I utviklingen av gassturbin-turbinskiver er staghull en nøkkelfunksjon for tilkobling av tilstøtende impellere, og deres posisjonsnøyaktighet påvirker direkte monteringskvaliteten til gassturbinrotoren. Behandlingsteknologien til staghull i gassturbinhjulskiver utforskes, og gjennom høypresisjonsposisjonering og vanskelig kjedelig prosessering forventes det å gi teknisk referanse for bearbeiding av trekkstaghull i gassturbinhjulskiver.
#01
Som kjernekomponenten i gassturbinen har turbinhjulet en kompleks struktur og krever høy prosesseringsnøyaktighet. Prosessutviklingen og produksjonen av ferdige produkter er nøkkelen. Blant dem fungerer staghullet som forbindelsesstrukturen mellom tilstøtende pumpehjul, og dets betydning er selvsagt [1-3].
Som vist i figur 1, er turbinhjulet forbundet med mellomtrinns bueende-tanninngrep, og settes sammen til en rotor ved å sette inn strekkstag gjennom 12 periferisk fordelte strekkstaghull på skiveoverflaten. Fordi bueendens tennene har en selvsentrerende funksjon, kan ikke posisjonen til strekkstanghullet justeres etter at de tilstøtende totrinns impellerne er masket. Det stilles derfor ekstremt høye krav til posisjonen til staghullet.
bilde
Figur 1 Tilkoblingsskjema for turbinakselsystem
Diameteren på staghullet er 42 mm, som vanligvis behandles ved boring og boring. Dens maksimale sideforhold overstiger 5 ganger diameteren, og overflateruhetsverdien krever Ra=1.6μm, noe som utgjør en stor utfordring for boreprosessen.
I lys av de ovennevnte krav til prosessering med høy vanskelighetsgrad, fokuserer vi hovedsakelig på to aspekter: høypresisjonsposisjonering og kjedelig med høy vanskelighetsgrad.
2.1 Behandlingsteknologi for staghullposisjon
Tegningskravene for staghull er: φ42,58mm, posisjon φ0.12mm og sylindrisitet 0.012mm. For å sikre jevn montering økes prosesskravene til: φ42,58 mm, posisjonering φ 0,05 mm og sylindrisitet 0,012 mm. Derfor kreves prosesstestverifisering. Denne testen simulerer bearbeiding av løpehjulhull, og prøvestrukturen er vist i figur 2. Det brukes en bore- og fresemaskin, klemmemetoden er en vinkeljernklemmeplate, og prøven klemmes vertikalt.
bilde
Figur 2: Prøvestykke for staghull
(1) Den tradisjonelle prosesseringsmetoden for aksialt fordelte hull er å "snu midten" av spakindikatoren, finne klokken 4-posisjonen til venstre og høyre for himmelen og jorden, bestemme sentrum av sirkelen, bruk et T-bor for å bore det nederste hullet i henhold til φ420 mm stigningssirkelen, og presisjonsboring av hullet til trekkstangen.
1) Tre-koordinat deteksjonsresultater. Maksimal posisjonsverdi er 0.0756 mm, og den ytre sirkelen D600 mm rundhet er 0,0056 mm (se tabell 1).
Tabell 1: Det første tre-koordinatdeteksjonsdatabildet
2) Datasortering. Som vist i figur 3 forskyves hullets posisjon totalt til den positive Y-retningen.
bilde
Figur 3: Tre-koordinat deteksjonsdatadiagram
3) Dataanalyse. Med I-posisjonen i figur 3 som et eksempel, er X-retningsavviket lite og forskyvningen er omtrent 0.01 mm; Y-retningsavviket er stort og forskyvningen er omtrent 0.035 mm. Y-retningen er den viktigste påvirkningsfaktoren for posisjonsavvik. Hvis Y-retningsforskyvningen på 0,03 mm ekskluderes, vil posisjoneringssituasjonen bli kraftig forbedret, og den totale konturen til de målte punktene er bedre, noe som viser at den gjentatte posisjoneringsnøyaktigheten til selve verktøymaskinen er bedre. Vinkeldataene etter konvertering av trekoordinatdeteksjonsdataene er vist i tabell 2. Det kan tydelig ses at hovedforskyvningen er i Y-retningen.
Tabell 2: De første tre-koordinatdeteksjonskonverteringsdataene [Enhet: (grad )] Bilde
4) Mulig årsaksanalyse. X-retningsjusteringsmetoden er: spakhjulindikatoren berører to punkter på den ytre sirkelen av prøven i venstre og høyre retning for å bestemme den horisontale retningen; Y-retningsmetoden er: spakindikatoren berører to punkter på den ytre sirkelen av prøven i retning opp og ned for å bestemme den vertikale retningen. retning for å bestemme senterposisjonen til prøven. Her, når Y-retningsskiven berører de to punktene i de øvre og nedre ytre sirkelene, på grunn av tyngdekraften til måleklokken, kan den forsinke eller trekke seg tilbake, noe som resulterer i et avvik mellom den faktiske posisjonen og den viste posisjonen. Etter at hullbehandlingen er fullført, kan det være den viktigste faktoren som forårsaker Y-retningsavvik. I tillegg er nøyaktigheten til måleindikatoren 0.01 mm, og feilen vil også påvirke Y-retningsavviket, som er en sekundær påvirkningsfaktor med liten innvirkning. X-retningen er i horisontal retning, og det er ingen relativ posisjonsavvik forårsaket av tyngdekraften. Påvirkningsfaktoren er nøyaktighetsfeilen til selve skiveindikatoren, som har mindre innvirkning og bedre ytelse.
(2) Forbedringsmetode: Bruk den ovennevnte spakhjulindikatoren for å "snu over midten" for å finne midten og først bore to hull i symmetriske posisjoner. Skiveindikatoren måler størrelsen fra det ytre sirkelpunktet i hver retning til den lengste enden av hullet gjennom bevegelsen til verktøymaskinen, og trekker deretter fra de to settene med data i henholdsvis X- og Y-retningene for å få avviksverdiene i X- og Y-retningene, og det er kompensert og 12 hull blir til slutt presisjonsboret.
Som vist i figur 4, er X-retningskompensasjon. Dataene målt med denne metoden er relative verdier, som kan eliminere tyngdekraftens innflytelse på tilbaketrekkingen av viseren. På samme tid, fordi målingen er den samme skiveindikatoren, kan påvirkningen av nøyaktighetsfeilen til måleverktøyet også elimineres. Etter finboring, kontroller posisjonsdataene på nytt med tre koordinater. Basert på metoden ovenfor ble den andre posisjonsbehandlingstesten utført. Behandlingsstatusen er vist i figur 5.
bilde
Figur 4: Koordinatkompensasjonsdiagram
bilde
a) Tilstand 1 b) Tilstand 2
Figur 5 Behandlingsstatus
1) Tre-koordinat deteksjonsresultater. Maksimal posisjonsgrad er 0.0501 mm (se tabell 3).
Tabell 3: Det andre tre-koordinatdeteksjonsdatabildet
2) Datasortering. Konverteringsdataene for den andre tre-koordinatdeteksjonen er vist i tabell 4.
Tabell 4: Andre tre-koordinatdeteksjonskonverteringsdata [Enhet: (grad )] Bilde
3) Dataanalyse. De viktigste forskyvningsretningene til hullet er den negative X-retningen og den positive Y-retningen, og stigningssirkelen har god rundhet. Basert på denne prosesseringsmetoden er posisjoneringsgraden til en viss grad forbedret.
(3) Andre forbedringsmetode Basert på metoden ovenfor ble den tredje posisjonelle bearbeidingstesten utført, og fôringsmetoden ble endret til bordfôring.
1) Tre-koordinat deteksjonsresultater. Maksimal posisjonsverdi er 0.0269 mm, og stigningsrundheten til 12 hull er 0,0106 mm (se tabell 5).
Tabell 5: Det tredje tre-koordinatdeteksjonsdatabildet
2) Datasortering. Konverteringsdataene for den tredje tre-koordinatdeteksjonen er vist i tabell 6.
Tabell 6: De tredje tre-koordinatdeteksjonskonverteringsdataene [Enhet: (grad )] Bilde
3) Dataanalyse. Hullets rundhet er bedre. Denne behandlingsmetoden forbedrer posisjonen til stagstaghullet betydelig.
2.2 Forskning på vanskelig hullbehandling
Materialet til turbinens fjerde trinns løpehjul er 21501-5 (fabrikkkvalitet), som har høyt Cr- og Ni-innhold, dårlig materialkutteytelse og lengde-til-diameter-forholdet til strekkstaghullet overstiger 5 ganger diameteren, noe som gjør kjedelig bearbeiding vanskelig.
Denne testen er basert på en homogen materialtestblokk av løpehjulet, og samme bore- og fresemaskin brukes som utstyret.
1) Walter modulær verktøylinje. Når du bruker konvensjonelle boreverktøy for å behandle hull med et stort sideforhold, er overflatevibrasjonsmønstrene åpenbare og behandlingen er ikke ideell. Skjæreparametrene er vist i tabell 7.
Tabell 7 Skjæreparametere 1
bilde
2) Velg en antivibrasjonsdempende kjedelig verktøystang. Kutteparametrene er vist i tabell 8. Kyocera-skjær slites raskt under bruk, så vi bruker en kombinasjon av antivibrasjonsdempende boreverktøystang + Taguk TCMT 110204 FG CT3000 (eller Sandvik Coromant TCGT 110204L-K1125) for å behandle slike dype hull. Sammenligning av behandlingskvalitet god. Sammenligningen av overflatekvalitet er vist i figur 6 og 7.
Tabell 8 Skjæreparametere 2
bilde
bilde
Figur 6: Dårlig overflatekvalitet
bilde
Figur 7: Bedre overflatekvalitet
#03
bilde
Anvendelse av høypresisjonsteknologi for maskinering av strekkstanghull på turbinhjul
bilde
3.1 Innspenningsplan
Løftehjulet bruker vinkelmonteringsplatemetoden og klemmes vertikalt. Før du klemmer, sørg for at den vertikale overflaten til vinkeljernet er vinkelrett på Z-aksen til maskinverktøyet. Beregn og bestem posisjonen til puteblokken basert på høyden på den V-formede blokken og de totale dimensjonene til impelleren. Alle posisjoner i kontakt med arbeidsstykket er beskyttet av kobberbelagt jern (se figur 8).
bilde
Figur 8 Klemmemetode for turbinhjul
Etter fastklemming, juster posisjonen til impellertrykkplaten ved 4 punkter på venstre og høyre side av endeflaten, med en feil på mindre enn eller lik 0.01 mm.
3.2 Behandlingsrute
Behandlingsruten til turbinhjulets trekkstanghull er boring av bunnhullet → grov boring → fin boring. For det første brukes tradisjonelle innrettingsmetoder for å fullføre bearbeidingen og semi-finishen av strekkstanghullene. For det andre, bruk spakindikatoren og X-aksen og Y-aksen til maskinverktøyet for å måle lengdedataene til henholdsvis A, B, C og D (se figur 9). Bruk mikrometeret med indre diameter for å måle de to hulldiametrene D1 (φ42,3 mm) og D2 (φ42,3 mm). 4 mm).
bilde
Figur 9 Koordinatkompensasjonsdata
X-akseforskyvningen er [(A-D1/2)-(B-D2/2)]/2, og Y-akseforskyvningen er [(C-D1/2)-(D-D2/2)] / 2.
Dataene i figur 9 er dataene målt under faktisk behandling. /2= 0.025 (mm), det vil si at verktøymaskinens X-akse nullposisjon justeres med 0.025 mm i positiv retning. Y-akse: 321,25 ‒ (42,4/2)=300,05 (mm), 321,33 ‒ (42,3/2)=300,18 (mm), Y-akseforskyvning (300,18 ‒ 300,05) / {{ 24}}.065 (mm), dvs. maskinverktøy Y Aksens nullposisjon justeres 0,065 mm i negativ retning.
Til slutt, gjennom beregningen ovenfor, konkluderes det med at arbeidsstykkets sirkelsenter X er justert med {{0}}.025 mm i positiv retning og Y i negativ retning med 0.065 mm. Utfør etterbearbeiding av 12 hull med det nye sirkelsenteret som er oppnådd.
3.3 Applikasjonseffekter
For løpehjulet med strekkstaghull maskinert gjennom denne prosessen, etter at endeflatens tenner selvsentrerte mesh, har strekkstanghullene til de tilstøtende totrinns impellerne høy koaksialitet, strekkstengene kan settes fritt inn, og gassturbinen rotoren er vellykket montert.
#04
bilde
Konklusjon
bilde
Forskning på prosesseringsteknologi for høypresisjonsstaghull for gassturbinhjul gir garanti for montering av gassturbinrotor. Samtidig kan denne prosessen brukes mye i behandlingen av ulike typer aksiale hull, som effektivt kan forbedre behandlingskvaliteten til deler og forbedre monteringsnøyaktigheten til produktene.
