книги из ГПНТБ / Бауман, Н. Я. Технология производства паровых и газовых турбин

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. 95, а и г), а для окончательной обработки

при нежестких станках применяют резцы с пружинными оправ­

живают заданный размер от тор­ ца б ступицы. Затем обрабатывают поверхность в и по шаблону 1 галтель бурта. Дальнейший порядок обработки соответствует номерам шаблонов 1—8. Шаблоны 1—4 одинаковы для той и другой стороны. При больших размерах дисков конусную по­ верхность г до сопряжения ее с поверхностью радиуса г обраба­ тывают при помощи суппорта станка, повернув его на соответ­ ствующий угол, а поверхность радиуса. Д — при помощи специ­

180

ального приспособления. После этого по шаблону 6 врезаются до поверхности радиуса R и фасонным резцом по шаблону 7 об­ рабатывают канавку д. Обработку профиля тела диска закан­ чивают обточкой поверхности радиусом R при помощи описан­ ного выше приспособления (см. рис. 93).

Обработка пазов и венцов. Последняя ответственная и наи­ более сложная токарная операция — обработка пазов и венцов

Рис. 97. Оправка для установки диска на станке

для закрепления рабочих лопаток — производится на токарно­ лобовых станках, которые в данном случае являются наиболее подходящими как с точки зрения наибольшего удобства рабоче­ му для наблюдения за обработкой паза, так и с точки зрения удаления стружки.

Для установки и закрепления дисков на лобовых станках применяют жесткие оправки, один из типов которых показан на рис. 97. Оправка состоит из четырех кулаков 1, установленных в гнездах чугунного корпуса и закрепленных винтами 2. Для настройки оправки на разные диаметры необходимо иметь не­ сколько комплектов кулаков разной высоты. Регулирование диа­ метра оправки в пределах 5—20 мм осуществляется сменными пластинами 3, которые прокладываются между основанием ку­ лаков и корпусом оправки. В нижней части (у основания) оп­

181

Последовательность обработки вильчатого паза согласуется с построением размерных цепей профиля. С обработкой грибо­ видных и зубчиковых профилей можно ознакомиться в специ­ альной литературе.

Рис. 99. Схема обработки пазов вильчатого венца диска:

На рис. 100 показаны профили пазов диска, изображенного на рис. 101, а, и профили хвостов лопаток, применяемых в мощ­ ных турбинах с высокими параметрами пара и с большими чис­ лами оборотов, типов МВЗО, ВКТ100, ПВК150 и др.

183

Обработку пазов в дисках, выполненных заодно с валом, про изводят на горизонтально-расточном или вертикальном зубофре зерном о-танке, а в случае отдельных дисков — на модернизиро ванных токарно-лобовых станках.

На рис. 101, б показана установка диска па модернизирован ном токарно-лобовом станке. Для поворота диска под обработку каждого следующего паза на суппорте станка смонтировано де­ лительное приспособление. На планшайбе станка закреплена переходная втулка с фланцем для крепления сменных резцовы>

Рис. 100. Паз венца диска мощной турбины:

а — проекция паза; б — посадка лопатки

головок. Первой резцовой головкой производится предварителъ пая прорезка всех пазов в виде ступенчатого профиля (рис. 101, в, поз. 1) под дальнейшую разделку на конус. Затем устанавливается вторая головка, и все пазы прорезаются на конус (рис. 101, в, поз. 2). Для окончательного профилирования пазов (рис. 101, в, поз. 3) устанавливается третья головка с про фильными зубчиковыми резцами. Более подробное описание уст­ ройства головок, резцов и схемы обработки, а также выверки положения головок относительно обрабатываемого диска, имеет­ ся в специальной литературе [4].

Обработка пароразгрузочныхотверстийиотверстийдля креп­ ления лопаток. Пароразгрузочные отверстия располагают на теле диска, приблизительно на его среднем диаметре. Диаметры отверстий колеблются от 30 до 80 мм и зависят от диаметра дисков. Каждое отверстие с обеих сторон диска имеет галтели с радиусом от 2 до 15 мм. Радиус галтелей по всей окружности должен быть одинаков, независимо от уклона поверхности тела диска.

При изготовлении пароразгрузочных отверстий в дисках, име­ ющих коническую форму полотна (см. рис. 86, а), возникают трудности в выдерживании радиуса галтели одинаковой величи-

184

ны по всей окружности отверстия. Эти затруднения возрастают с увеличением уклона полотна (см., например, рис. 84, б и 87, б). Для удобства обработки диски такой формы следует устанавли­ вать на универсальных поворотно-угловых столах или на конус ных подставках так, чтобы образующая конуса расположила«

Рис. 101. Схема обработки елочного радиального па­ за на токарно-лобовом станке:

горизонтально. Для обработки скруглений применяют специаль ные радиусные зенковки; при небольшой конусности полотна диска для этой цели применяют оправки с установкой зенковки на шарнире. Скорость резания для зенковок принимается не больше 3—4 м/мин. После зенкования поверхность скруглений полируют наждачным полотном с помощью деревянных оправок до получения чистоты поверхности 9-го класса.

185

Рабочие лопатки с вильчатыми хвостами закрепляются на ободе диска заклепками (рис. 102). В зависимости от размеров лопаток используются заклепки диаметром 4—20 мм. Предва­ рительные отверстия под заклепки сверлятся до облопачивания диска с припуском 2 мм на диаметр. Расположение отверстий по шагу и в радиальном направлении необходимо выдерживать весьма точно, для чего сверление производят по накладным кон­ дукторам с установленными в них кондукторными втулками. Обработку ведут на радиально-сверлильных станках. При еди­ ничном характере производства дисков сверление отверстий мо

0,1—0,3 мм на каждую боковую сторону паза; на глубину паза припуска не оставляют.

При наличии в диске нескольких пазов обеспечить их точное расположение обработкой по разметке трудно. В этих случаях целесообразно применять специальные шаблоны. Шаблон пред­ ставляет собой кольцо, выполненное с центрирующим буртом по ступице диска толщиной 12—15 мм, с пазами, точно располо­ женными по окружности. Ширина паза в кольце делается на 1—2 мм больше размера паза в диске. Это необходимо для при­ менения щупа при настройке резца. При установке шаблона на диск базой служит отверстие последнего. Точное расположение шпоночных пазов в диске после долбления достигается допол­ нительной слесарной обработкой.

Проверка перпендикулярности стенок пазов и торца ступицы в рабочих колесах осуществляется при помощи особого шабло­ на (рис. 103). Этот шаблон состоит из планки 1 с упором А,

186

равноплечего рычага 2, микронного индикатора 3 и плоской пружины 4. При помощи эталонного паза индикатор шаблона устанавливается на ноль. Для проверки рабочего паза шаблон устанавливают на торец диска и передвигают его до соприкос­ новения упора А с проверяемой стенкой паза. При касании упо­ ра Л о стенку паза рычаг 2 под действием пружины также кос­ нется контролируемой стенки, и стрелка индикатора покажет величину отклонения перекоса паза на 100 мм его длины.

6. Статическая балансировка

Для спокойной, без вибраций, работы ротора турбины цент­ ры тяжести дисков и других деталей, насаженных на вал, долж­ ны совпадать с его геометрической осью. Неоднородность метал­ ла, неточность при механической обработке и ряд других причин вызывают неравномерное распределение массы металла. Для уравновешивания производят статическую балансировку ротора, выполняемую на балансировочных параллелях. Уравновешива­ ние турбинных дисков и методы их балансировки широко осве­ щены в специальной литературе, поэтому здесь приводятся лишь некоторые практические приемы и отдельные замечания, непо­ средственно связанные со статической балансировкой турбинных дисков.

Статическая балансировка дисков производится дважды. Первая (предварительная) балансировка выполняется после ме­ ханической обработки диска, перед наборкой лопаток на диск; вторая — (окончательная) — после наборки лопаток, перед по­ садкой уже облопаченных дисков (т. е. рабочих колес) на вал ротора. Некоторые заводы применяют еще одну балансировку до окончательного крепления набранных лопаток, заменяя этим развешивание лопаток по пакетам перед облопачиванием.

При первой балансировке неуравновешенность диска только определяется, но лишняя масса металла с диска не снимается, так как обычно она невелика. Места, с которых требуется снять лишний металл, маркируются с обозначением величины излиш­ него веса.

После посадки лопаток на диск разность веса отдельных ло­ паток, смещение их центра тяжести в радиальном направлении, смещение отдельных отрезков бандажной ленты и проволоки, а также другие причины, могут вызвать увеличение неуравнове­ шенности до нескольких сот и даже тысяч грамм-сантиметров. В процессе окончательной балансировки неуравновешенность облопаченного диска должна быть полностью устранена.

Перед выполнением балансировки диска ножи балансировоч­ ных параллелей необходимо тщательно осмотреть. Они не долж­ ны иметь забоин, царапин, грязи и должны быть точно отнивелированы прецизионным уровнем.

187

Для балансировки каждый диск или рабочее колесо насажи­ вается на специальную оправку (рис. 104, а). Шейки 4 у оправки должны быть чисто обработаны и иметь строго одинаковые диа­ метры. Шейки 5 служат для транспортирования оправки с наса-

Рис. 104. Элементы статической балансировки:

а - справка для балансировки дисков; б — схема установки диска для балан­ сировки

женным диском 6. Рым 7 и цапфы 8 необходимы для кантования оправки с насаженным диском и установки ее в вертикальное положение под насадку диска. Конические шайбы 1 и 2 плотно, с посадкой Д, пригоняются по ди­ аметру оправки и после сборки с диском прижимаются гайкой 3.

Сама оправка после ее изготовле­ ния и сборки тщательно баланси­ руется.

При постановке диска на па­ раллели в процессе балансировки возможны два случая.

Первый случай: диск под вли­ янием неуравновешенной массы прокатывается на параллелях не­ которое расстояние, после чего останавливается, занимая вполне определенное положение. В этом случае наиболее тяжелое место

явно выражено. Оно находится на радиусе, проходящем через диск вертикально, ниже оси диска.

Второй случай: диск, поставленный напараллели, не катит­ ся, оставаясь неподвижным в любом положении. Это означает, что проверяемый диск полностью уравновешен или момент , неуравновешенной массы недостаточен для преодоления момен­ та качения.

В первом случае требуется определить лишь величину не­ уравновешенной массы; во втором случае — и ее расположение и величину.

188

Рассмотрим подробнее второй случай.

Балансировка на параллелях состоит в следующем: диск, установленный на параллели, размечают мелом на восемь де­ лений (рис. 104, б). К каждой из восьми отметок поочередно прикладывают такой груз, под влиянием' которого диск может повернуться вправо на один и тот же угол. Результаты заносят на график (рис. 105). По графику легко определить тяжелое и легкое места диска: более легкое место будет там, где приш­ лось подвесить больший груз. Зная вес максимального и мини­ мального грузов, не трудно определить величину груза, кото­ рый надо добавить к легкому месту или снять с тяжелого места,

Если уравновешивающий груз снимается с диска не на ради­ усе той окружности, по которой производилась балансировка и определялись величины грузов, то делают пересчет по формуле

лансировку с составлением новых графиков, определяющих ве­ личину уравновешивающего груза и его расположение. Если величина остаточной статической неуравновешенности не пре­ вышает допустимую, указанную в чертеже данного рабочего колеса, то балансировка считается законченной. Допустимой неуравновешенностью рабочего колеса обычно считается та-

189