Kaasuturbiinin turbiinilevyjen kehittämisessä raidetangon reiät ovat keskeinen piirre vierekkäisten juoksupyörien liittämisessä, ja niiden asennon tarkkuus vaikuttaa suoraan kaasuturbiinin roottorin kokoonpanon laatuun. Kaasuturbiinien pyörän levyjen raidetangon reikien käsittelytekniikkaa tutkitaan, ja sen odotetaan tarjoavan teknistä referenssiä kaasuturbiinin pyörän levyjen raidetangon reikien käsittelyyn erittäin tarkan paikantamisen ja vaikean porauskäsittelyn ansiosta.
#01
Kaasuturbiinin ydinkomponenttina turbiinin juoksupyörä on rakenteeltaan monimutkainen ja vaatii korkeaa käsittelytarkkuutta. Sen prosessikehitys ja valmiiden tuotteiden valmistus ovat avainasemassa. Niistä raidetangon reikä toimii yhdysrakenteena vierekkäisten juoksupyörien välillä, ja sen merkitys on itsestään selvä [1-3].
Kuten kuvassa 1 on esitetty, turbiinin siipipyörä on yhdistetty kaaripään hampaiden välisellä sidoksella, ja se kootaan roottoriksi työntämällä sidetankoja 12 kehämäisesti jakautuneen raidetangon reiän läpi levyn pinnalla. Koska kaaren päätyhampaissa on itsekeskittyvä toiminto, raidetangon reiän asentoa ei voi säätää vierekkäisten kaksivaiheisten juoksupyörien yhdistämisen jälkeen. Siksi raidetangon reiän paikalle asetetaan erittäin korkeat vaatimukset.
kuva
Kuva 1 Turbiinin akselijärjestelmän kytkentäkaavio
Raidetangon reiän halkaisija on 42 mm, joka yleensä käsitellään poraamalla ja poraamalla. Sen suurin kuvasuhde ylittää 5 kertaa halkaisijan, ja pinnan karheusarvo vaatii Ra=1.6μm, mikä on suuri haaste porausprosessille.
Ottaen huomioon edellä mainitut vaikeudet käsittelyvaatimukset, keskitymme pääasiassa kahteen näkökohtaan: erittäin tarkkaan paikannukseen ja vaikeuteen poraukseen.
2.1 Raidetangon reiän sijainnin käsittelytekniikka
Raidetangon reikien piirustusvaatimukset ovat: φ42,58 mm, sijainti φ0,12 mm ja sylinterimäisyys 0.012 mm. Sujuvan kokoonpanon varmistamiseksi prosessivaatimukset on korotettu arvoon: φ42,58 mm, sijoittelu φ 0,05 mm ja sylinterimäisyys 0,012 mm. Siksi prosessitesti on tarkistettava. Tämä testi simuloi juoksupyörän raidetangon reikien käsittelyä ja näytteen rakenne on esitetty kuvassa 2. Käytetään poraus- ja jyrsintäkonetta, kiinnitysmenetelmänä on kulmarautakiinnityslevy ja näyte kiinnitetään pystysuoraan.
kuva
Kuva 2: Raidetangon reiän testikappale
(1) Perinteinen aksiaalisesti jakautuneen reiän käsittelymenetelmä on "kääntää keskikohtaa" vipuvalitsimen osoittimella, löytää taivaan ja maan vasemman ja oikean puolen kello 4 asento, määrittää ympyrän keskipiste, käyttää T-pora pohjareiän poraamiseen φ420 mm:n jakoympyrän mukaan ja raidetangon reiän tarkkuusporaukseen.
1) Kolmen koordinaatin tunnistustulokset. Suurin sijaintiarvo on 0.0756 mm ja ulkoympyrän D600 mm pyöreys on 0,0056 mm (katso taulukko 1).
Taulukko 1: Ensimmäinen kolmen koordinaatin tunnistusdatakuva
2) Tietojen lajittelu. Kuten kuvassa 3 näkyy, reiän asentoa on siirretty yleisesti positiiviseen Y-suuntaan.
kuva
Kuva 3: Kolmen koordinaatin tunnistustietokaavio
3) Tietojen analysointi. Kun otetaan esimerkkinä kuvan 3 I-sijainti, X-suunnan poikkeama on pieni ja siirtymä on noin 0.01 mm; Y-suunnan poikkeama on suuri ja siirtymä on noin 0,035 mm. Y-suunta on tärkein asemapoikkeaman vaikuttava tekijä. Jos 0,03 mm:n Y-suunnan poikkeama jätetään pois, paikannustilanne paranee huomattavasti ja mitattujen pisteiden yleinen ääriviiva on parempi, mikä osoittaa, että itse työstökoneen toistuva paikannustarkkuus on parempi. Kulmatiedot kolmen koordinaatin ilmaisutietojen muuntamisen jälkeen on esitetty taulukossa 2. Voidaan selvästi havaita, että pääpoikkeama on Y-suunnassa.
Taulukko 2: Ensimmäiset kolmen koordinaatin ilmaisun muunnostiedot [Yksikkö: ( aste )] Kuva
4) Mahdollinen syyanalyysi. X-suunnan kohdistusmenetelmä on: vipuvalitsimen osoitin koskettaa kahta pistettä näytteen ulkokehän vasemmassa ja oikeassa suunnassa vaakasuunnan määrittämiseksi; Y-suunnan kohdistusmenetelmä on: vipuvalitsimen osoitin koskettaa kahta pistettä näytteen ulkokehän ylä- ja alasuunnassa pystysuunnan määrittämiseksi. suunta määrittääksesi näytteen keskiasennon. Tässä, kun Y-suunnan valitsin koskettaa kahta ylemmän ja alemman ulkoympyrän pistettä, se saattaa viivästyä tai vetäytyä, mikä johtaa poikkeamaan todellisen sijainnin ja näytetyn sijainnin välillä. Kun reiän käsittely on valmis, se voi Se on tärkein tekijä, joka aiheuttaa Y-suunnan poikkeaman. Lisäksi kellotaulun tarkkuus on 0,01 mm, ja sen virhe vaikuttaa myös Y-suunnan poikkeamaan, joka on toissijainen vaikutuksellinen tekijä. X-suunta on vaakasuuntainen, eikä painovoiman aiheuttamaa suhteellista asemapoikkeamaa ole. Vaikuttava tekijä on itse kellonäytön tarkkuusvirhe, jolla on pienempi vaikutus ja parempi suorituskyky.
(2) Parannusmenetelmä: Käytä yllä mainittua vipuvalitsimen osoitinta "käännäksesi keskustaa" löytääksesi keskikohdan ja poraa aluksi kaksi reikää symmetrisissä paikoissa. Kellotaulun osoitin mittaa koon ulomman ympyrän pisteestä kussakin suunnassa reiän kauimpana päähän työstökoneen liikkeen kautta ja vähentää sitten kaksi datajoukkoa X- ja Y-suunnassa vastaavasti saadakseen poikkeamaarvot X- ja Y-suunnat, ja Se kompensoidaan ja 12 reikää on vihdoin tarkkuusporattu.
Kuten kuvasta 4 näkyy, X-suunnan kompensointi on Tällä menetelmällä mitatut tiedot ovat suhteellisia arvoja, jotka voivat eliminoida painovoiman vaikutuksen kellomittarin vetäytymiseen. Samalla, koska mittaus on sama kellomittari, voidaan myös poistaa mittaustyökalun tarkkuusvirheen vaikutus. Tarkasta sijaintitiedot uudelleen hienoporauksen jälkeen kolmen koordinaatin avulla. Yllä olevaan menetelmään perustuen suoritettiin toinen paikannusprosessointitesti. Käsittelyn tila näkyy kuvassa 5.
kuva
Kuva 4: Koordinaattikompensointikaavio
kuva
a) Tila 1 b) Tila 2
Kuva 5 Käsittelyn tila
1) Kolmen koordinaatin tunnistustulokset. Suurin sijaintiaste on 0,0501 mm (katso taulukko 3).
Taulukko 3: Toinen kolmen koordinaatin tunnistusdatakuva
2) Tietojen lajittelu. Toisen kolmen koordinaatin ilmaisun muunnostiedot on esitetty taulukossa 4.
Taulukko 4: Toisen kolmen koordinaatin ilmaisun muunnostiedot [Yksikkö: ( aste )] Kuva
3) Tietojen analysointi. Reiän pääsiirtymäsuunnat ovat negatiivinen X-suunta ja positiivinen Y-suunta, ja jakoympyrän pyöreys on hyvä. Tämän käsittelytavan perusteella paikannusastetta on parannettu jossain määrin.
(3) Toinen parannusmenetelmä Yllä olevan menetelmän perusteella suoritettiin kolmas paikannusprosessointitesti ja ruokintatapa muutettiin pöytäruokittavaksi.
1) Kolmen koordinaatin tunnistustulokset. Suurin sijaintiarvo on 0.0269 mm ja 12 reiän jakoväli on 0,0106 mm (katso taulukko 5).
Taulukko 5: Kolmas kolmen koordinaatin tunnistusdatakuva
2) Tietojen lajittelu. Kolmannen kolmen koordinaatin ilmaisun muunnostiedot on esitetty taulukossa 6.
Taulukko 6: Kolmannen kolmen koordinaatin ilmaisun muunnostiedot [Yksikkö: ( aste )] Kuva
3) Tietojen analysointi. Reiän pyöreyskulma on parempi. Tämä käsittelymenetelmä parantaa merkittävästi raidetangon reiän asentoa.
2.2 Vaikeiden reikien käsittelyn tutkimus
Turbiinin neljännen vaiheen juoksupyörän materiaali on 21501-5 (tehdaslaatu), jolla on korkea Cr- ja Ni-pitoisuus, huono materiaalin leikkauskyky ja raidetangon reiän pituus-halkaisijasuhde ylittää 5 kertaa halkaisija, mikä tekee tylsästä käsittelystä vaikeaa.
Tämä testi perustuu juoksupyörän homogeeniseen materiaalitestilohkoon ja laitteistona käytetään samaa poraus- ja jyrsintäkonetta.
1) Walter modulaarinen poraustyökalupalkki. Käytettäessä tavanomaisia poraustyökaluja suuren sivusuhteen reikien käsittelyyn, pinnan värähtelykuviot ovat ilmeisiä ja käsittely ei ole ihanteellinen. Leikkausparametrit on esitetty taulukossa 7.
Taulukko 7 Leikkausparametrit 1
kuva
2) Valitse tärinää vaimentava poraustyökalupalkki. Leikkausparametrit on esitetty taulukossa 8. Kyocera-terät kuluvat nopeasti käytön aikana, joten käytämme tärinää vaimentava poraustyökalupalkki + Taguk TCMT 110204 FG CT3000 (tai Sandvik Coromant TCGT 110204L-K1125) tällaisten syvien reikien käsittelyyn. Käsittelyn laadun vertailu hyvä. Pintalaatuvertailu on esitetty kuvissa 6 ja 7.
Taulukko 8 Leikkausparametrit 2
kuva
kuva
Kuva 6: Huono pinnanlaatu
kuva
Kuva 7: Parempi pinnanlaatu
#03
kuva
Erittäin tarkan raidetangon reiän työstötekniikan soveltaminen turbiinin juoksupyörään
kuva
3.1 Kiinnityssuunnitelma
Juoksupyörä käyttää kulmarauta-asennuslevymenetelmää ja kiinnitetään pystysuoraan. Varmista ennen kiinnitystä, että kulmaraudan pystysuora pinta on kohtisuorassa koneen Z-akseliin nähden. Laske ja määritä tyynylohkon sijainti V-muotoisen lohkon korkeuden ja juoksupyörän kokonaismittojen perusteella. Kaikki työkappaleeseen koskettavat kohdat on suojattu kuparipäällysteisellä raudalla (katso kuva 8).
kuva
Kuva 8 Turbiinin juoksupyörän kiinnitysmenetelmä
Kiinnityksen jälkeen kohdista juoksupyörän painelevyn asento neljään kohtaan päätypinnan vasemmalla ja oikealla puolella virheellä, joka on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,01 mm.
3.2 Käsittelyreitti
Turbiinin juoksupyörän raidetangon reiän käsittelyreitti on pohjareiän poraaminen → karkea poraus → hieno poraus. Ensinnäkin raidetangon reikien käsittelyn ja puoliviimeistelyn viimeistelyyn käytetään perinteisiä kohdistusmenetelmiä. Toiseksi mittaa A:n, B:n, C:n ja D:n pituustiedot vipuvalitsimen ja koneen X-akselin ja Y-akselin avulla (katso kuva 9). Käytä sisähalkaisijamikrometriä mittaamaan kaksi reiän halkaisijaa D1 (φ42,3mm) ja D2 (φ42,3mm). 4 mm).
kuva
Kuva 9 Koordinaattikompensointitiedot
X-akselin siirtymä on [(A-D1/2)-(B-D2/2)]/2 ja Y-akselin siirtymä on [(C-D1/2)-(D-D2/2)] / 2.
Kuvan 9 tiedot ovat varsinaisen käsittelyn aikana mitattuja tietoja. /2= 0.025 (mm), eli työstökoneen X-akselin nollakohtaa säädetään 0,025 mm positiiviseen suuntaan. Y-akseli: 321,25 ‒ (42,4/2)=300,05 (mm), 321,33 ‒ (42,3/2)=300,18 (mm), Y-akselin siirtymä (300,18 ‒ 300,05) / {{ 24}},065 (mm), eli työstökone Y Akselin nolla-asentoa säädetään 0,065 mm negatiiviseen suuntaan.
Lopuksi yllä olevan laskelman avulla päätellään, että työkappaleen ympyrän keskipistettä X säädetään {{0}},025 mm positiiviseen suuntaan ja Y negatiiviseen suuntaan 0,065 mm. Suorita 12 reiän viimeistelytyöstö uudella ympyrän keskipisteellä.
3.3 Sovellusvaikutukset
Tällä prosessilla koneistetun siipipyörän, jossa on raidetangon reiät, päätypinnan hampaiden itsekeskittyvän verkon jälkeen viereisten kaksivaiheisten juoksupyörien raidetangon rei'illä on korkea koaksiaalisuus, raidetangot voidaan asettaa vapaasti sisään ja kaasuturbiini roottori on koottu onnistuneesti.
#04
kuva
Johtopäätös
kuva
Kaasuturbiinin siipipyörien korkean tarkkuuden raidetangon reikien käsittelyteknologian tutkimus takaa kaasuturbiinin roottorin kokoonpanon. Samanaikaisesti tätä prosessia voidaan käyttää laajalti erityyppisten aksiaalisen ryhmän reikien käsittelyssä, mikä voi tehokkaasti parantaa osien käsittelyn laatua ja parantaa tuotteiden kokoonpanotarkkuutta.
