книги из ГПНТБ / Бауман, Н. Я. Технология производства паровых и газовых турбин
.pdfгут быть приведены к нескольким основным типам. Многие кон струкции основных элементов лопаток (хвостов, рабочих частей, головок) также являются типовыми и встречаются в различных сочетаниях в различных конструкциях лопаток.
2.Каждому типу лопаток соответствует вполне определенный технологический процесс обработки (особенно в части операций подготовки основных технологических баз), отличный от техно логических процессов обработки лопаток других типов.
3.Каждому типу конструктивных элементов лопаток (хво стам, рабочим частям, головкам) свойственны определенный состав и последовательность технологических операций, незави симо от типа лопатки.
Указанные положения и были положены в основу при разра ботке схемы типизации (рис. 26), предложенной Н. Я- Баума ном. По этой схеме обозначением и одновременно характеристи кой типа служит четырехзначный номер. Первая цифра этого номера определяет класс лопатки, характеризующей ее служеб ное назначение, принадлежность лопатки к машине определен ного вида и сочетание хвостовой и рабочей частей лопатки. Кри терий класса назван «характеристикой по общему виду». По этой характеристике могут быть определены вид заготовки и со став первых операций для обработки базовых поверхностей. Примеры лопаток соответственно данной характеристике приве дены в табл. 3. Не вошедшие в таблицу виды лопаток обознача ются в номере цифрой 0.
Вторая, третья' и четвертая цифры номера соответственно определяют наиболее распространенные разновидности хвостов, рабочих частей и головок лопаток, скомплектованные по их тех нологической однородности в смысле одинакового состава и по следовательности технологических операций обработки их. Эти характеристики являются, таким образом, критериями типиза ции как самих лопаток, так и технологических процессов.
Разновидность хвостов и головок, показанных на рис. 26, яс на без дополнительных пояснений. Отличительные признаки характеристики по рабочей части (третья цифра номера типа) приведены в табл. 4.
Предложенная схема типизации, не претендуя на широкую универсальность в качестве рабочей схемы, может служить ос новой для дальнейших разработок. В данной книге она является весьма полезным учебным пособием для более глубокого изу чения технологии обработки турбинных лопаток.
7. Типовые технологические процессы обработки лопаток различных конструкций
В табл. 5—12 приведены схемы технологических процессов механической обработки наиболее распространенных типов ра бочих и направляющих лопаток. Номера типов, указанные в таб-
80
Рис. 26. Схема типизации турбинных лопаток, разработанная Н. Я. Бауманом
Т а б л и ц а 3'
Классификация лопаток по общему виду
Номер |
Отличительная особенность |
Примеры |
класса |
1
2
3
4
5
Лопатки |
активные постоянного |
Рабочие |
лопатки турбин |
малой |
||||||||
сечения, |
изготовляемые |
с отдель |
мощности; |
рабочие |
и |
направляю |
||||||
ными промежуточными телами |
щие |
лопатки колес |
скорости |
(см. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
рис. |
8) |
|
|
|
|
|
Лопатки |
реактивные постоянного |
Рабочие и направляющие лопатки |
||||||||||
сечения, |
изготовляемые |
с отдель |
реактивных турбин (см. рис. 9), ло |
|||||||||
ными промежуточными телами |
патки литых и сварных |
диафрагм |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
(рис. 26, тип 2820). |
|
|
|
|
||
Лопатки с пером постоянного се |
Рабочие |
лопатки |
активных |
тур |
||||||||
чения, изготовляемые заодно с про |
бин (рис. 26, тип 3633), |
рабочие и |
||||||||||
межуточными |
телами, |
имеющие |
направляющие лопатки реактивных |
|||||||||
профильный хвост 1 |
|
турбин |
|
|
|
|
|
|||||
Лопатки |
с пером |
постоянного и |
Рабочие лопатки |
активных |
тур |
|||||||
переменного сечений |
(линейчатого2 |
бин |
(см. рис. 11, б) |
|
|
|
|
|||||
и нелинейчатого3 профиля), имею |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
щие плоский хвост прямоугольного |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
сечения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лопатки |
с |
пером переменного се |
Рабочие лопатки |
активных |
тур |
|||||||
чения (линейчатого |
и нелинейчато |
бин (рис. 11, а), аналогичные им |
||||||||||
го профиля), |
имеющие профильный |
рабочие и направляющие |
лопатки |
|||||||||
ХВОСТ; |
|
|
|
|
|
реактивных турбин |
|
|
|
|
6
7
8
9
Лопатки реактивные с пером по |
Рабочие и направляющие лопат |
|||||||
стоянного |
и |
переменного |
сечений |
ки |
последних ступеней реактивных |
|||
(линейчатого |
и нелинейчатого про |
турбин, |
газовых турбин и осевых |
|||||
филя), имеющие плоский хвост не |
ком прессоров |
|
|
|||||
прямоугольного сечения |
|
|
|
|
|
|
||
Лопатки |
с |
развитыми |
полками |
Рабочие лопатки |
газовых турбин |
|||
у хвостовой части |
|
с |
охлаждаемыми |
хвостами |
||||
Лопатки с цапфами для крепле |
Направляющие |
лопатки |
осевых |
|||||
ния лопаток |
|
|
компрессоров газовых турбин |
|||||
Сопла |
|
|
|
Направляющие |
лопатки |
сегмен |
||
|
|
|
|
тов сопел и наборных диафрагм |
||||
|
|
|
|
(см. рис. |
19) |
|
|
1 Хвост лопатки с профильными |
радиальными поверхностями |
сопряжения соседних |
|||||
лопаток. |
профили, |
получаемые в результате обработки |
их профильной фрезой: |
||||
2 Линейчатые |
|||||||
методом косого фрезерования или представляющие собой часть поверхности конуса, |
полу |
||||||
чаемую |
в результате точения |
заготовки в наклонном положении. |
|
|
|||
3 Нелинейчатые |
профили, |
получаемые в результате: а) обработки заготовок профиль |
|||||
ной фрезой по спирали; |
б) обработки |
заготовок профильной фрезой с перемещением |
стола |
||||
станка |
в продольном |
направлении |
в сочетании с дополнительным перемещен іем |
стола |
в вертикальном направлении по копиру; в) обработки заготовки на копировально-фрезерных станках по объемному копиру сложнопространственной формы, заданной рядом кривых» построенных по точкам и расположенных в нескольких параллельных сечениях, перпенди кулярных оси лопатки.
82
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4 |
|
|
Классификация лопаток по рабочей части |
|
|
|||
Номер |
|
Отличительные признаки |
|
Примеры |
|
|
типа |
|
|
|
|||
1 |
Открытые1 постоянного сечения активные |
Рис. 8, а и б |
||||
2 |
Открытые постоянного сечения реактивные, с вы |
Рис. 9, а, и б |
||||
|
садкой и без |
нее |
|
Рис. 26, тип |
3633 |
|
3 |
Полуоткрытые2 постоянного сечения длиной до |
|||||
4 |
100 мм, со своим бандажом и без него |
|
и рис. |
19 |
||
Полностью |
закрытые3 длиной до 100 мм с рабо |
Рис. 26, тип 6047 |
||||
О |
чей частью постоянного сечения |
|
Рис. |
18 |
|
|
Полузакрытые4 постоянного и переменного сече |
|
|||||
6 |
ния, линейчатые длиной свыше 100 мм |
нелинейча |
Рис. |
14 |
|
|
Полузакрытые переменного сечения, |
|
|||||
|
тые, длиной до 500 мм |
нелинейча |
Рис. 61 |
и 62 |
||
7 |
Полузакрытые переменного сечения, |
|||||
8 |
тые, длиной свыше 500 мм |
|
Рис. |
20 |
|
|
Открытые |
переменного сечения, линейчатые |
|
||||
9 |
Открытые |
переменного сечения, нелинейчатые |
Рис. |
21 |
|
1 Открытые, не имеющие уступов на профильных поверхностях и допускающие сквозные проходы режущих инструментов вдоль всей лопатки.
2 Полуоткрытые, не имеющие -уступов и допускающие сквозной проход режуших ин струментов вдоль всей лопатки только по одной из профильных поверхностей. Обычно эти уступы находятся со стороны наружного профиля.
3 Полностью закрытые, не допускающие как свободного захода-, так и свободного прохода режущего инструмента для обработки профилей рабочей части вдоль лопатки.
4 Полузакрытые, не допускающие сквозного прохода режущих инструментов вдоль лопатки как со стороны наружного, так и внутреннего профиля, но допускающие свобод ный заход инструмента от головной части.
лицах, определены по схеме технологической классификации (см. рис. 26).
Основная задача данных схем — показать порядок обработ ки лопаток различных типов, поэтому в схемах указаны только порядковые номера операций, их наименования и эскизы обра ботки. Графы для указания применяемых станков, приспособле ний, режущих и измерительных инструментов в таблицах отсут ствуют, чтобы не усложнять схемы ненужными в данном случае подробностями.
Следует, однако, заметить, что при использовании специаль ных станков в наименованиях соответствующих операций ука заны их марки. Что же касается универсальных станков общего назначения, то указывать их в подобных схемах вообще не целе сообразно, так как одни и те же операции можно выполнять на станках разных типов, например на горизонтально-фрезерных, вертикально-фрезерных, продольно-фрезерных и др. Указание в схемах какого-нибудь одного из них может, во-первых, сузить представление читателя о широких возможностях механической обработки и, во-вторых, привести к несоответствию оборудова ния, указанного в схемах, с фактически применяемым на том или ином турбинном заводе.
83
Т а б л и ц а 5
Схема технологического процесса механической обработки лопаток постоянного сечения, активных, с отдельными промежуточными телами (тип 1111)
Готовая лопатка
Заготовка—горячекатаная полосовая сталь
Наименование и эскиз операции21
1. |
Разрезка заготовки на три лопатки |
|
|
на прессе |
|
|
|
|
1? |
2. Правка по мере надобности |
|
3. |
Шлифование или фрезерование пло |
4. |
Фрезерование торцов |
скости до получения чистой поверхности |
|
|
|
|
15.5 |
|
|
|
не менее |
|
|
5. Фрезерование облегчения наружного |
6. |
Фрезерование облегчения на |
|
|
профиля |
ружного профиля |
7. Фрезерование наружного профиля |
8. Фрезерование боков |
7
9. Фрезерование внутреннего профиля |
10. Разрезка на лопатки |
84
Продолжение табл. 5
Наименование и эскиз операции
11. Фрезерование хвоста1 |
12. Фрезерование головки1 |
ЛогіЬтка левея |
12,5± 0,1 | Ш ,1 |
|
I-
а{|
-.R i- г 0’0"
51,5
1 2
13. Шлифование и ^полирование
|
14. Опиливание по чертежу |
Обе кромки |
|
15. Магнитное и кислотное испытания |
16. Окончательный контроль раз |
|
меров |
1 При наличии трехшпиндельных станков типа ДФ-21 операции 11 и 12 совмещаются
Т а б л и ц а 6
Схема технологического процесса механической обработки лопаток постоянного сечения, реактивных, с отдельными промежуточными телами (тип 2228)
Готовая лопатка
|
i f — |
Г - |
! |
Заготовка—горячекатаная |
|
|
полосовая сталь |
||||
|
ч . |
-Ф- |
т 5 . |
||
|
282ч8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Наименование и эскиз операции |
|
1. Отрезка заготовки на прессе |
|
||||
і |
45 , |
|
Г] |
1 |
2. Рихтовка заготовки по мере на- |
Г Л |
|
к |
|||
4 \ |
ш |
|
|
\ |
добности |
|
|
Т ~ |
|
||
t I |
290 |
|
|
|
85
Продолжение табл. 6
Наименование и эскиз операции
3. Фрезерование торцов |
4. Фрезерование наружного про |
|
филя |
|
1 |
“ |
|
|
|
|
|
285 |
|
|
|
5. |
Фрезерование внутреннего про |
6. Штамповка хвоста1 |
|||
филя |
|
|
|
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А_ |
А |
|
|
|
|
8,5 |
|
Внутренний |
|
|
|
-* — 1 Л ~А |
||
|
|
|
|
|
профиль / |
|
|
|
|
T xâ fizzzzz |
|
7. |
Фрезерование пазов хвоста и |
8. Фрезерование |
скоса на торце |
||
подрезка |
|
у головной I |
асти |
|
9. Фрезерование утонения |
10. Сверление и зенкерование от- |
||||
|
верстий под |
проволоку |
|
|
|
^. V |
Паровыпуск^ 21+0,1^ ^ |
||||
^*-4 —1 |
|||||
|
185±0,1 |
S |
( |
b\V |
|
|
|
|
|||
|
0, |
261±0,1 |
|
|
|
|
^ |
|
|
мт |
11. Шлифование и полирование ра бочей части лопатки
12. Опиливание
13. Окончательный контроль
5,то,о?
1 При обработке лопаток с высадкой эта операция выполняется на специальном прессе в холодном состоянии; порядок операций при этом не меняется.
86
Т'а б л и ц а 7
Схема технологического процесса механической обработки лопатки постоянного сечения с плоским прямоугольным хвостом (тип 4152)
Готовая лопатк
87
|
|
|
Продолжение табл. 7 |
|
№ |
Номер стадии |
Наименование операции и эскиз |
||
опера- |
||||
ции |
|
|
|
|
7 |
2-я—подготовка основ- |
Фрезерование торцов |
|
|
|
ных баз |
|
|
|
|
|
ы * + ? ) ° |
1 |
|
|
|
L J L |
" |
|
|
|
|
база |
|
8 |
|
Фрезерование внутренней радиальной пло |
||
|
|
скости хвоста |
|
|
|
3-я —обработка’хвосто- |
|
База |
|
|
|
|
|
|
9 |
вой части |
Фрезерование профиля хвоста |
||
|
||||
10 |
|
внутреннего |
профиля |
|
|
|
Фрезерование-Е |
□ |
|
11 |
Фрезерование внутренней галтели |
4-я— обработка |
рабо |
чей части |
|
12 |
Шлифование внутренней галтели |
13 |
Фрезерование наружного профиля |
Г! 1
,88
№ |
|
№ стадии |
опера |
|
|
ции |
|
|
14 |
4 |
-я— обработка рабо |
|
чей |
части |
15
16
5-я —обработка голов ной части
17
18
19 6-я—отделочная
20
21
7-я—контроль
22
Продолжение табл. 7
Наименование операции и эскиз
Фрезерование наружной галтели
Фрезерование головки1
Фрезерование припуска на шипе по тол щине профиля (на прямоугольник)
т
Обтачивание шипа
Шлифование рабочей части
Полирование рабочей части
Окончательное опиливание
Магнитное и кислотное испытания
Контроль размеров*
* При наличии трехшпиндельного станка типа ДФ-21 операция 15 может выполняться одновременно с операцией 9; порядок остальных операций при этом не изменяется.
89