В основном широко применяемые детали лопаточного аппа­рата следует признать достаточно технологичными, однако это не означает того, что возникающие при проектировании и изго­товлении вопросы можно считать уже окончательно решенны­ми. Технологичность конструкции лопаток должна постоянно совершенствоваться и это требует постоянной работы по изыска­нию новых, более прогрессивных решений.

В практике имеют место случаи, когда изменение условий производства, например в результате приобретения нового обо­рудования или улучшения технологического процесса, может приводить к тому, что деталь, ранее удовлетворявшая требова­ниям производства, становится нетехнологичной. Убедительным примером в данном случае могут служить многопазовые виль­чатые профили, один из которых — трехпазовый показан на рис. 24. Система координации поверхностей пазов профиля и предельные отклонения размеров его, рассчитанные на слесар­ную пригонку при сборке, стали нетехнологичными при введении обработки поверхности пазов на шлифовальном станке с полу­автоматическим циклом. Последнее вызвало необходимость су­щественного изменения системы координации размеров и норм точности.

Примером нетехнологичной конструкции может служить так­же профильная часть направляющей лопатки, показанной выше на рис. 21. Входные кромки сечений / и II профильной части резко отклонены в сторону спинки лопатки, а сечений XII, XIII и XIV — в сторону внутреннего профиля. Это значительно ус­ложняет технологию обработки лопатки. Неоправданность такой конструкции станет еще более очевидной, если учесть, что соот­ветствующие места лопаток заливаются в материал диафрагмы и на аэродинамику каналов диафрагмы влияния не оказывают.

При создании новых конструкций лопаток, особенно большой длины, нельзя устанавливать для них те же нормы точности, ко­торые приняты для коротких лопаток. Это может приводить к появлению в производстве нетехнологичных конструкций. По­этому исследование вопросов, касающихся норм точности, долж­но быть одной из важных задач совершенствования технологич­ности конструкции лопаток при проектировании новых турбин.

6. Классификация и типизация лопаток

Главной целью классификации и типизации лопаток являет­ся последующая типизация технологических процессов и на этой основе совершенствование технологичности конструкций и тех­нологии производства лопаток.

Анализ чертежей и технологических процессов механической обработки лопаток позволяет установить следующие основные положения.

1. Несмотря на существующее разнообразие конструкций, ра­бочие и направляющие лопатки паровых и газовых турбин мо­

79

гут быть приведены к нескольким основным типам. Многие кон­струкции 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 техно­логических процессов обработки лопаток других типов.

3. Каждому типу конструктивных элементов лопаток (хво­стам, рабочим частям, головкам) свойственны определенный состав и последовательность технологических операций, незави­симо от типа лопатки.

Указанные положения и были положены в основу при разра­ботке схемы типизации (рис. 26), предложенной Н. Я. Баума­ном. По этой схеме обозначением и одновременно характеристи­кой типа служит четырехзначный номер. Первая цифра этого номера определяет класс лопатки, характеризующей ее служеб­ное назначение, принадлежность лопатки к машине определен­ного вида и сочетание хвостовой и рабочей частей лопатки. Кри­терий класса назван «характеристикой по общему виду». По этой характеристике могут быть определены вид заготовки и со­став первых операций для обработки базовых поверхностей. Примеры лопаток соответственно данной характеристике приве­дены в табл. 3. Не вошедшие в таблицу виды лопаток обознача­ются в номере цифрой 0.

Вторая, третья и четвертая цифры номера соответственно определяют наиболее распространенные разновидности хвостов, рабочих частей и головок лопаток, скомплектованные по их тех­нологической однородности в смысле одинакового состава и по­следовательности технологических операций обработки их. Эти характеристики являются, таким образом, критериями типиза­ции как самих лопаток, так и технологических процессов.

Разновидность хвостов и головок, показанных на рис. 26, яс­на 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 ос­новой для дальнейших разработок. В данной книге она является весьма полезным учебным пособием для более глубокого изу­чения 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 ра­бочих и направляющих лопаток. Номера типов, указанные в таб-

80

I

!>

I

П.

ш.

I

I

§

Фрезеробанные

Сбысодкой

ФФ

? г

Точеные 6 сборе

и

О

Г^1

а

I

I

§

стз

СЪ

с±з

ЙЗ

^ \ 4^

■ЙР

Л//7 1111

Тип 2228

Примеры обозначения типоб Тип 3633

С

Тип 60Ь7

Тип 2820

Э-Ь

-3-

Рис. 26. Схема типизации турбинных лопаток, разработанная Н. Я" Бауманом

Таблица 3

Классификация лопаток по общему виду

Номер класса	Отличительная особенность	Примеры
1	Лопатки активные постоянного сечения, изготовляемые с отдель­ными промежуточными телами	Рабочие лопатки турбин малой мощности; рабочие и направляю­щие лопатки колес скорости (см. рис. 8)
2	Лопатки реактивные постоянного сечения, изготовляемые с отдель­ными промежуточными телами	Рабочие и направляющие лопатки реактивных турбин (см. рис. 9), ло­патки литых и сварных диафрагм (рис. 26, тип 2820).
3	Лопатки с пером постоянного се­чения, изготовляемые заодно с про­межуточными телами, имеющие профильный хвост 1	Рабочие лопатки активных тур­бин (рис. 26, тип 3633), рабочие и направляющие лопатки реактивных турбин
4	Лопатки с пером постоянного и переменного сечений (линейчатого2 и нелинейчатого3 профиля), имею­щие плоский хвост прямоугольного сечения	Рабочие лопатки активных тур­бин (см. рис. 11, б)
5	Лопатки с пером переменного се­чения (линейчатого и нелинейчато­го профиля), имеющие профильный хвост	Рабочие лопатки активных тур­бин (рис. 11, а), аналогичные им рабочие и направляющие лопатки реактивных турбин
6	Лопатки реактивные с пером по­стоянного и переменного сечений (линейчатого и нелинейчатого про­филя), имеющие плоский хпост не­прямоугольного сечения	Рабочие и направляющие лопат­ки последних ступеней реактивных турбин, газовых турбин и осевых компрессоров
7	Лопатки с развитыми полками у хвостовой части	Рабочие лопатки газовых турбин с охлаждаемыми хвостами
8	Лопатки с цапфами для крепле­ния лопаток	Направляющие лопатки осевых компрессоров газовых турбин
9	Сопла	Направляющие лопатки сегмен­тов сопел, и наборных диафрагм (см. рис. 19)

1. Хвост лопатки с прсфильными радиальными поверхностями сопряжения соседних лопаток.

2. Линейчатые профили, получаемые в результате обработки их профильной фрезой методом косого фрезерования или представляющие собой часть поверхности конуса, полу­чаемую в результате точения заготовки в наклонном положении.

3. Нелинейчатые профили, получаемые в результате: а) обработки заготовок профиль­ной фрезой по спирали; б) обработки заготовок профильнсй фрезой с перемещением стола станка в продольном направлении в сочетании с дополнительным перемещен юм стола в вертикальном направлении по копиру; в) обработки заготовки на копирсвальчо-фрезерных станках по объемному копиру слсжнопрострэнствен! ой формы, заданной рядом кривых, построенных по точкам и расположенных в нескольких параллельных сечениях, перпенди­кулярных оси лопатки.

82

Та-блица 4

Классификация лопаток по рабочей части

1. Открытые¹ постоянного сечения активные

2. Открытые постоянного сечения реактивные, с вы­садкой и без нее

3. Полуоткрытые² постоянного сечения длиной до 100 мм, со своим бандажом и без него

4. Полностью закрытые³ длиной до 100-мм с рабо­чей частою постоянного сечения

5. Полузакрытые⁴ постоянного и переменного сече­ния, линейчатые длиной свыше 100 мм

6. Полузакрытые переменного сечения, нелинейча­тые, длиной до 500 мм

7. Полузакрытые переменного - сечения, нелинейча­тые, длиной свыше 500 мм

8. Открытые переменного сечения, линейчатые

9. Открытые переменного сечения, нелинейчатые

Рис. 8, а и б Рис. 9, а и б

Рис. 26, тип 3633 и рис. 19 Рис. 26, тип 6047

Рис. 18

Рис. 14

Рис. 61 и 62

Рис. 20 Рис. 21

1. Открытые, не имеющие уступов на профильных поверхностях и допускающие сквоз- ные проходы режущих инструментов вдоль всей лопатки.

2. Полуоткрытые, не имеющие уступов и допускающие сквознсй проход режущих ин« струмелтов вдоль всей лоиатки 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 лоиатки.

4. Полузакрытые, не допускающие сквозного прохода режущих инструментов вдоль лопатки как со стороны наружного, так н внутреннего профиля, но допускающие свобод­ный заход инструмента от головной части.

лицах, определены по схеме технологической классификации (см. рис. 26).

Основная задача данных схем — показать порядок обработ­ки лопаток различных типов, поэтому в схемах указаны только порядковые номера операций, их наименования и эскизы обра-. ботки. Графы для указания применяемых станков, приспособле­ний, режущих и измерительных инструментов в таблицах отсут­ствуют, чтобы не усложнять схемы ненужными в данном случае подробностями.

Следует, однако, заметить, что при использовании специаль­ных станков в наименованиях соответствующих операций ука­заны их марки. Что же касается универсальных станков общего назначения, то указывать их в подобных схемах вообще не целе­сообразно, 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 оборудова­ния, указанного в схемах, с фактически применяемым на том или ином турбинном заводе.

83

Таблица 5

Схема технологического процесса механической обработки лопаток

постоянного сечения, активных, с отдельными промежуточными телами

(тип 1111)

Готовая лопатка	-
Гтодая лопатка [ 113,42	Заготовка—горячекатаная полосовая
	сталь

Наименование и эскиз операции

1. Разрезка заготовки на три лопатки на прессе

ЗЕ

2. Правка по мере надобности

3. Шлифование или фрезерование пло- скости до получения чистой поверхности

4. Фрезерование торцов

15.5

170

5. Фрезерование облегчения наружного профиля

6. Фрезерование облегчения на­ружного профиля

7. Фрезерование наружного профиля

8. Фрезерование боков

9. Фрезерование внутреннего профиля

10. Разрезка на лопатки

б!
	ПШ

84

Продолжение табл. 5

Наименование и эскиз операции

11. Фрезерование хвоста¹

Ло/Нюацкёа

ц-ар

11. Фрезерование головки¹

.ЯМ0,1 . Л*йА

12

13. Шлифование и полирование

я1 ы

еВ

14. Опиливание по чертежу

15. Магнитное и кислотное испытания