борштанге.

Рис. 106. Схемы работы борштанги для сверления в валах отверстий бутылочной формы:

1 – люнет;

2 – вкладыши суппорта;

3 – редуктор Обработка полостей роторов газовых турбин также может выпол няться на специальных расточных станках. Размеры частей станков обес печивают необходимую жесткость конструкции. Диаметр борштанги по зволяет выполнить расточку полости без прогиба на полном вылете, в том числе и при обработке образующей сферы дна пластинчатым резцом.

При небольших длинах турбинных валов и единичном производстве, когда изготовление сложной специальной борштанги является нецелесооб разным, подобные отверстия растачивают при помощи особой консольной резцовой оправки и шаблона, устанавливаемого около станка возле резцо вой оправки. На оправке укрепляется игла. Оперируя двумя подачами, то карь ведет иглу оправки по шаблону, а резец при этом обрабатывает отвер стие, копируя движение иглы.

Обработка вала под тепловое испытание. Под тепловое испытание вал обрабатывается с припуском 2 мм на сторону. Шероховатость поверх ностей средней части вала, где устанавливается индикатор для контроля биения, и двух опорных шеек должна быть не ниже Ra = 1,25 мкм, ос тальных поверхностей вала – приблизительно Ra = 40 мкм. Вал обраба тывают с одной установки по всей длине, за исключением левого конца, закрепленного в кулаках планшайбы, который обрабатывается со второй установки. Затем вал проходит тепловое испытание. Сборные валы судо вых и газовых турбин испытывают в собранном виде.

2.7. Окончательная чистовая обработка валов и роторов Чистовое точение. Одним из основных требований к качеству окон чательной обработки валов и роторов является обеспечение концентрично сти их центральных отверстий и наружных поверхностей. Для того чтобы выполнить это требование, в центральное отверстие с обоих концов уста навливают пробки с точно обработанными в них центровыми отверстиями (центрами), которые и принимают за основную базу для всего процесса последующей чистовой обработки как базовых крайних шеек, так и всего вала. В дальнейшем, при необходимости, положение вала на станке можно контролировать по базовым шейкам.

При обработке ротора на станках, не оснащенных ЧПУ, сложно по лучить осевые размеры в пределах чертежного допуска от ±0, до ±0,15 мм, которые по численным значениям совпадают с допусками 7-8-го и 9-го квалитетов точности.

Токарную обработку производят на высокоточных токарно винторезных станках моделей КЖ-1631Ф1, КЖ-Н71Ф1, КЖ-1641Ф2, ос нащенных цифровой индикацией с позиционным программным уп равлением.

В настоящее время для чистовой обработки роторов внедрены стан ки с ЧПУ моделей DN-1400/25 (рис. 107), С-800, DN-2000/100, С- фирм «Вальдрих-Зиген» и «Хеш» (ФРГ).

Каждый станок оборудован числовой двухосевой системой непре рывного траекторного управления, обеспечивающей обработку наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, торцовых конических и ра диусных;

снабжены десятиместным инструментальным магазином и уст ройством для автоматической смены инструментов.

Система управления станками обеспечивает возможность работы в трех режимах: с использованием цифровой индикации, автоматическом и смешанном. Станки с ЧПУ выполняют весь комплекс переходов токарных операций: обработка под тепловое испытание и окончательная чистовая обработка.

Внедрение программированной обработки обеспечивает создание устойчивой технологии, уменьшает, и даже почти полностью исключает, возможности субъективного влияния рабочего, обслуживающего станок с ЧПУ, на конечные результаты выполняемой операции. В результате резко сокращается непроизводительный и утомительный труд рабочего по управлению станком, например при смене специальных резцов, установке и выверке их правильного положения в резцедержателе, затем установке резцов на стружку, сопровождаемой обычно несколькими опытными про ходами и измерениями. При работе по программе управление упрощается:

резцы подаются на рабочее место установленными в инструментальные блоки по точным оптическим приборам, установка режущих инструментов на стружку после опытного прохода достигается путем установки требуе мого размера на пульте управления. Работа может выполняться рабочими более низких разрядов, чем это требовалось при использовании универ сальных станков. Такие операции, как окончательная обработка цельноко ваного ротора, при работе на универсальных станках доверялись только токарям высшей квалификации. Таких специалистов были считанные еди ницы. С внедрением станков с ЧПУ значительно облегчилось решение за дачи подготовки кадров.

Наличие в системе управления станками возможности работы в трех режимах: с использованием цифровой индикации, автоматическом и сме шанном – облегчает процесс внедрения указанных станков.

В процессе эксплуатации станки показали высокую надежность, по зволяли увеличить производительность труда на 20-30 %. Повысилось ка чество изготовления деталей как по размерным показателям, так и по ше роховатости. При этом, наряду с уменьшением трудоемкости и сокраще нием циклов изготовления турбин, решается задача большой социальной значимости – вытеснение тяжелого ручного труда и замена его машин ным, освобождение рабочих от выполнения утомительных однообразных движений. Однако внедрение станков с ЧПУ не снимает ответственности Рис. 107. Токарный станок с числовым программным управлением оператора за качество. Так, например, при установке резца на стружку оператор обязательно должен внимательно проверить результаты первого прохода и внести коррективы в положение кромки с учетом неизбежного притупления в пределах допускаемых отклонений от чертежных размеров.

При обработке ступенчатых валов наиболее ответственным процес сом является получение точных размеров длины отдельных ступеней. До пуски на размеры этих длин задаются обычно в пределах 0,02-0,1 мм, что по численным значениям совпадает с допусками примерно 7-го и 6-го ква литетов точности. Такой высокой точности обработки длин ступеней ва ла можно достичь несколькими способами.

Наиболее совершенный способ состоит в применении приспо собления с индикатором и набором штихмасов (рис. 108). За базу при из мерении положения торцов отдельных ступеней принимается вертикаль ная плоскость среднего цилиндрического выступа. На станине станка по сле обработки торца среднего выступа (например, справа), не отводя резца, необходимо установить стойку 1 с индикатором 2. Штифт индикатора под водят к упорному пальцу 3, установленному на суппорте станка, и замеча ют показание индикатора. Для подрезки следующих торцов суппорт пере водят соответственно на величины а-д и т. д. и помещают между индика тором и упорным пальцем штихмас 4 соответствующего размера;

показа ние индикатора при измерении положения торца каждой ступени обраба тываемого вала должно оставаться равным его показанию при первом по ложении суппорта. Штихмас поддерживают две стойки 5. Этот способ по зволяет измерять длину уступов с точностью до 0,03 мм и отказаться от применения шаблонов, дающих меньшую точность измерений. Для полу чения более точных результатов измерений торцы штихмасов 4 делают сферическими. При единичном изготовлении валов применяют составные наборные штихмасы с микрометрической головкой.

Для того чтобы избежать применения чрезмерно больших штихма сов при обработке особо длинных валов, их разбивают на несколько участ ков, включающих в себя по несколько уступов. После обработки последне го уступа первого участка положение суппорта и резца не изменяют, а стойку с индикатором передвигают к суппорту. Обработку уступов второ го участка производят описанным выше способом по соответствующим штихмасам. Таким же образом производят настройку положения инстру ментов для обработки каждого последующего участка вала.

Диаметры цельнокованых роторов достигают 1500-2000 мм. Измере ния больших диаметров, имеющих допуски 2-го класса, производят специ альными микрометрическими скобами. После снятия замера, для чего, как правило, требуется два человека, скобу проверяют микрометрическим штихмасом. Во избежание влияния деформации скобы на точность проме ров скобу необходимо проверять в том же положении, в каком про изводилось ею измерение диаметра обрабатываемого ротора.

Рис. 108. Приспособление с индикатором для обработки и измерения длин ступеней вала:

1 – стойка;

2 – индикатор;

3 – палец упорный;

4 – штихмас;

5 – стойки При обработке в валах и роторах галтелей, радиусы которых обычно имеют величину 1-100 мм, применяют специальные галтельные резцы и приспособления.

В роторах цельнокованых и барабанного типа, в которых рабочие лопатки набираются в пазы, проточенные в телах дисков или барабанов, точение пазов производится методом постепенного приближения их фор мы и размеров к требуемым, аналогично точению пазов в дисках.

На рис. 109 показано прорезание пазов в роторе газовой турбины под тор цовую заводку лопаток. Шаг пазов выдерживается с помощью делительно го диска, закрепляемого на роторе, и фиксатора, устанавливаемого на сто ле станка.

Окончательную токарную обработку после теплового испытания ва ла выполняют с припуском под шлифование 0,5-0,6 мм на диаметр. Шли фуют опорные шейки и места под насадку дисков, остальные места, за ис ключением торцов, галтелей и конуса для получения муфты, обрабатыва ют окончательно. Резьбу на валу точат после шлифования. После чистовой токарной обработки производят травление для выявления флокенов на опорных шейках и торцах и для серных проб.

Рис. 109. Прорезание пазов под торцевую заводку лопаток Шлифование ведут в центрах с поддержанием вала люнетами, кото рые устанавливают на расстояниях друг от друга, равных 10-12 диаметрам вала. Шлифование разделяют на предварительное и чистовое. Предвари тельное шлифование ведется кругами зернистостью 24-36, твердостью С или СТ, глубиной 0,03-0,04 мм, при подаче, равной 2/3-3/4 ширины шлифо вального круга. Под чистовое шлифование следует оставлять 0,04-0,05 мм.

Чистовое шлифование выполняется кругами зернистостью 40- средней и весьма твердой связки (С и ВТ). Глубина при чистовом шлифо вании равна 0,01-0,02 мм при подаче, равной 1/3-2/3 ширины круга.

Процесс шлифования сопровождается обильным охлаждением жид костью (15-20 л/мин). В качестве охлаждающей жидкости применяется эмульсия или содовая вода (на 100 л воды 2-4 кг кальцинированной соды).

Частоту вращения круга ограничивают максимально допустимой окруж ной скоростью 25-30 м/с. Окружную скорость валов для предварительного шлифования принимают равной 6-8 м/мин;

для чистового 4-6 м/мин. Не снимая вал со станка, необходимо составить паспорт замеров диаметров, произвести травление на флокены и снять «серные» отпечатки.

На некоторых моделях токарных станков одна операция включает не только точение, но и шлифование, доводку особо точных поверхностей, параметры шероховатости которых достигают значения Ra = 0,63 мкм. В частности, такой обработке подвергаются поверхности опорных базовых шеек.

На рис. 110 изображена приводная шлифовальная головка, устанав ливаемая в суппорт токарного станка. Крепится она на поперечных салаз ках 1 суппорта. Выход на стружку шлифовального круга 7 осуществляется поперечным перемещением суппорта с установленной на нем шлифоваль ной головкой, а перемещение вдоль оси шлифуемой детали – механизмом продольной подачи суппорта. Шлифовальный круг посажен на шпиндель 8, второй свободный конец которого соединен со шкивом 2. Шпиндель помещен в обойму 6, неподвижно связанную с корпусом головки 9. Дви жение от размещенного на верхней наружной поверхности корпуса голов ки электродвигателя 4 через шкив и приводной ремень 3 передается на шпиндель. Подача смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания осу ществляется от насосной установки через трубопровод 5.

Для полирования применяется специальная устанавливаемая на верхнем поперечном суппорте головка с приводом от электродвигателя, конструкция которой приведена на рис. 111. На рисунке указаны два по ложения устройства: контурными линиями – рабочее и пунктирными ли ниями – нерабочее. С суппортом оно связано своим основанием 1. Корпус 5 может быть повернут вокруг оси 6 в заданное положение и в нем зафик сирован распоркой 7. Движение от электродвигателя 4 передается на веду щий ролик приклона 3. Между ведущим и ведомым роликами, последний из которых является и натяжным элементом, помещена бесконечная абра зивная полировальная лента 2. Усилие прижима к поверхности шейки ро тора регулируется настроечным перемещением верхнего суппорта станка.

Подача вдоль оси шейки осуществляется при движении суппорта, приво димого механизмом станка. Для отсоса шлама в конструкцию введен ци клон 9 со шлангом 8.

Выглаживание опорных шеек. Более совершенным процессом отдел ки поверхности опорных шеек роторов с доведением до требуемой шеро ховатости при одновременном повышении усталостной прочности и изно состойкости является упрочнение поверхности выглаживанием. Сущность процесса заключается в концентрированном давлении инструмента на все точки обрабатываемой поверхности ротора отполированным алмазным зерном, рабочей поверхности которого придана сферическая форма. При этом неровности обрабатываемой поверхности, подвергаясь нагреву тре нием и давлению, частично разрушаются, а частично деформируются.

Совместное воздействие приводит к сглаживанию поверхностей, поверх ность приобретает гладкий блестящий вид. Изменяется микроструктура и качество поверхностного слоя. Измельчаются и деформируются зерна ме талла. Возрастает микротвердость, которая принимает наибольшее значе ние у самой поверхности. Это явление способствует повышению из носостойкости.

Рис. 110. Приводная шлифовальная головка к токарному станку:

1 – салазки поперечные;

2 – шкив;

3 – ремень;

4 – электродвигатель;

5 – трубопровод;

6 – обойма;

7 – шлифовальный круг;

8 – шпиндель;

9 – корпус Рис. 111. Полировальная головка к токарному станку:

1 – основание;

2 – абразивная лента;

3 – ролик ведущий;

4 – электродвигатель;

5 – корпус;

6 – ось;

7 – распорка;

8 – шланг;

9 – циклон В производственном объединении «Невский завод» освоено выгла живание шеек роторов диаметром до 300 мм из сталей 34ХНЗМ, 20ХЗМВФ и др. при непрерывной подаче алмазного инструмента. Ско рость ведения процесса не имеет большого влияния на результат. Подачи должны быть ограничены пределом в 0,11 мм/об. При больших значениях подачи высота неровностей значительно возрастает.

На рис. 112 приведена конструкция обкатника. Он состоит из корпу са 1, помещаемого в резцедержатель станка. В паз корпуса на оси 4 сво бодно посажена державка 2, несущая наконечник 3, с закрепленным в нем алмазным зерном. Тарированное усилие на державку и в конечном счете на поверхность обкатываемой шейки сообщается подпружиненным стерж нем 5.

Однако выглаживание при линейном перемещении обкатника, т. е. с непрерывной подачей, имеет тот недостаток, что след движения алмазного зерна является винтовой линией. Недостаток исключается сообщением об катнику еще одного движения с большой частотой и амплитудой, превы шающей величину подачи.

На рис. 113 изображен обкатник для вибрационного выглаживания.

Он состоит из закрепляемого в суппорт станка корпуса 1, в который на по луосях 2 помещена скалка 5, несущая наконечник 4 с алмазным зерном. В кронштейне скалки установлена опирающаяся на шарикоподшипник эксцентричная по отношению к опорной часть валика 7, вращаемого пнев моприводом 5. Суппортом станка сообщается обкатнику заданное движе ние подачи. Контактирующему с обкатываемой поверхностью алмазному зерну через скалку 3 сообщается качательное движение, передаваемое от пневмопривода 5 через эксцентриковое устройство. Изменением частоты вращения пневмопривода и варьированием скорости подачи суппорта дос тигают оптимального рисунка – следа от воздействия алмазного инстру мента на поверхность.

Рис. 112. Обкатник для алмазного выглаживания:

1 – корпус;

2 – державка;

3 – наконечник;

4 – ось;

5 – стержень Рис. 113. Обкатник для алмазного вибрационного выглаживания:

1 – корпус;

2 – полуось;

3 – скалка;

4 – наконечник;

5 – пневмопривод;

6 – шарикоподшипник;

7 – валик Поверхности с высокими требованиями к шероховатости, предна значенные под неподвижное соединение с дисками и с другими деталями, обрабатывают шлифованием на тяжелых круглошлифовальных станках.

Окончательная обработка после шлифования включает подрезку торцов, зачистку галтелей в местах переходов, нарезание резьб, обработку конуса на конце вала под насадку полумуфты и другие операции. Обра ботка посадочных мест под хвостовики рабочих лопаток в дисках цельно кованых роторов вильчатой или Т-образной формы производится так же, как и для наборных дисков. Посадочные места под насадку дисков, опор ные шейки – все подвергают травлению. Затем осуществляют испытания на выявление серных и фосфорных включений в металле.

Фрезерование шпоночных пазов в валах роторов и в роторах под со единения с насадными дисками, полумуфтами и другими деталями выпол няется на горизонтально-расточных станках и реже на продольно фрезерных. В любых случаях, когда на цилиндрической или конической посадочной поверхности фрезеруется один или несколько пазов, ведется процесс или по разметке, или с применением делительного устройства, по сле фрезерования, чаще непосредственно перед сборкой, необходима не только слесарная пригонка шпонок, но и их механическая обработка по предварительным замерам размеров пазов.

Находят применение при обработке роторов специализированные, создаваемые на базе токарных, многоцелевые станки. На рис. 114 приведе на компоновка станка. Помимо токарной обработки на станке можно фре зеровать шпоночные и другие пазы, шлифовать поверхности опорных ше ек. Станок имеет общую длину свыше 30 м, ширину около 5 м и высоту центров 2,5 м. Несущая способность передней и задней бабок по 75 т – максимальная общая масса обрабатываемых деталей может достигать т. Мощность бесступенчато-регулируемого привода 110 кВт. У станка две независимые станины. На задней станине с двумя направляющими разме щены передняя и задняя бабки, а также люнеты. На передней станине имеются две направляющие, по которым перемещаются салазки суппорта.

Непрямолинейность на всей длине станин не более 0,06 мм, непараллель ность всех четырех направляющих – 0,01 мм.

Шпоночные и другого назначения пазы обрабатываются фрезерной головкой 3, устанавливаемой на салазках. Измерительное устройство реги стрирует перемещение фрезерной головки с точностью до 0,01 мм. В ком плекте оснастки станка поставляются угловые фрезерные головки и удли нитель фрезерного шпинделя.

Для точного позиционирования ротора при фрезеровании в шпин дельной бабке размещен двухступенчатый привод точного вращения шпинделя. Позиционирование поворота шпинделя выполняется специаль ной системой управления с декадными переключателями и цифровой Рис. 114. Многоцелевой станок для точения, шлифования и фрезерования роторов:

1 – резцедержатель;

2 – шлифовальная головка;

3 – фрезерная головка индикацией. По достижении заданного положения шпиндель точно фикси руется с помощью гидравлических зажимов.

Для шлифования шеек и других поверхностей вместо резцедержате ля 1 устанавливают шлифовальную головку 2. Диаметр круга – 500 мм, ширина – 80 мм. Устройство для правки круга размещено на задней бабке.

Обработка отверстий. В конструкции цельнокованых роторов вве дены пароразгрузочные отверстия в теле дисков. Поверхности отверстий с поверхностями тела дисков по требованиям конструкции сопрягаются гал телями, имеющими плавный переход и шероховатость Ra = 2,5 мкм. Оси отверстий параллельны оси ротора, а тело дисков с обеих сторон ограни чено коническими или сложной формы поверхностями. Поэтому соблюде ние требования плавного сопряжения галтелями упомянутых поверхностей приводит к введению в процесс трудоемких переходов.

Операция обработки пароразгрузочных отверстий выполняется на горизонтально-расточном станке. Деталь укладывается на специальные стойки и выверяется до достижения параллельности ее оси с осью шпин деля станка. Для исключения увода отверстий, выполняемых в ряде дис ков, в том числе и на значительном расстоянии от шпинделя станка, при меняют кондукторы, поддерживающие инструмент между дисками ротора.

Перевод ротора из позиции в позицию и фиксация его положения осуще ствляются с помощью поворотного фиксирующего устройства.

На горизонтально-расточном станке обрабатываются также от верстия во фланцах муфт, соединяющих смежные роторы, для вскрытия отверстий применяются спиральные, а также кольцевые сверла. Вслед за этим переходом производится растачивание. Чаще всего из-за отсутствия необходимых для точного ведения процесса средств обработка поверхно стей отверстий в данной операции не заканчивается. Она завершается со вместной в двух роторах чистовой обработкой в отдельной операции.

2.8. Особенности изготовления и обработки сварных роторов Роторы сварной конструкции применяют в том случае, когда из-за большой массы и размеров их не удается изготовить цельноковаными: га бариты и масса заготовки превышают возможности металлургических за водов.19 Так, например, при строительстве АЭС наряду с быстроходными турбинами с частотой вращения 3000 об/мин широкое развитие получили мощные тихоходные турбины с частотой вращения 1500 об/мин.

Характерными особенностями тихоходных турбин являются боль шие размеры и масса роторов. Так, например, ротор низкого давления ти хоходной турбины К-1000-60/1500-2 имеет массу (без лопаток) 152,5 т, что Освоением производства тяжелых поковок занят Ижорский завод. Расчеты показывают большую эко номию металла и трудозатрат при использовании сварных конструкций.

больше массы ротора низкого давления быстроходной турбины К-220-44- почти в 5 раз (табл. 36).

Таблица Сравнительные данные роторов тихоходных и быстроходных турбин Параметры ротора, требования Ротор НД Турбина К-1000-60/1500-2 К-220-44- Масса (без лопаток), т 152,5 31, Размеры, мм:

диаметр шейки 800,0 520, максимальный диаметр бочки 2845,0 1527, длина 12493,0 6521, Допускаемые отклонения формы ше ек (не более), мм:

овальность, конусность 0,03 0, радиальное биение 0,025 0, нецилиндричность 0,02 0, Допускаемое биение, мм:

радиальное относительное шеек на всех участках под лабиринтовые уплотнения 0,04 0, торцовое на фланцах 0,02 0, Ротор турбины К-1000-60/1500-2 – сварной, двухпоточный, имеет по семь ступеней в каждом потоке, состоит из 14 кованых деталей: десяти дисков, двух средних частей и двух хвостовиков. Аналогичный ротор (в стадии обработки) турбины 1200 МВт показан на рис. 115.

Несмотря на возросшие габариты, требования к точности изготовле ния основных поверхностей роторов тихоходных турбин остаются доста точно жесткими (табл. 36).

Технологический маршрут изготовления сварных роторов состоит из следующих этапов: механическая обработка деталей под сварку;

сборка под сварку и сварка;

термическая обработка для снятия внутренних на пряжений;

механическая обработка сварных швов для ультразвукового контроля;

ультразвуковой контроль сварных швов;

чистовая механическая обработка.

Механическая обработка деталей под сварку выполняется по черте жам, в которых предусмотрены центрирующие пояски для точного фикси рования правильного взаимоположения деталей перед сваркой и припуски на обработку ротора после сварки.

Состав оборудования специализированного участка для из готовления сварных роторов мощных паровых турбин для АЭС включает:

уникальные сварочные установки, термическую печь с выкатным подом размером 414 м, комплекс специализированного оборудования, в том числе крупные токарные станки моделей IA685, КЖ698Ф1, КЖ699Ф1, ро торный фрезерный станок модели КУ-384, стенды для облопачивания, спаривания роторов и установка для динамической балансировки.

Механическая обработка основных элементов сварного ротора про изводится аналогично обработке дисков и других частей сборных роторов с соблюдением межоперационного контроля качества металла неразру шающими методами контроля.

Сборка и сварка. В этой части техники изготовления сварных рото ров произошли существенные изменения с увеличением параметров тур бинных установок, особенно при переходе к изготовлению тихоходных турбин для атомной энергетики. Существовавшие способы изготовления сварных роторов к турбинам для АЭС, масса которых достигает 250 т при максимальном диаметре 2500 мм и длине 13000 мм, оказались непри годными.

До последнего времени в технике производства сварных роторов сборка под сварку, сварка и контроль их качества после сварки производи лись на трех стендах. Первоначально на специальном стенде ротор соби рался в вертикальном положении, и после его нагрева (сварка легирован ных сталей производится в нагретом состоянии) осуществлялась аргоноду говая сварка корневых частей швов ротора, после чего ротор из вертикаль ного положения устанавливался на второй (горизонтальный) стенд, где производилась автоматическая сварка под слоем флюса основной части разделки сварных швов. На третьем специально оборудованном стенде контролировалось качество сварных швов после сварки и термообработки.

Наряду с высокими требованиями к качеству сварных швов исключитель но жесткие требования предъявляются к отклонению от прямолинейности оси ротора. Искривление оси ротора после сварки и термической обработ ки не должно превышать 0,25 мм на сторону при сварке роторов массой до 200 т и длиной 12 м.

Наиболее ненадежной частью существовавшего техпроцесса явилась переустановка предварительно сваренной заготовки из вертикального по ложения в горизонтальное, потому что при этом могут возникать мелкие трещины в околошовной зоне, а также искривление оси ротора.

По предложению Харьковского завода (а.с. 434697 и а.с. 434698) внедрены принципиально новая технология и оборудование, позволяющие в пределах одного стенда (вместо трех) осуществить горизонтальную сборку, сварку и контроль качества сваренной заготовки ротора.

Рис. 115. Ротор НД турбины К- Повышение точности при горизонтальной сборке ротора достигается путем систематической проверки аксиального и радиального биения соби раемых элементов и с помощью оптической системы, позволяющей точно определять положение собираемых элементов относительно оси ротора.

Чистовая токарная обработка сварного ротора в части процессов резания и измерения выполняется с использованием традиционных мето дов. Существенно усовершенствован метод подготовки ротора под цен тровку. В целях устранения возможного небаланса сваренного ротора, свя занного с неконцентричностью внутренних поверхностей дисков средних и концевых частей, он (для определения теоретической оси) устанавлива ется концевыми частями в кулаки планшайб передней и задней бабок, за тем с помощью индикатора определяются величина и направление смеще ния каждого диска.

Полученные результаты обрабатываются на ЭВМ, которая выдает решение – расположение теоретической оси сварной заготовки. Такой ме тод определения оси реализован благодаря созданию серии специальных токарных станков, оснащенных двумя планшайбами с независимыми кула ками для центровки заготовок. На этих же станках выполняется оконча тельное точение роторов. К группе таких станков, созданных Краматор ским заводом тяжелых станков имени В.Я. Чубаря, относится тяжелый то карный станок модели 1А685Ф2. Станок позволяет обрабатывать детали длиной 16,000 мм, массой до 200 т. Благодаря наличию раздельных станин для люнетов и суппортов обеспечивается широкая маневренность суппор тов вдоль всей станины, поперечные направляющие суппортов позволяют обрабатывать торцовые поверхности деталей диаметром 400-5000 мм.

Станок укомплектован дополнительными навесными устройствами (в т. ч. для шлифования шеек под люнеты, сверления отверстий, фрезеро вания замковых пазов), позволяющими концентрировать операции при од ной установке детали.

Станок оснащен системой ЧПУ, цифровой индикацией и обладает возможностью задания параметров обработки, что дает возможность зна чительно сократить вспомогательное время.

Обработка пазов в дисках под лопатки с грибовидным профилем осуществляется традиционным методом.

Обработка дуговых елочных пазов под лопатки в дисках последних ступеней выполняется на роторно-фрезерном станке КУ-324. Станок, изго товленный Коломенским заводом тяжелого станкостроения, имеет две фрезерные стойки на одной станине, а гидростатические люнеты и бабку для поворота на определенный угол – на второй.

Одновременная работа двух фрезерных стоек и автоматический цикл обработки позволили выполнить трудоемкие и технически сложные опе рации с высокой производительностью (в 2,5 раза выше, чем при обработ ке пазов на универсальных зубофрезерных станках).

Для обработки дуговых ёлочных пазов под лопатки в дисках послед них ступеней сварного ротора, имеющего длину 10000 мм и диаметры дис ков более 2500 мм, созданы специальные уникальные установки.

Более подробно ознакомиться с процессом изготовления сварных роторов можно в специальной литературе. 3. ОБРАБОТКА ДИСКОВ РОТОРОВ ПАРОВЫХ И ГАЗОВЫХ ТУРБИН 3.1. Назначение и условия работы Диски паровой или газовой турбины, соединенные либо между со бой, либо с валом, образуют ротор. Для создания прочного ротора необхо дима особая форма дисков, которая не всегда технологична.

Диски определяют требуемое положение рабочих лопаток на роторе и в лопаточном аппарате турбины, выполняя функцию промежуточного звена между валом ротора и лопаточным аппаратом;

диски непосредствен но участвуют в преобразовании прямолинейного движения пара во враща тельное движение турбинного ротора. По своему назначению и условиям эксплуатации диски являются наиболее напряженными и ответственными деталями ротора турбины. После сборки с лопатками диски называют также рабочими колесами.

При работе турбины насадное рабочее колесо (диск) или диск сбор ного ротора находится в весьма сложных температурных и напряженных условиях. На диск воздействуют силы, создаваемые давлением пара на ло патки, центробежные силы от лопаток и собственной массы, силы, вызы ваемые натягом от горячей посадки;

силы, возникающие от разности дав лений до диска и за ним, динамические нагрузки от вибрационных явле ний;

термические напряжения при пуске, переменных режимах работы турбины и др.

Наибольшие напряжения в материале рабочего колеса при работе турбины возникают в зоне втулочного отверстия, однако по условиям ме таллургического производства именно возле центра втулочного отверстия, совпадающего с центром слитка, материал поковки диска имеет более низ кие механические свойства, чем в остальной части поковки. Поэтому об разцы для контрольных испытаний материала поковки всегда берутся из припуска, оставляемого на поверхности втулочного отверстия.

Диск турбины является почти столь же напряженной деталью, как и рабочие лопатки. Разрушение диска представляет собой серьезнейшую аварию и связано обычно с полным разрушением турбины. Поэтому к ма Рудковский А.Ф., Герман С.И. Сварно-кованые роторы турбинных установок для атомных и тепловых станций //Энергомашиностроение. 1979. №10. С.22-25.

териалу дисков и качеству их обработки предъявляются очень высокие требования.

Совершенно недопустимы в дисках резкие конструктивные перехо ды, грубые следы резца после механической обработки и другие дефекты, которые могут вызвать местную концентрацию напряжений. Известны случаи, когда поломки дисков происходили еще в процессе сборки ротора.

При этом разрушение начиналось от угла осевого шпоночного паза. При чиной таких поломок явилось то, что величина местного напряжения от натяга при горячей посадке оказалась значительно больше допустимой.

Таким образом, в данной ситуации образовывалась концентрация напря жений, вызванная отсутствием закругления (плавного перехода) в углу шпоночного паза. В рассмотренных случаях предусмотренное чертежами закругление повреждалось напильником при слесарной доводке ширины шпоночного паза. При этом, как показала проверка, качество материала дисков было безупречным.

3.2. Конструкция дисков В большинстве конструкций дисков можно различить следующие элементы: обод (или венец диска), втулку (или ступицу) и среднюю часть (или тело диска), называемую в производственной практике «полотном».

Иногда под словом "венец" понимают профиль обода под насадку лопаток, например при грибовидном или вильчатом профилях.

В некоторых конструкциях дисков при небольшой ширине лопаток обод не отличается по толщине от примыкающего к нему полотна. Разме ры обода целиком определяются размерами хвостов лопаток. Размеры втулки определяются величиной возникающих в ней напряжений, для снижения которых приходится увеличивать как длину, так и наружный диаметр втулки.

По своей форме диски представляют собой тела вращения.

На рис. 116 представлены некоторые разновидности дисков и объе диненных с ними в одну группу концевых частей сборных роторов.

На рис. 116, а, б изображены насадные диски рабочих колес паровых турбин. Первый из них является диском рабочего колеса паровой турбины средней мощности, а второй – мощной паровой турбины. В газовых турби нах применяются диски без центрального сквозного отверстия. Разновид ности их конструкций показаны на рис.116, в, г. Диск сборного ротора энергетической газовой турбины изображен на рис.116, д. Конструкция (рис. 116, е) представляет собой концевую часть сборного ротора ГТУ.

Специфическими элементами формы дисков, которые влияют на технологию их изготовления, являются профили тел дисков и пазы в обо дах (венцах) дисков для крепления лопаток. По форме этих элементов дис ки можно разделить на простые и сложные.

Рис. 116. Конструкции дисков и концевых частей сборных роторов Рис. 117. Профили тел дисков Рис. 118. Диск турбины большой мощности Простое по форме тело диска (рис. 117, а), не вызывает каких-либо трудностей при его обработке. Профили дисков (рис. 117, б и рис. 118) также относительно просты, но для обработки конических поверхностей указанных дисков требуется наличие специальных приспособлений. Диски с профильными кривыми (рис. 119, а) являются более сложными;

для их изготовления применяют специальные инструменты и приспособления, которые по своей конструкции являются весьма разнообразными. Техно логия обработки таких дисков и конструкция применяемой оснастки в зна чительной степени зависят от количества деталей в партии, т. е. от серий ности производства дисков. Обработка дисков с пальцевыми втулками (рис.119, б) также требует разработки специальной технологии и техноло гической оснастки.

Существует большое количество конструкций пазов и венцов для крепления рабочих лопаток, однако по методу обработки их можно свести к сравнительно небольшому числу типов. Обработка пазов в дисках явля ется наиболее сложной и ответственной частью работы, так как иногда да же незначительные отклонения влекут за собой брак всего диска. Для об работки пазов применяют разнообразные профильные режущие и изме рительные инструменты, весьма сложные в изготовлении.

Поскольку аналогичные пазы и венцы выполняются также на дисках цельнокованых роторов или непосредственно в теле ротора барабанного типа, то технология их обработки практически совпадает с технологией обработки пазов и венцов в отдельных дисках. Поэтому описание их кон струкции и методы выполнения приведены в главе 4 третьего раздела на стоящей книги.

3.3. Виды заготовок и применяемые материалы Турбинные диски изготовляются из поковок углеродистой и легиро ванной стали. Процесс изготовления поковок должен обеспечить однород ную структуру и высокие механические свойства материала заготовок для дисков. Ось заготовки должна приблизительно совпадать с осью слитка.

Внешние очертания поковок приблизительно соответствуют наружным очертаниям дисков с учетом припусков и напусков на обработку. Величина припусков на поковки зависит от размеров и формы дисков (рис. 120).

В местах сложных очертаний заготовкам придают упрощенную форму, т. е. делают напуск.

Стали, применяемые для изготовления турбинных дисков, разделя ются на категории, которые определяются величиной напряжения, допус каемого в материале дисков во время работы турбины, а также техниче скими условиями на материал для дисков (см. ОТУ.24. 10.003- и табл. 33, 34).

Рис. 119. Профили тела диска сложной формы Технические требования к материалу дисков предусматривают вы сокую механическую прочность, чистоту металла и его однородность, от сутствие внутренних пороков и высокую химическую стойкость, а также хорошую обрабатываемость резанием для получения гладкой поверхности в готовом диске.

Диски сборных роторов газовых турбин можно получить литьем по выплавляемым моделям. При производстве авиационных газовых турбин в нашей стране и за рубежом переходят на изготовление дисков компрессора и турбины горячим изостатическим прессованием гранул в газостате (ме тодом порошковой металлургии).21 Основные этапы технологического процесса - получение гранул (диаметром 5-500 мкм);

очистка и сортировка гранул по размерам;

горячее изостатическое прессование заготовки из гра нул в газостате (температура нагрева 1200 °С, давление 200 МПа). Горячее изостатическое прессование повышает жаропрочность и пластичность ма териала заготовки.

Для дисков компрессора отрабатываются технология и оборудование в целях получения заготовок с регулируемой структурой методом изоста тического прессования порошков с разными механическими свойствами. Перспективными являются также изотермическая штамповка и рас катка заготовок дисков компрессора и турбины в условиях сверх пластичности. Сущность этого направления состоит в следующем. Рабочие валки создают гидростатическое давление на материал заготовки, находя щийся в очаге деформации. Величина гидростатического давления пре вышает предел текучести материала, что подавляет порообразование, ис ключает появление трещин и других несплошностей. Соблюдение изотер мических условий в этом процессе деформирования обеспечивает мелко зернистую равноосную структуру при незначительной ориентации зерен в Белов А.Ф. Металл: улучшение качества - путь к экономии // Наука и жизнь. 1982. №2. С. 2-9.

НИЦ имени Льюиса (США).

направлении течения металла. Материал заготовок дисков имеет повы шенные механические свойства с малым их разбросом.

В настоящее время разработаны технологические процессы сверх пластического раскатывания дисков из титановых и жаропрочных сплавов.

3.4. Виды испытаний заготовок В кузнечно-прессовом цехе поковки проходят следующую обработку. Поковки отжигаются при температуре 700-750 °С и медленно охлаждаются в печи. После отжига поковки поступают в обдирочное отде ление, где их сначала грубо обрабатывают, оставляя припуски по 10-12 мм на сторону, и затем полируют поверхности отверстий и торцов ступицы и обода. Полированные поверхности травят для выявления внутрен них трещин типа флокенов.

При положительных результатах проверки, т.е. при отсутствии де фектов в материале заготовок, диски вновь обрабатывают резанием с при пусками по 4-8 мм на сторону в зависимости от формы и размеров дисков и производят термическую обработку заготовок. В результате термической обработки дискам придают требуемые свойства и снимают в них внутрен ние напряжения, которые возникают в процессе ковки и последующей об дирки.

В зависимости от марок и сортов стали термическая обработка поко вок проводится или нормализацией, или закалкой в масле с последующим отпуском и охлаждением на воздухе, или закалкой в масле с отпуском и охлаждением в печи. Режимы термической обработки указываются в тех нической документации на изделие.

Ответственное назначение и высокие требования к качеству турбин ных дисков вызывают необходимость проведения следующих испытаний материала заготовок: определение величины внутренних напряжений;

ме ханических свойств металла;

отсутствия флокенов, серных и фосфорных включений, внутренних трещин и других дефектов. Все эти испытания проводятся перед окончательной механической обработкой дисков.

Внутренние (тангенциальные) напряжения во многих случаях могут значительно ослабить механическую прочность турбинных дисков даже при отсутствии местной концентрации напряжений. Внутрен ние напряжения в поковках дисков возникают при горячей механи ческой, термической и холодной механической обработках. В основу оп ределения этих напряжений положена деформация образцов (колец), вырезанных из тела втулки диска.

Рис. 120. Внешние очертания заготовок для дисков:

а, б – заготовки для дисков сложных очертаний;

в – заготовка для дисков простых очертаний;

1 – контур заготовки;

2 – контур готового диска Операция вырезки и измерений колец выполняется следующим об разом.

1. Поверхности поковки (рис. 121) в тех местах, где будут выреза ны кольца а-г, обрабатываются и полируются до Ra =0,63 мкм. Такая об работка обеспечит точность измерений диаметра.

2. Окружность полированной поверхности колец делят на восемь равных частей, через намеченные точки в радиальном направлении прово дят риски 1-8, определяющие положения четырех диаметров, которые тщательно измеряют, и записывают результаты измерения.

3. Размечают ширину и толщину колец (2525 мм).

4. Отрезают кольца с малой подачей (0,05-0,1 мм/об) и малой скоро стью резания (8-10 м/мин) при обильном охлаждении. Такой режим не вы зывает дополнительных напряжений при механической обработке.

Отрезанные кольца осторожно отделяют от детали и кладут на торцы с целью предупредить образование деформаций от собственного веса ко лец.

После охлаждения кольца до температуры окружающего воздуха производится повторный обмер тех же диаметров. Повторные обмеры должны выполняться тем же работником, который производил предвари тельные обмеры, одним и тем же измерительным инструментом. Допус каемая ошибка обмера не должна превышать 0,01 мм.

Рис. 121. Схема вырезки образцов (колец) для испытания материала и оп ределения внутренних напряжений в заготовке диска Величина деформации определяется как разность диаметров колец до и после их вырезки. Величины внутренних напряжений определяются по упрощенной формуле E t = Dср, где t – тангенциальные напряжения, Н/мм2 (кгс/мм2);

Е – модуль Юнга (Е = 2·105 Н/мм2 = 2·104 кгс/мм2);

– среднее приращение диаметра кольца, мм;

Dср – среднее значение замеров диаметров до отрезки кольца, мм.

Ниже приведен пример подсчета внутренних напряжений диска тур бины мощностью 50·103 кВт. Результаты обмера кольца до и после отрезки ср = 0,025 мм;

отсюда приведены в табл.35. Имеем Dср = 580,06 мм;

2 10 5 0, t = = 9 Н/мм2 = 0,9 кгс/мм2.

580, Таблица Результаты обмера кольца до и после отрезки Обозначение Замеры диамет- Замеры диамет- Деформация диаметров по ров до отрезки ров после отрез- кольца, мм рис. 88 кольца, мм ки кольца, мм 1–5 580,77 580,06 -0, 2–6 580,06 580,06 -0, 3–7 580,05 580,01 -0, 4–8 580,06 580,01 -0, Среднее значе ние 580,06 580,035 -0, Остаточные напряжения для дисков с наружным диаметром до 550 мм должны быть не более 30 Н/мм2 (3 кгс/мм2);

для дисков диаметром 550-1000 мм – не более 40 Н/мм2 (4 кгс/мм2);

для дисков больших 1000 мм - не более 50 Н/мм2 (5 кгс/мм2).

Механические свойства определяют испытанием пятикратных тан генциальных образцов. Пробы, из которых изготовляют образцы для испы тания, вырезают холодным способом из термически обработанных поковок (рис. 122). Пробы 1 и 2 берут в кузнечно-прессовых цехах, а пробы 3-4 – в механических цехах для повторных испытаний перед окончательной обра боткой дисков. У поковок для дисков диаметром свыше 1200 мм (рис. 122, а) пробы берут от ступицы и от обода, а у поковок для дисков диаметром до 1200 мм (рис. 122, б, в) – только от ступицы. Пробы клей мятся представителем технического контроля. Из каждой пробы изготов ляют два образца на удар и по одному образцу на разрыв и изгиб. Испыта ние образцов производится в Центральной заводской лаборатории (ЦЗЛ).

Рис. 122. Схема разметки диска для отбора образцов:

а – диск диаметром больше 1200 мм;

б, в – диски диаметром меньше 12 мм Поковки, не удовлетворяющие требованиям технических условий, подвергаются повторным испытаниям на удвоенном количестве образцов.

При этом повторяется тот вид испытания, который дал неудовлетвори тельные результаты. При отрицательных результатах повторных испы таний хотя бы одного образца поковки подвергаются вторичной термичес кой обработке.

Материал диска дважды подвергается травлению: первый раз при обдирке и второй раз перед окончательной механической обработкой.

Травлением выявляются скрытые пороки металла.

Окончательно обработанные диски испытывают снятием отпечатков по методу Баумана. Испытание выявляет серные и фосфорные включения в металле. Места, с которых снимают отпечатки, предварительно шлифу ют. Отпечатки снимают с поверхности отверстия и двух торцов ступицы диска. Окончательно обработанные диски испытывают также методами дефектоскопии: на магнитной машине, магнитно-керосиновой пробой, ультразвуковым и другими методами. Эти испытания должны выявить внутренние дефекты (флокены, трещины и т.п.).

3.5. Технические требования к механической обработке К механической обработке и статической уравновешенности дисков предъявляются высокие технические требования. Допуски на различные размеры установлены по 7-9-му квалитетам точности, а параметр шерохо ватости поверхностей не ниже Ra = 2,5-1,25 мкм.

Обработанные турбинные диски должны удовлетворять следующим требованиям:

допуски на центральное отверстие установлены в пределах +0, мм, а овальность и конусность не должны быть выше половины установ ленного допуска на диаметр;

неконцентричность отверстия и наружных поверхностей обода, ступицы и других цилиндрических поверхностей должна составлять не бо лее 0,03 мм;

биение торцов ступицы и обода относительно оси центрального от верстия должно быть не более 0,03-0,1 мм;


обод диска надо обрабатывать по чертежу, соответствующему про филю хвостовика;

непараллельность осей пазов для крепления лопаток должна со ставлять не более 0,15 мм на 100 мм длины;

боковые поверхности осевого шпоночного паза должны быть па раллельны оси расточки диска и между собой (допустимое отклонение не более 0,03 мм по всей длине).

Все острые кромки, переходы, если нет специальных указаний, сле дует закруглять радиусом 0,5 мм или снимать фаски 0,545°.

Совершенно недопустимо наличие рисок, уступов, грубых следов резца по любой поверхности обработанного диска. Размеры без допусков должны выполняться по 14-му квалитету точности.

3.6. Технологические процессы обработки дисков Механическую обработку можно подразделить на черновую и чис товую.

Черновая обработка дисков. Черновая обработка заключается в том, что поковку обрабатывают с припуском 5 мм на сторону от чистовых раз меров. У дисков диаметром до 1200 мм в центральном отверстии предус мотрен специальный припуск для вырезки кольца сечением 25x25 мм.

Диски диаметром более 1200 мм имеют дополнительный припуск на на ружном диаметре обода для взятия дополнительных проб (см. рис. 121).

После черновой обработки диски подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений. Подготовка поверхности к отрезке ко лец, используемый метод отрезки, порядок выполнения замеров и опреде ление остаточных напряжений аналогичны операциям, выполняемым при обработке ротора.

Дальнейшая обработка дисков осуществляется только после получе ния положительных результатов испытаний на определение механических свойств материала. Черновую обработку выполняют на токарно карусельных станках повышенной жесткости.

Чистовая обработка дисков. Поскольку при чистовой обработке дисков неизбежна смена баз, то за первую операцию необходимо произвести обработку наибольшего числа поверхностей для их использо вания в качестве базовых при дальнейшей обработке.

Основные методы обработки дисков различных конструкций мало чем отличаются друг от друга. Несколько различается обработка пазов, венцов и профильных кривых. Диски обрабатывают на токарно карусельных, лобовых и токарно-центровых станках, а также на лобовых станках с гидро- или электрокопировальными устройствами, специально предназначенными для обработки дисков. С точки зрения повышения про изводительности и удобства обработки, отверстие и профильные кривые тела диска целесообразно обрабатывать на токарно-карусельных станках, а пазы или венцы для крепления лопаток – на лобовых.

Перед окончательной механической обработкой дисков поверхности отверстия и торцов ступицы и обода проверяют на отсутствие флокенов.

Перед проверкой их обрабатывают до параметров шероховатости Ra =0,32 мкм. Диск устанавливают на планшайбе карусельного станка и крепят кулаками за обод. Поверхности торцов обрабатывают резцами, ос нащенными пластинками из твердого сплава марки Т15К6 (ГОСТ 3882-67) или из минералокерамических сплавов, с последующей зачисткой наждач ным полотном. Отверстие диска обрабатывают расточным резцом и шли фуют при помощи шлифовального приспособления, которое устанавлива ют на суппорте станка вместо резцедержателя. Это дает возможность об рабатывать оба торца с одной установки. При креплении диска кулаки не обходимо прижимать равномерно и с большой осторожностью, не допус кая коробления диска. Рекомендуется на торец ступицы устанавливать два три индикатора. Величина отклонения допускается не более 0,01-0,02 мм.

Такая установка и крепление жестких дисков в кулаках за обод, при со блюдении указанных условий не вызывают деформаций, влияющих на точность формы дисков.

Отверстие в диске растачивают с припуском 0,5-0,6 мм на диаметр и с одной установки окончательно обрабатывают с двух сторон торцы сту пицы (рис. 123). Такой способ обработки гарантирует требуемую парал лельность торцов. После этого обрабатывают торец обода и цилиндриче скую наружную поверхность его до кулаков планшайбы. На торце обода для дальнейшей обработки пазов или венцов оставляют припуски 0,2-0,3 мм на сторону, а по наружному диаметру 0,5-1,0 мм на сторону. За тем специальным приспособлением шлифуют отверстие. Мощность электромотора шлифовального приспособления не должна быть ниже 4-5 кВт. Затем с этой же установки обрабатывают профильную кри вую тела диска.

Рис. 123. Схемы установки диска под окончательное точение ступицы на карусельном станке Рис. 124. Схемы установки турбинного диска на столбики для обработки второй стороны на карусельном станке:

1 - планшайба;

2 - кулачки;

3 - индикатор;

4 - диск;

5 - столбики Обработка второй стороны диска должна обеспечить равномерное распределение его массы относительно оси. Такая уравновешенность достигается строгой концентричностью отверстия и обода и параллельно стью сторон диска. С этой целью для обработки второй стороны диска на карусельных станках применяется «установка на столбики», рис.124, а.

Столбики представляют собой цилиндрические детали с заточкой у основания, выполненной по размеру паза планшайбы, и центральным от верстием для их крепления. После крепления на планшайбе 1 все столбики одновременно обтачивают, чем обеспечивается абсолютное равенство их по высоте. Диск 4, установленный на столбики 5 торцом обода, проточен ным при обработке первой стороны, занимает правильное положение (без биения) в осевом направлении. В радиальном направлении диск выверяет ся по индикатору 3 с помощью кулачков 2. Точность выверки – до 0,01 мм.

Профильные кривые на телах дисков имеют весьма разнообразные формы – от простых до сложных. На одной и той же поверхности диска профиль может состоять из нескольких участков кривых большей или меньшей протяженности (см. рис. 118 и 119).

Для обработки кривых поверхностей дисков применяют различные методы.

Галтели, находящиеся у ступиц и ободов дисков и имеющие не большую протяженность, а также расположенные у пазов для уравновеши вающих грузов, обрабатывают фасонными жесткими или пружинными резцами.

Для обработки профильных кривых дисков турбин станко инструментальной промышленностью созданы специальные копироваль ные станки с электрическим, гидравлическим или пневматическим управ лением. Однако применение их оказалось целесообразным только при производстве сложных профилей (см. рис. 119, а), и при крупных сериях выпускаемых турбин.

В мелкосерийном производстве более эффективной является обра ботка профильными резцами на обычных карусельных станках.

Суппорт для обработки конических поверхностей дисков (рис. 125) состоит из корпуса 3 с направляющими типа ласточкина хвоста и резцовой головкой. Настройка суппорта на угол производится по шаблону. Тяга одним концом шарнирно связана с резцовой головкой 1, перемещаемой по направляющим корпуса 5, а другим – с резцедержателем бокового суп порта станка. При боковой подаче горизонтального суппорта тяга тянет за собой резцовую головку с резцом по направляющей, установленной на клонно. Для устранения возможности образования продольного изгиба тя га работает на растяжение. Это приспособление дает хорошие результаты при обработке пологих конусов с длиной образующих не более 300 мм.

Рис. 125. Специальный суппорт для обработки конических поверхностей:

1 – резцовая головка;

2 – тяга;

3 – корпус Приспособление для обработки криволинейных поверхностей с большими радиусами кривизны показано на рис. 126. Настройка приспо собления по величине радиуса кривой производится за счет изменения вы лета резца. Расстояние от режущей кромки резца до оси вращения рычага с резцом устанавливают равным радиусу обрабатываемой кривой. Принцип работы этого приспособления и его установка ясны из рисунка без допол нительных пояснений.

Последовательность обработки профиля тела диска показана на рис.127. Первоначально обрабатывают торец обода, при этом выдер живают размер а от ступицы при помощи контрольной линейки 1 и пре дельной пластины. Возможно применение штихмаса или мерных плиток, в зависимости от величины а. По шаблону 2 обрабатывают радиусный пере ход (галтель) от ступицы к телу диска, по шаблонам 3 и 4 – переходную кривую на ободе и по шаблону 5 – галтель обода.

Для предварительной обработки галтелей применяют только жесткие резцы (рис. 128, а и г), а для окончательной обработки при нежестких станках применяют резцы с пружинными оправками (рис. 128, б, в). Кони ческие поверхности обрабатывают после галтелей. Плавность переходов от галтелей к конической поверхности обеспечивают правильной настройкой приспособления. Для дисков с конической поверхностью шаблон на пол ный профиль можно не изготовлять. Порядок обработки элементов кривой сложного профиля (рис. 119, а) в основном остается таким же, однако в этом случае необходимо применение шаблона на полный профиль.

Рис. 126. Приспособление для обработки криволинейных поверхностей:

1 – рычаг;

2 – боковой суппорт;

3 – вертикальный суппорт Рис. 127. Схема об работки профиля те ла диска:

1 – контрольная линей ка;

2, 3, 4, 5 – шаблоны;

а – размер от ступицы до контрольной линейки Обработка криволинейных поверхностей тела диска (рис. 129) также начинается с обработки торца обода а. При этом выдерживают заданный размер от торца б ступицы. Затем обрабатывают поверхность в и по шаб лону 1 галтель бурта. Дальнейший порядок обработки соответствует номерам шаблонов 1-8. Шаблоны 1-4 одинаковы для той и другой сторо ны. При больших размерах дисков конусную поверхность г до сопряжения ее с поверхностью радиуса r обрабатывают при помощи суппорта станка, повернув его на соответствующий угол, а поверхность радиуса R - при по мощи специального приспособления. После этого по шаблону 6 врезаются до поверхности радиуса R и фасонным резцом по шаблону 7 обрабатывают канавку д. Обработку профиля тела диска заканчивают обточкой поверх ности, имеющей радиус R, при помощи описанного выше приспособления (см. рис. 126).


Применение многокоординатных обрабатывающих центров с про граммным управлением позволяет изготавливать диски со сложными кри волинейными поверхностями тела без проектирования и изготовления сложной технологической оснастки.

Рис. 128. Фасонные резцы для обработки галтелей:

а и г – жесткие;

б и в – пружинные Для чистовой обработки дисков применяют станки с ЧПУ с 30-позиционным инструментальным магазином (обрабатывающий центр) модели DFM30-NCC22001000 фирмы «Хайд» (Австрия) с постпроцессо ром для применения автоматизированной подготовки производства MINIAPT. На доводочных обработках поверхностей дисков используют карусельно-шлифовальный станок модели КОРС-125 фирмы «Бертье»

(Франция).

Рис. 129. Схема обработки криволинейных поверхностей тела диска:

а – торец обода;

б – торец ступицы;

в – поверхность обода;

г – конусная поверхность;

д – канавка;

1-8 – шаблоны Шпоночные пазы в полостях насадных дисков обрабатывают долб лением. Торцевые шпоночные пазы фрезеруют. Чаще всего обработка ве дется по разметке с припуском 0,1-0,3 мм на каждую боковую сторону па за;

на глубину паза припуск не оставляют.

При наличии в диске нескольких пазов обеспечить их точное распо ложение при обработке по разметке трудно. В этих случаях целесообразно применять специальные шаблоны. Шаблон представляет собой кольцо, выполненное с центрирующим буртом по ступице диска толщиной 12- мм и имеющее пазы, точно расположенные по окружности. Ширину паза в кольце делают на 1-2 мм больше размера паза в диске, что необходимо при настройке резца щупом. При установке шаблона на диск базой служит от верстие последнего. Точное расположение шпоночных пазов в диске после долбления достигается дополнительной слесарной обработкой.

Проверка перпендикулярности стенок пазов и торца ступицы в рабо чих колесах осуществляется при помощи особого шаблона (рис. 130). Этот шаблон состоит из планки 1 с упором А равноплечего рычага 2, микронно го индикатора 3 и плоской пружины 4. При помощи эталонного паза инди катор шаблона устанавливается на ноль. Для проверки рабочего паза шаб лон устанавливают на торец диска и передвигают его до соприкосновения упора А с проверяемой стенкой паза. При касании упором А стенки паза рычаг 2 под действием пружины также коснется контролируемой стенки, и стрелка индикатора покажет величину отклонения перекоса паза на 100 мм его длины.

В соответствии с требованиями конструкций в некоторых дисках сверлят отверстия и нарезают резьбы.

На рис. 131 изображен многоцелевой станок для фрезерования шпо ночных пазов, расположенных с торца втулки диска, а также для сверления отверстий и нарезания резьбы. Станок обеспечивает такую точность рас положения отверстий и точность радиального расположения опорных по верхностей пазов, которые исключают полностью или сводят к минимуму пригонку при сборке.

Диск устанавливают в патроне 2 делительной бабки 1. Деление на заданный угол осуществляется устройством, находящимся в делительной бабке. Оно состоит из двухступенчатого привода точного вращения шпин деля. Поворот задается системой с декадными переключателями и допол нительно контролируется цифровой индикацией. Обработка производится инструментом, помещенным в шпиндельной бабке 3. Последней сообща ются настроечные перемещения и движения подачи.

Рис. 130. Схема контроля перпендикулярности стенок шпоночных пазов к торцу ступицы:

1 – планка;

2 – равноплечий рычаг;

3 – микронный индикатор;

4 – плоская пружина Рис. 131. Специальный станок для обработки торцевых шпоночных пазов и отверстий в дисках:

1 – делительная бабка;

2 – патрон;

3 – шпиндельная бабка;

4 – основание;

5 – сани;

6 – станина При настройке должно быть изменено положение шпиндельной бабки в вертикальном и горизонтальном направлениях. Вертикальное перемеще ние режущего инструмента происходит при движении основания 4 шпин дельной бабки 3 по наклонным направляющим саней 5 вдоль оси шпинде ля делительной бабки. Изменение положения шпиндельной бабки 3 в гори зонтальном направлении достигается при движении саней 5 по направ ляющим станины 6. При фрезеровании торцевых пазов в диске вначале осуществляется врезание путем приближения шпиндельной бабки к обра батываемой детали, а затем включается движение саней по направляющим станины. Обработка отверстия происходит только при движении шпин дельной бабки со скоростью рабочей подачи по горизонтально размещен ным направляющим основания шпиндельной бабки.

В дисках (см. рис. 116, д) сделаны отверстия, через которые они со единяются стяжными болтами, проходящими параллельно оси ротора. При сборке отверстия под болты в собираемых дисках должны точно совпадать одно с другим независимо от поворота дисков. Когда все диски будут соб раны, каждый болт должен свободно поворачиваться в полости, образо ванной отверстиями отдельных дисков.

Прогрессивным является процесс, при котором обработка отверстий производится двумя операциями. Первая из них выполняется на созданном для этой цели специализированном горизонтальном станке. Обрабатывае мый диск базируется на приспособлении одновременно по полости и тор цовой поверхности. Пространственное позиционирование осуществляется с точностью до ±6''. Обработка ведется специальными пушечными сверла ми. Их режущие кромки заточены с отрицательным передним углом, что создает лучшие условия центрирования, а следовательно, и сохранения прямолинейности обработанного отверстия. Получение требуемых разме ров межосевых расстояний обработанных отверстий осуществляется путем перемещения приспособления. Указанный станок работает по автоматиче скому циклу. Сначала выдвигаются салазки втулки и фиксируются перед торцовой поверхностью обрабатываемого диска. Затем в режиме быстрого осевого перемещения сверло подается на заранее определенное расстояние от поверхности диска. Вслед за этим происходит переключение на пере мещение сверла со скоростью рабочей подачи. В это же время включается и подача смазочно-охлаждающей жидкости. Обработка ведется со скоро стью подачи 28,5 мм/мин. По окончании обработки отверстия сверло бы стро отводится назад, а поворотная часть приспособления поворачивается в следующую позицию. Цикл в автоматическом режиме повторяется до тех пор, пока не будут обработаны все отверстия.

Во второй операции производится чистовая обработка отверстий, выполняемая также на специализированном станке-полуавтомате. При этом происходит обкатка роликами поверхности отверстий и одновремен ная с двух сторон расточка фасок. Обкатывание улучшает качество обра ботки поверхности отверстий и удаляет следы инструмента, которые вы зывают концентрацию напряжений.

Пароразгрузочные отверстия располагают на теле диска, приблизи тельно на его среднем диаметре. Диаметры отверстий колеблются от 30 до 80 мм и зависят от диаметра дисков. Каждое отверстие с обеих сторон дис ка имеет галтели с радиусом от 2 до 15 мм. Радиус галтелей по всей ок ружности должен быть одинаков, независимо от уклона поверхности тела диска.

При изготовлении пароразгрузочных отверстий в дисках, имеющих коническую форму полотна (рис. 119, а), возникают трудности в выдержи вании радиуса галтели одинаковой величины по всей окружности отвер стия. Эти затруднения возрастают с увеличением уклона полотна (рис. 117, б и 120, б). Для удобства обработки диски конической формы следует устанавливать на универсальных поворотно-угловых столах или на конусных подставках так, чтобы образующая конуса расположилась го ризонтально. Обработку скруглений выполняют специальными радиусны ми зенковками;

при небольшой конусности полотна диска с этой целью применяют оправки, в которых зенковка установлена на шарнире. Ско рость резания для зенковок принимают не больше 3-4 м/мин. После зенко вания поверхность скруглений полируют наждачным полотном с помощью деревянных оправок до получения параметра шероховатости Ra = 0,32 мкм.

Рабочие лопатки с вильчатыми хвостами закрепляются на ободе дис ка заклепками (рис. 132). В зависимости от размеров лопаток используют ся заклепки диаметром 4-20 мм. Предварительные отверстия под заклепки сверлят до облопачивания диска с припуском 2 мм на диаметр. Располо жение отверстий по шагу и в радиальном направлении необходимо выдер живать весьма точно, для чего сверление производят по накладным кон дукторам с установленными в них кондукторными втулками. Обработку ведут на радиально-сверлильных станках. При единичном характере про изводства дисков сверление отверстий можно производить без кондукто ров с использованием универсальных делительных приспособлений.

Рис. 132. Схема закрепления лопаток с вильчатым хвостом в пазах дисков:

1 – лопатка;

2 - заклепка;

3 – диск После окончательной механической обработки до передачи дисков на облопачивание необходимо проверить уравновешенность диска, выпол нив статическую балансировку.

3.7. Автофритирование турбинных дисков При насадке дисков на вал применяются натяги, обеспечивающие плотную посадку как при нормальной, так и при разгонной частоте враще ния ротора турбины, которая примерно на 10 % выше рабочей.

Обычно величина натяга выбирается такой, что освобождение диска на валу может произойти не ранее, чем при частоте вращения ротора на 12 20 % больше рабочей частоты. Для того чтобы выполнить эти условия, приходится использовать большие натяги, вызывающие значительные на пряжения при посадке дисков на вал.

Например, в одном из дисков турбины, имеющем наружный диаметр диска 1000 мм при диаметре втулочного отверстия 200 мм, для освобожде ния диска на валу при частоте вращения 3500 об/мин (рабочая частота вращения составляет 3000 об/мин) был выбран натяг, составляющий 0,224 мм и вызывающий напряжения при посадке на втулочном отверстии, равные 22,4 кН/см2 (2240 кгс/см2).

Для снижения чрезмерно больших напряжений от посадочных натя гов завод применял автофритирование турбинных дисков. Сущность этого метода заключается в следующем. Если частота вращения диска начинает превышать такую, которая вызывает напряжение на втулочном отверстии, равное пределу текучести материала, то в кольцевой части диска, примы кающей к втулочному отверстию, возникнут пластические деформации.

При дальнейшем увеличении частоты вращения область пластической де формации будет распространяться вглубь диска в радиальном направле нии. Выше этой области, в направлении к периферии диска, где напряже ния еще не достигнут предела текучести материала, деформации будут но сить упругий характер. Если в этот момент прекратить вращение диска, т. е. снять нагрузку, то материал диска в зоне пластической деформации получит остаточную деформацию.

Кольцевая часть диска, находящаяся над зоной остаточных дефор маций и имеющая при вращении диска (т. е. при нагрузке) упругую де формацию, будет сжимать внутреннюю деформированную зону и созда вать в ней остаточные сжимающие напряжения. Описанный здесь процесс и называют автофритированием. Если подвергнутый автофритированию диск насадить на вал с натягом, то при вращении его с нормальной рабо чей частотой возникающие напряжения будут иметь значительно меньшую величину за счет действия сжимающих напряжений, созданных при пред варительном разгоне диска. При этом зона максимальных напряжений пе реместится вглубь диска, и влияние концентрации напряжений от осевого шпоночного паза не будет таким значительным, как в диске, не подвергну том автофритированию и имеющем максимальные напряжения во вту лочном отверстии.

Применение автофритирования позволяет снизить рабочие напряжения в дисках и, как следствие этого, использовать для дисков материал меньшей прочности, уменьшить длину ступицы, повы сить посадочные натяги.

Механическая обработка автофритируемых дисков проходит в два приема: сначала диск обрабатывают под автофритирование с припусками по наружному диаметру и диаметру втулочного отверстия (1,5 мм) по толщине обода (1 мм) и по длине ступицы (0,5 мм). Т-образный паз для лопаток не точат. Затем, уже после автофритирования, все перечисленные припуски снимают, внутренний диаметр втулочного отверстия доводят до чертежного и протачивают пазы под лопатки.

Применение для автофритируемых дисков более дешевых марок сталей существенно снижает их стоимость. Каждая турбина имеет на роторе 10-15 дисков, поэтому суммарная экономия от применения для изготовления дисков более дешевых материалов достигает значительной величины.

Предельная частота вращения nавт при автофритировании дисков ус танавливается по следующим данным: марке материала;

пределу текучести материала, определяемому по результатам механических испытаний об разцов и чертежу;

формам и размерам элементов конструкции. Принятая частота вращения и режимы проведения автофритирования должны обес печить заданную деформацию, определяемую по изменению размера диа метра полости втулки.

На рис. 133 приведен график выбора частоты nавт вращения при ав тофритировании дисков, обработанных по конкретным чертежам из сталей марок 40Х, 34ХМ 20ХЗМВФ. Для всех дисков расчетное значение оста точной деформации д.ост.р = 0,23 мм, а принятая фактическая допусти мая остаточная деформация, определяемая изменением размеров, должна находиться при этом в пределах д.ост.ф = 0,2-0,25 мм. Автофритирование осуществляется на специальной установке, состоящей из турбины, тормоз ного устройства, защитного кожуха с механическим приводом, масляной системы, гидравлического регулятора безопасности и паропроводов под водящего и выхлопного пара.

На рис. 134 изображена основная часть установки - высокооборотная турбина. Проточная часть турбины выполнена в виде одного колеса скоро сти, размещенного консольно на валу, и вместе с валом составляет ротор.

На другом конце ротора устанавливается испытываемый диск. Ротор тур бины опирается на два подшипника скольжения, смонтированных в основ ном корпусе, а расположенная за диском консольная часть помещена в подшипник, связанный с перемещающимся корпусом подводной опо ры.

На колесе скорости помещены два ряда лопаток. На лопатки, раз мещенные на ободе колеса скорости, имеющего больший диаметр, через сегмент сопел подается пар для разгона диска, а на лопатки, уста новленные в ободе меньшего диаметра, – для торможения ротора после проведения автофритирования. Паропроводящая камера выполнена заодно с корпусом. Торможение подачей пара на лопатки производят до частоты вращения не более 1000 об/мин, после чего включается механическое тор мозное устройство.

Для определения значений остаточных деформаций диаметр по лости диска до испытания тщательно замеряют в нескольких сечениях, перпендикулярных оси. Частота вращения шпинделя, обеспечивающего расчетное значение деформации, для каждого из конкретных размеров дисков устанавливается по подготовленным для этой цели графикам, один из которых изображен на рис. 133.

Рис. 133. График определения частот вращения дисков при автофритировании Рис. 134. Специальная установка для автофритирования дисков:

1– корпус подводной опоры;

2 – вид ротора;

3 – корпус турбины;

4 – механическое тормозное устройство;

5 – сегмент сопел подачи пара при торможении;

6 – сегмент со пел подачи пара при разгоне;

7 – лопатки торможения;

8 – лопатки разгона;

9 – колесо скорости Автофритирование установленного на вал ротора турбины диска по сле перемещения кожуха в рабочее положение и подготовки турбины вы полняется в следующей последовательности. Медленным пуском пара час тоту вращения ротора доводят до 500 об/мин. При перекрытии пара уста новку прослушивают и при отсутствии посторонних шумов пар подают вновь. По достижении частоты вращения до 1500-2000 об/мин турбина прогревается в течение 15 мин. Далее в течение 5 мин частота вращения доводится до 80 % от заданного числа оборотов, а в течение последующих 5 мин – до требуемых. Выдержка на заданных оборотах равна примерно 5-10 с. Измерение после автофритирования производится в тех же точках, что и до начала процесса.

4. ОБРАБОТКА ПАЗОВ И ВЕНЦОВ У РОТОРОВ И ДИСКОВ 4.1. Конструкция элементов, соединяющих диски и роторы с хвостами лопаток Надежная и экономичная эксплуатация турбины во многом опреде ляется состоянием лопаточного аппарата. Отклонение положения лопаток от теоретического может вызвать серьезные нарушения в работе турбины.

Правильность выполнения поверхностей пазов и венцов, сопрягаемых с поверхностями хвостов лопаток, является фактором, обеспечивающим их требуемое положение.

На рис. 135 приведены конструкции элементов отдельных дисков или цельных роторов, поверхности которых соединяют ротор с сопрягае мыми поверхностями хвостов лопаток. В роторах барабанного типа (рис. 135, л) упомянутый элемент выполняется непосредственно в теле ро тора. По расположению к оси турбины элементы разделяются на две груп пы: кольцевой формы, размещенные перпендикулярно к оси (рис. 135, а-е, л), размещенные вдоль оси или под небольшим углом к ней пазы (рис. 135, и, к), и пересекающие обод криволинейные пазы, один из которых изображен на рис. 135, ж. Кольцевые элементы в свою очередь могут иметь форму выточек, а также форму наружных выступающих час тей. Первым признаком обладают элементы с Т-образным (рис. 135, а), с вильчатым (рис. 135, г) и елочным профилем (рис. 135, е).

На рис. 135, д, л, элементам придана зубчиковая форма. Поперечные к ободу пазы – рис. 135, ж-к – имеют елочную форму.

Соединение лопаток с дисками или роторами без пригонки и сохра нение установленных конструкцией допусков могут быть обеспечены лишь при соблюдении очень высоких требований к поверхностям паза в дисках или роторах.

На рис. 136 изображен елочный паз диска сборного ротора. Соблю дением при обработке заданных требований, часть которых определена Рис. 135. Конструкции элементов, соединяющих диски с хвостами лопаток:

а – Т-образный профиль;

б, в – грибовидный профиль;

г – вильчатый профиль;

д, е, л – зубчиковый профиль;

ж-к – елочный профиль Рис. 136. Конструкция елочного паза допусками на размеры, обеспечивается качество соединения. Кроме того, взаимное вертикальное смещение профилей обеих сторон паза диска до пустимо в пределах 0,01 мм, перекрещивание зубцов не должно превышать 0,01 мм на ширине диска.

4.2. Обработка поверхностей пазов и венцов Конструкции элементов соединения с хвостами лопаток как цельных роторов, так и насадных дисков идентичны между собой. Это приводит к идентичности большинства основных переходов операций обработки по верхностей элементов независимо от того, расположены ли они на роторе или на отдельном диске. Аналогичны также режущие, измерительные ин струменты и другая применяемая оснастка. Поэтому рассмотрение процес сов обработки указанных элементов объединено в настоящем разделе.

Некоторые конструкции элементов роторов или насадных дисков, предназначенные для соединения с хвостами лопаток, представляют по верхности, которые могут быть в процессе обработки образованы только при вращении детали вокруг своей оси. Поверхности элементов других ти пов конструкций образуются на невращающемся роторе, поэтому техноло гический процесс обработки ведут по двум схемам:

– токарная обработка;

– фрезерование, протягивание, растачивание.

По первой технологической схеме обрабатываются поверхности элементов (см. рис. 135, а-д) независимо от того, являются ли они элемен тами насадного диска, или выполнены на неотъемном диске цельноко ваной или сварной заготовки. Элемент (см. рис.135, л) является частью ротора барабанного типа, и обработка его поверхностей также производит ся по рассматриваемой схеме. Для любой из конструкций элементов харак терен процесс обработки поверхностей резцом на токарных станках для цельных роторов и на токарно-лобовых - для отдельных дисков.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 16 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.