- •Глава1. Технологическая часть 11
- •Глава 2. Конструкторская часть 47
- •Глава 3. Исследовательская часть 49
- •Глава 4. Часть по автоматизации 80
- •Глава 5. Промышленная экология и безопасность производства. 109
- •Глава 6. Расчет экономической эффективности внедрения нового технологического процесса 130
- •Глава 7. Выводы по работе 142 Аннотация
- •Введение
- •Краткое описание тна рд-180.
- •Глава1. Технологическая часть
- •1.1 Условия работы лопатки турбины тна
- •1.2 Выбор материала и заготовки
- •1.2.1 Химический состав материала
- •1.2.4 Термическая обработка
- •1.3 Технологический процесс изготовления лопатки
- •1.5 Глубинное шлифование деталей из жаропрочных сплавов
- •1.6 Алмазные ролики для правки
- •1.6.1 Виды изготовления алмазных роликов
- •1.6.2 Допуски
- •1.6.3 Конструкция
- •1.6.4 Зернистость
- •1.6.5 Сорт алмаза — d 711 а
- •1.6.6 Содержание алмазов
- •1.6.7 Первичное изготовление и расчет нового алмазного ролика для правки
- •1.6.8 Эксплуатация
- •1.6.9 Расположение осей
- •1.6.10 Режимы обработки
- •1.7 Выбор баз и обоснование последовательности обработки детали
- •1.8 Расчет припуска на механическую обработку в операции №12.
- •1.9 Режимы резания
- •1.10 Нормирование
- •Глава 2. Конструкторская часть
- •2.1 Описание приспособления
- •2.2 Расчет приспособления на силу зажима
- •Глава 3. Исследовательская часть
- •3.1 Основы процесса гидродробеструйного упрочнения
- •3.2 Технология процесса гидродробеструйного упрочнения
- •3.2.1 Устройство и работа установки для гидродробеструйного упрочнения
- •3.2.2 Технологические требования к процессу
- •3.2.3 Порядок обработки
- •3.2.4 Контроль упрочнения
- •3.3 Определение остаточных напряжений
- •3.4 Усталостные испытания лопаток
- •3.4.1 Цель испытаний
- •3.4.2 Объект испытаний - лопатки турбиныТна
- •3.4.3 Исследование собственных частот.
- •3.4.4 Оборудование для усталостных испытаний лопаток
- •3.4.5 Исследование распределения относительных напряжений
- •3.4.6 Метод испытаний на усталость
- •3.4.7 Метод обработки результатов испытаний
- •3.5 Результаты испытаний.
- •Глава 4. Часть по автоматизации
- •4.1 Описание программного пакета catia
- •4.1.1 Применение и возможности catia
- •4.1.2. Описание модулей пакета программ catia
- •4.2 Основные функции построение модели и чертежа деталей в сапр catia.
- •4.2.1 Интерфейс пользователя
- •4.2.2 Создание двухмерной геометрии, образмеривание и нанесение надписей
- •4.2.3. Создание трехмерной модели детали и построение на ее основе двухмерной геометрии
- •Глава 5. Промышленная экология и безопасность производства.
- •5.1 Анализ технологического процесса изготовления лопатки газовой турбины. Определение основных воздействий на окружающую среду и здоровье человека. Разработка мер защиты.
- •5.1.1 Анализ технологического процесса изготовления лопатки газовой турбины.
- •5.1.2 Анализ вредных воздействий на окружающую среду и разработка мер защиты при выполнении операции глубинного шлифования.
- •5.1.3 Анализ вредных воздействий на здоровье человека и разработка мер защиты при выполнении операции глубинного шлифования.
- •5.2 Анализ и расчет освещённости рабочего места.
- •5.2.1 Анализ освещённости рабочего места
- •Освещенность (СниП 23-05-95)
- •5.2.2.Расчет на освещенность рабочего места
- •Освещённость (сНиП 23-05-95).
- •5.3 Вентиляция производственного помещения.
- •5.4 Меры противопожарной защиты.
- •5.5 Выводы по результатам анализа вредных и опасных факторов
- •Глава 6. Расчет экономической эффективности внедрения нового технологического процесса
- •6.1 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины тна
- •6.1.1 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины тна в проектируемом варианте
- •6.1.2 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины тна в базовом варианте
- •6.2 Расчет годового экономического эффекта от внедрения нового технологического процесса
- •6.2.1 Расчет затрат на материал
- •6.2.2 Расходы на зарплату
- •6.2.3 Затраты на производственную площадь
- •6.2.4 Расчет затрат на эксплуатацию оборудования
- •6.2.5 Расчет энергетических затрат
- •6.2.6 Расчет себестоимости техпроцессов и экономического эффекта от внедрения
- •6.3 Расчет времени окупаемости внедрения нового технологического процесса
- •6.3.1 Расчет капиталовложений в оборудование
- •6.3.2 Расчет затрат на освоение новой технологии
- •6.3.3 Расчет времени окупаемости внедрения нового тп.
- •Глава 7. Выводы по работе
- •8. Литература и другие источники
3.4 Усталостные испытания лопаток
3.4.1 Цель испытаний
Усталостные испытания лопаток проводились с целью исследования сопротивления усталости литых рабочих лопаток турбиныТНА, изготовленных в АББ "Унитурбо" из сплава ЦНК-7П.
Получены данные о характеристиках сопротивления усталости лопаток. Проведен статистический анализ результатов испытаний с расчетом предела выносливости и циклической долговечности заданной вероятности разрушения. Определены собственные частоты первой изгибной формы колебаний.
3.4.2 Объект испытаний - лопатки турбиныТна
Для проведения испытаний были взяты:
12 рабочих лопаток неупрочненных;
12 рабочих лопаток с упрочненными хвостовиками.
Лопатки были изготовлены в АЛЬСТОМ Пауэр "Унитурбо" г. Москва по чертежу 186.026.01 Л из сплава ЦНК-7П с равноосной структурой. На лопатки были предоставлены сертификат и номера индивидуальных плавок лопаток. В сертификате указано, что лопатки изготовлены в соответствии с требованиями чертежа, технических условий на изготовление 11-2500.ТУ и поставку 2-2500.ТУ и признаны годными для эксплуатации. Номер исходной плавки сплава ЦНК-7П МЦ139-4. Поставщик материала "Willan Metals Ltd". Предоставленные лопатки имели следующие индивидуальные номера плавок: М21836 и 921837.
3.4.3 Исследование собственных частот.
Собственные частоты первой изгибной формы колебаний определялись на всех предоставленных лопатках для оценки разброса частот и их соответствия техническим требованиям чертежа. Собственные частоты колебаний лопаток определяются в специальном универсальном приспособлении.
Лопатки устанавливаются при консольном креплении за хвостовик в профильных зажимных элементах в приспособлении, жестко закрепленном на изолированном фундаменте. Усилие, направленное перпендикулярно плоскости симметрии хвостовика, с которым зажимаются лопатки в универсальном приспособлении, выбирается из условия неизменности замеряемой частоты при дальнейшем увеличении усилия и ограничивается допустимыми напряжениями смятия по рабочим поверхностям зубьев гребенки хвостовика. Усилие закрепления исследованных лопаток в профильных зажимных элементах составляло 10000кгс.
Возбуждение резонансных колебаний лопаток осуществляется волновым методом с помощью пьезоэлектрического вибратора, встроенного в корпус универсального приспособления, без контакта с пером лопатки. Сигнал возбуждения колебаний поступает на пьезовибратор от звукового генератора. Собственные частоты лопаток определяются по фигуре Лиссажу на экране электронного осциллографа, на который поступают сигнал возбуждения лопаток от звукового генератора и сигнал отклика от микрофона, установленного вблизи пера лопатки. Собственные частоты лопаток фиксируются на табло частотомера.
Результаты измерений собственных частот первой изгибной формы колебаний предоставленных лопаток турбиныТНА показали, что минимальная и максимальная частоты колебаний лопаток соответственно равны 836 и 857 Гц, разброс частот равен 21 Гц и соответствуют техническим требованиям чертежа.
3.4.4 Оборудование для усталостных испытаний лопаток
Электродинамический вибростенд.
Электродинамический вибростенд применяется для усталостных испытаний лопаток при колебаниях по собственным формам с частотой не более 2000 Гц. При больших частотах амплитуда колебаний лопаток уменьшается, что не позволяет разрушить лопатки.
Схема электродинамического вибростенда приведена в графической части проекта. Лопатка 1, закрепленная в специальном зажиме 2, устанавливается на столе-мембране вибростенда 3. Электродинамический вибростенд имеет две обмотки: стационарную и подвижную, прикрепленную к столу. На стационарную обмотку подмагничивания подается питание по цепи 9. Переменное электрическое напряжение с частотой, соответствующей частоте собственных колебаний лопатки, от генератора переменных напряжений 7 через усилитель мощности 8 подается на подвижную обмотку. На эту обмотку в поле стационарной обмотки подмагничивания действует переменная электродинамическая сила с частотой переменного напряжения, подаваемого от генератора, что приводит к колебаниям подвижной обмотки вместе со столом-мембраной и закрепленными на нем зажимом и лопаткой. При совпадении частоты переменного напряжения генератора с частотой собственных колебаний лопатки ее колебания резко усиливаются и приводят к усталостному разрушению.
Контроль уровня механических переменных напряжений в лопатке производится с помощью приклеенного тензорезистора 10 и специальной тензоаппаратуры 11. Сигнал и частота колебаний лопатки выводятся на экраны осциллографа 12, вольтметра 13 и частотомера 14.
Для поддержания уровня колебаний постоянными в процессе испытаний применяются специальные индукционный датчик обратной связи 4 и регулятор 5. Для подсчета числа циклов используется частотомер 8.
Воздушный вибростенд.
Воздушный вибростенд применяется для усталостных испытаний лопаток при колебаниях по собственным формам с высокими частотами до 20 000 Гц.
Схема воздушного вибростенда приведена в графической части проекта. Лопатка 1, закрепленная в специальном зажиме 2, устанавливается на неподвижном столе. Колебания лопатки возбуждаются воздухом, подаваемым регулятором 16 в сопло 15 на лопатку через вращающийся диск 3 с прорезями. Перемещение прорезей между соплом и лопаткой приводит к пульсирующему воздействию воздуха на лопатку с частотой, пропорциональной частоте вращения диска и числу прорезей в диске. При совпадении частоты пульсаций воздуха с частотой собственных колебаний лопатки ее колебания резко усиливаются и приводят к усталостному разрушению.
Диск вращается с помощью основного 8 и стабилизирующего 9 электродвигателей, обороты которых управляются от генератора переменных напряжений 7 через усилитель мощности 6 и регулятор 5 с помощью специального индукционного датчика обратной связи 4.
Контроль уровня механических переменных напряжений в лопатке производится с помощью приклеенного тензорезистора 10 и специальной тензоаппаратуры 11. Сигнал и частота колебаний лопатки выводятся на экраны осциллографа 12, вольтметра 13 и частотомера 14.