— болты крепления ло иаток; 7 — штифты; 8 —

винты крепления подушек

При единичном изготовлении лопаток диафрагм типа, пока­занного в табл. 10, рациональными заготовками являются по­ковки в виде полуколец, загнутых из прямоугольных полос. Полукольца после загибки в горячем виде стыкуются и прота­чиваются на, карусельном станке по форме продольного сечения готовой лопатки. После обработки на станке полукольца прини­мают окончательные чертежные размеры по ширине, хвостово­му и головному торцам. Дальнейшая обработка производится по технологическому процессу, приведенному в табл. 10.

При изготовлении лопаток из проката или литых заготовок целесообразно начать обработку с фрезерования поверхности А (см. эскиз готовой лопатки табл. 10) как базовой для уклад­ки лопаток в многоместное приспособление (рис. 28). После за­крепления заготовок в приспособлении точить торцовые поверх­ности В, Г и боковую сторону Б аналогично кольцевой заготов­ке. Дальнейшая обработка может производиться в порядке, указанном в табл. 6—8. С производством светлокатаных профи­лей, штампованных заготовок, литья по выплавляемым моде­лям можно познакомиться по отраслевой литературе [4].

2. Выбор и подготовка основных баз

Как видно из схем, приведенных в табл. 5—12, для изготов­ления лопаток в зависимости от сложности их формы требуется выполнить 10—26 операций на различных металлорежущих станках. В турбинах используются и еще более сложные ло­патки, требующие применения и более сложных технологиче­ских процессов.

Обработка лопаток, производимая по Ъсем четырем сторо­нам заготовки, обязательно сопровождается сменой баз, т. е. необходимостью устанавливать заготовки под обработку на различные поверхности. Основными являются те из базовых по­верхностей лопаток, которые создаются в самом начале обра­ботки заготовки и используются в качестве установочных при выполнении большинства последующих операций.

Для достижения высокого качества лопаток следует стре­миться к тому, чтобы основные элементы лопаток (хвосты, ра­бочие части, головки) были обработаны без смены баз. Если же этого достигнуть нельзя и смейа баз является неизбежной, та правильному выбору и подготовке основных баз должно быть уделено особое внимание.

Операции, относящиеся к подготовке основных баз, долж­ны выполняться наиболее тщательно. Важнейшим требованием является строгая перпендикулярность и паралллельность базо­вых плоскостей между собой, что обеспечивается определенной очередностью операций с выдерживанием норм точности, ука­занных для примера в операционных эскизах табл. 8.

Обработку прямоугольной горячекатаной заготовки начина­ют всегда с бол.ее широкой поверхности. В операции 3 (см. табл. 8) создается первая исходная плоскость. В операции 4 шлифованием на магнитной плите достигается параллельность между двумя плоскостями — исходной и противолежащей с точностью около 0,01 мм. Выдерживается также толщина заго­товки с точностью 0,05 мм. В операции 5 производится одновре­менное фрезерование боковых сторон заготовки с выдержива­нием перпендикулярности одной из сторон, указанной в эскизе, к шлифованной плоскости. При этом вследствие неточности оборудования вторая сторона может оказаться и не параллель­ной к первой, указанной в эскизе, а следовательно, и не перпен­дикулярной к шлифованной. Для исключения этого явления в операции 6 — «шлифование боковой плоскости в размер по ши­рине», выполняемой на магнитной плите и предусмотренной не только для достижения размера по ширине, но и для обеспече­ния паралллельности боковых сторон между собой, заготовки надо укладывать на магнитную плиту обязательно стороной с меткой.

При точном соблюдении указанного порядка все четыре по­верхности обработанной заготовки окажутся взаимно перпен­дикулярными и любая из них сможет служить базой, что край­не необходимо для правильного положения заготовок в при­способлениях для обработки хвостов, рабочих частей и головок, с целью обеспечения необходимой точности взаимного располо­жения и относительных поворотов этих элементов между собой. При несоблюдении указанных выше требований в процессе об­работки будут нарушены размеры и формы лопаток, что приве­дет к дополнительным затратам рабочего времени на их слесар­ную пригонку при облопачивании турбин.

В производстве лопаток применяется несколько типов тех­нологических баз. Способы базирования определяются классом лопаток. На рис. 29 показаны способы базирования лопаток наиболее распространенных форм. Обозначение баз на рисунке выполнено в виде открытых равносторонних треугольников. Цифры указывают число опорных точек. При одной точке циф­ра не ставится. Типы условно обозначены римскими цифрами.

В качестве базовых поверхностей используются как плоско­сти, так и профильные поверхности, однако наилучшими из них являются плоскости Профильные поверхности могут служить надежными базами только при постоянном сечении и в сочета­нии с плоскостями (типы /, II, IV, X). При переменном сечении профильные поверхности не могут служить надежными базами и должны заменяться плоскостями, создаваемыми искусствен­но на технологических припусках. Технологические припуски показаны на рис. 29 у типов V, VI, VII, VIII, IX, где отмечены буквой а. Из приведенных способов базирования нашли отраже­ние в схемах: тип I (см. табл. 5), тип II (см. табл. 6), тип III'

(см! табл. 8), тип VII (см. табл. 9), тип X (см. табл. 10), тип V (см. табл. 12).

•Все приведенные на рис. 29 типы базирования обеспечивают единство баз для большинства операций механической обра­ботки соответствующего типа лопаток. Наиболее полно прин­цип единства баз выдерживается при использовании в качестве установочных баз центровых отверстий (типы V,

Хорошо зарекомендовал себя способ (тип VIII) для обра­ботки коротких лопаток сложного профиля. Отверстие, выпол­ненное по второму классу точности, достаточно надежно лиша­ет заготовку двух степеней свободы.

2. Типовые операции. Оборудование и оснащение лопаточного производства

Обработка заготовок. Разрезка материала на заготовки вы­полняется на прессах, дисковыми пилами, механическими но­жовками и на станках для анодно-механической резки металла. Для разрезания листовой стали применяются гильотинные нож­ницы.

Наиболее производительным способом разрезания является рубка на прессе. Размеры поперечного сечения полос ограничи­ваются мощностью пресса. В настоящее время существуют прессы такой мощности, при которой полосы всех размеров, применяемые в производстве лопаток, могут подвергаться руб­ке. Припуск по длине заготовки оставляется равным 3—6 мм, в зависимости от поперечного сечения полосы. Такой припуск не­обходим для последующего фрезерования торцов заготовки, ко­торые после рубки на прессе имеют вмятины и часто получают­ся косыми. Рубка материала светлокатаного профиля произво­дится в специальных штампах, имеющих профильные пуансон и матрицу, предохраняющие профиль от деформирования при рубке. Небольшая вмятина, образующаяся на профиле от на­жимания пуансоном, снимается при закруглении шипа.

При разрезке дисковыми пилами или ножовочными станка­ми припуск по длине заготовки оставляется не более 1 мм на сторону.

Разрезка заготовок из труднообрабатываемых высокотвердых сталей может производиться на анодно-механических станках, так как применение дисковых пил в этом случае крайне затруд­нительно. Припуск по длине лопатки при анодно-механической резке, так же как н при резке дисковыми пилами, дается не­большой. Торцы после анодно-механической резки получаются правильными.

После разрезки проверяются размеры заготовок по длине и на кривизну. Искривленные заготовки выправляются при помощи пресса. Операция правки должна обязательно вноситься в тех­нологический процесс изготовления заготовок, так как их кри­визна существенно затрудняет дальнейшую обработку лопаток п .может привести к браку. Допустимая величина кривизны оп­ределяется размером стрелки дуги прогиба заготовки, которая должна быть не больше ’/з припуска на механическую обра­ботку.

Фрезерование плоскостей заготовки производится нормаль­ными цилиндрическими фрезами на горизонтально-фрезерных

станках или торцовыми фрезами на вертикально-фрезерных станках. Работа торцовыми фрезами обеспечивает лучшее ка­чество плоскостей и дает возможность применять скоростные режимы фрезерования.

Фрезерование боков заготовки производится в универсаль­ных приспособлениях, один из типов которых показан на рис. 30. Заготовка устанавливается на фрезерованную плоскость и прижимается системой прижимных рычагов, обеспечивающих правильность положения заготовки и надежность ее крепления.

сти, на плоскошлифовальном станке. Заготовки располагаются по всей плоскости магнитного стола в большом количестве, что делает операцию шлифования очень производительной. При­пуск на шлифование в зависимости от размеров заготовки ос­тавляется от 0,1 до 0,3 мм.

Фрезерование торцов коротких заготовок производится па­кетами при закреплении их в станочных тисках или в специаль­ных приспособлениях. Выполняется оно аналогично фрезерова­нию боков лопатки торцовыми фрезами на станках модели А-662 или парой двусторонних фрез, надетых на оправку. Фре­зерование парой фрез обеспечивает однородность длины заго­товок, что очень важно для дальнейшей их обработки при уста­новке на приспособления.

Обработка хвостов лопаток производится после получения правильных основных баз. Как указывалось выше хвост, явля­ется ответственной частью лопатки. При обработке хвостов лопаток, изготовляемых заодно с промежуточным телом, долж­ны быть точно выполнены угол между внутренней и наружной радиальными сопрягаемыми поверхностями, толщина, длина и посадочный профиль обрабатываемой детали.

Обработка хвостовой части лопатки начинается с образова­ния требуемого угла между внутренней и наружной радиальны­ми поверхностями. Первоначально обрабатывают внутреннюю, а вслед за ней наружную поверхности. Эти операции должны обязательно предшествовать фрезерованию посадочного профи­ля, так как наличие его затруднило бы проверку правильности обработки поверхностей угла.

Для получения правильной и чистой плоскости фрезерова­ние разделяется на предварительное и окончательное. Предва­рительное фрезерование обычно выполняется на горизонтально­фрезерном станке цилиндрической фрезой. Чистовое фрезерова­ние выполняется на вертикально-фрезерном станке торцовой фрезой. Припуск на чистовую обработку оставляется от 0,5 до 1 мм.

Проверка радиального угла производится при помощи спе­циального шаблона (рис. 31). Конструкция шаблона обеспечи­вает проверку радиального угла и толщины хвоста. При пра­вильном радиальном угле хвост лопатки должен заходить в шаблон без просвета, однако точность проверки данным шаб­лоном в значительной степени зависит от опытности контроли­рующего работника, так как изготовление радиального угла абсолютно без просвета практически является недостижимым. У лопаток с плоскими хвостами просвет может быть проконтро­лирован щупом и не должен превышать 0,02—0,03 мм. Толщина хвоста контролируется при помощи рисок, нанесенных на шаб­лон. Выполняется толщина с определенным допуском. При пра­вильной толщине торцовая плоскость хвоста должна находить­ся между контрольными рисками.

Одна десятая часть всех лопаток данной ступени должна иметь хвосты, утолщенные на 0,15—0,2 мм. Это необходимо для

₀ч создания запаса на пригонку лопа-

И|. ток при их наборке. Для изготовле-

п лН- I —1_. _1П1Я утолщенных, хвостов лопаток на : шаблоне наносится еще одна риска

с надписью «УТ». На утолщенные лопатки также наносятся клейма «УТ», что дает возможность быстро- го отбора таких лопаток при уста- новке их на диски.

С целью обеспечения необходи- мой точности проверки радиальных углов у лопаток, имеющих плоский прямоугольный хвост, рекомендует- ся применять тригонометрические методы измерения с помощью синус- ных линеек и индикаторов по схеме, приведенной на рис. 32. Схема изме- рения угла крупных лопаток показа- на на рис. 33. На этом рисунке: 1 — проверяемая лопатка; 2— жесткие

Рис. 31. Шаблон для проверки ра-у_ПОр_Ы настраиваемые в соответст- диалыгого угла хвостов лопаток: о

^А * ₀ вии с чертежом лопатки; 3 — кли-

1. — риска утолщенных хвостов;

упор для контроля длины НОВЫе П0ДВ0ДНЫ6 ОПОрЫ, ОбОСПСЧИ-

вакицис контактирование выходной кромки лопатки с упорами 2; 4 — установ; Л, Б, К, Л - - чертеж­ные размеры, обеспечивающие горизонтальное положение внут-

лов по данной схеме проверяется правильность не только вели­чины радиального угла, но и расположение хвоста относительно рабочей части лопатки. Толщина хвоста контролируется по эта­лону 3 (см. рис. 32).

Фрезерование наружного профиля у лопаток диафрагм под радиальным углом отличается некоторыми особенностями. Про­фили лопаток диафрагм имеют сильно вытянутую реактивную форму. Если фрезерование радиального угла у лопаток этого

жении, а в повернутом, как показано на схеме (рис. 35). Ло- патка 1 устанавливается так, чтобы крайние точки профиля а и б находились на одной горизонтальной прямой. Условия рабо- ты фрезы при таком положении лопатки оказываются более благоприятными, так как разница в режимах резания для всех точек режущей кромки фрезы резко уменьшается.

При фрезеровании лопатки в повернутом состоянии настрой- ку приспособления под радиальным углом надо осуществлять в плоскости АА (см. рис. 34). Для этого стол 4 приспособления (см. рис. 35) выполняется наклонным и снабжается плитой 3,

которая может быть повернута в плоскости АЛ относительно оси цап- фы 6. Ось цанфы помещена в вер- шине радиального угла, т. е. соот- ветствует положению центра диа- фрагмы. Фиксирующая подушка 2 обеспечивает точную координацию лопатки. После настроечного пово рота плиты 3 ее закрепляют на сто- ле 4 болтами 5.

Проверка радиального угла про- изводится шаблонами, аналогичны- ми изображенному на рис. 31, с ори- ентировкой шаблонов по боковой плоскости лопатки со стороны паро- входа. Измерительная грань шабло- на — сторона с риской — располага-

ется со стороны наружного профиля. Для правильной ориенти- ровки по плоскости паровхода шаблон снабжается упором в виде приклепанной к нему накладной пластины. Для удобства наблюдения за правильностью конуса в упорной пластине на- против наклонной грани шаблона (стороны с риской) делается щель. С целью повышения точности измерения целесообразно применение синусной линейки с индикатором по схеме, анало- гичной рис. 32.

Для проверки взаиморасположения внутреннего и наружного профилей применяются раздвижные профильные шаблоны в рамках (рис. 36). Шаблон состоит из рамки и вставок наружно­го и внутреннего профиля. Вставка внутреннего профиля за­крепляется в рамке неподвижно. -Вставка наружного профиля — подвижная. Для удобства пользования шаблоном рычажок 1 с помощью кулачка с накатанной головкой может быть введен в выемку 3 вставки наружного профиля. Тогда рычажок под дей­ствием плоской пружины 2 постоянно будет отводить вставку наружного профиля в верхнее крайнее положение.

Фрезерование профиля хвоста является одной из наиболее ответственных операций обработки лопаток. Правильное изго­товление профиля хвоста лопатки обеспечивает надежное креп­

ление лопаток в пазах дисков и точную аксиальную и радиаль- ную установку их на рабочем колесе. Здесь особенно важно под- черкнуть, что профили хвостов должны быть выполнены в стро- гом соответствии с допусками, указанными на чертеже. Такие же требования предъявляются к пазам, сделанным в дисках. Тщательное соблюдение этих требований должно обеспечивать правильную посадку лопаток в пазах, дисков, а также взаимоза- меняемость лопаток и дисков по посадочным местам, что явля- ется необходимым условием для производства и использования запасных частей при ремонте турбин.

Самым распространенным способом обработки Т-образных и им подобных хвостовых профилей лопаток является фрезеро-

вание на двухшпиндель- ных станках или на одно- шпиндельных станках . с двухшпиндельными фре- зерными головками. При такМ обработке применя- ется комплект режущего инструмента из двух фрез, правой и левой. Диамет- ры фрез желательно вы- бирать возможно меньши- ми, что обеспечивает наи- более производительную работу. Профили фрез

должны быть выполнены только по шаблонам и согласованы между собой.

При фрезеровании Т-образных пазов с параллельными сто­ронами (рис. 37) боковые стороны /, 2 и 3 фрезы работают не­нормально из-за возникновения трения, что приводит к быстро­му износу фрез, получению недостаточно чистой поверхности и невозможности обеспечения установленных для размеров обра­батываемых деталей допусков. Избежать этого можно, если у фрезы на поверхностях 1, 2 и 3 сделать боковой задний угол, благодаря чему качество обработки пазов повысится. Однако боковой задний угол сокращает срок службы фрезы. Для того чтобы удлинить этот срок, фрезы делают составными.

Комплект измерительного инструмента для контроля эле­ментов хвоста показан на рис. 38. Калибр / представляет собой эталон паза диска. Он должен быть закален и доведен до про­ходных размеров паза. Угольник 4 служит для проверки откло­нения от аксиального положения лопаток. Сухарь 2 представ­ляет собой шаблон с наружным профилем лопатки и приклепан­ной к нему снизу пластинкой, точно пригнанной по пазу калиб­ра. Пластинка приклепана таким образом, чтобы обеспечить сухарю определенное положение на калибре. При помощи суха­ря контролируется правильное положение профиля лопатки и

смещение хвоста от оси. Линейка 3 служит для контроля ради­ального положения лопаток.

Правильно изготовленный хвост лопатки должен заходить в калибр от легких ударов молотка, наносимых через медную вы­колотку, защищающую поверхность хвоста лопатки от вмятин. Между посадочными размерами не допускается односторонних просветов, которые указывают на наличие перекосов.

менты хвоста могут быть отработаны с весьма высокой точно­стью

Фрезерование хвостов может производиться пакетами или по одной штуке. Для фрезерования хвостов пакетами применя­ют приспособление с рамками. На столе станка располагают два угольника, имеющие пазы для установки съемных рамок. К приспособлению придается комплект из двух рамок. В рамку набираются заготовки для лопаток и заготовки для промежу­точных тел до полного ее заполнения. При работе па горизон- тально-фрезериом станке рамка занимает вертикальное поло­жение.

вания в несколько раз выше фрезерования или точения. Однако протягивание целесообразно применять только при крупных се­риях выпускаемых лопаток, что объясняется высокой стоимо­стью инструмента. Широкому внедрению протягивания хвостов в единичное и мелкосерийное производство паровых тур­бин будут содействовать унификация профилей хвостов и при­менение одного профиля хвоста для лопаток разных типоразме­ров.

Грибовидные хвосты лопаток фрезеруют или протя­гивают. Порядок операций при фрезеровании и протягивании

операции оставляют малые припуски на чистовой проход, что, в свою очередь, уменьшает износ чистовых фрез. Грибовидные фрезы (рис. 41) сложны в изготовлении. Поэтому при черновом проходе используют чистовые фрезы, уже потерявшие свой раз- мер. На чистовой проход оставляют припуски до 0,5 мм.

Протягивание грибовидных хвостов производится за несколь- ко операций, количество которых зависит от величины и конфи- гурации обрабатываемого паза. Для лопаток, имеющих хвост с одной или двумя грибовидными прорезями, паз хвоста обра- батывается за две операции, а профиль грибка выполняется на- черно и окончательно за один проход. Протяжка состоит из

нескольких секций. Порядок пере- ходов при протягивании одно- опорного грибовидного хвоста по- казан на рис. 40, б. Протягивание грибовидных хвостов пока что широкого распространения не по- лучило, что объясняется сложно- стью изготовления протяжек.

Вильчатые хвосты, как и все другие элементы хвостовых соединений, требуют большой точности при изготовлении. Осо-

бой аккуратности и тщательности требует обработка хвостов с несколькими пазами. По характеру соединения с дисками вильчатые хвосты могут быть разделены на наружные и внут- ренние, а по количеству пазов — на одновильчатые, двухвильча- тые. трехвильчатые и многовильчатые.

Требуемую точность и чистоту поверхности вильчатых хвос­тов получают за две операции: 1) предварительная прорезка пазов с припуском на чистовую обработку и 2) чистовая обра­ботка согласно размерам чертежа.

В отдельных случаях при малой ширине и глубине паза у однопазовых хвостов их обработка может производиться за один проход.

Пазы вильчатого' хвоста лопатки предварительно фрезеру­ют с припуском по ширине паза от 0,3 до 0,6 мм, т. е. от 0,15 до 0,3 мм на сторону, набором дисковых профильных фрез. Глуби­на пазов при предварительном фрезеровании выдерживается в соответствии с окончательными размерами по чертежу. Шли- •фование производится на шлифовальных станках, типа заточ­ных, мелким чашечным кругом.

Чтобы обеспечить требуемую точность расположения пазов и равномерное распределение припусков на шлифование, поль­зуются специальными наборами фрез, которые не разбираются до полного износа. Фрезы для набора изготовляются с припус­ками по ширине профиля и по диаметру и шлифуются после со­ставления набора. При этом выдерживается требуемое рассто- 120

яние между фрезами и их ширина. Для нормальной работы фрез ио боковым сторонам профиля дается небольшой задний угол от 0,5 до 1°. Затем производится затылование фрез по'про- филю и выдерживается наружный диаметр фрез. Таким же способом затачивают набор после его затупления, чем увеличи- вают срок службы набора, не нарушая его размеров.

Обработку вильчатых пазов можно производить и без ис- пользования профильных фрез. При таком способе (рис. 42) первоначально сверлят отверстия, определяющие дно обраба- тываемых пазов, затем дисковымч трехсторонними фрезами

(обычно нормальными) проре- зают стенки пазов. Отверстия сверлят ио кондуктору и затем развертывают. Диаметры от- верстий равны ширине пазов + 0,2 мм. Однако более целе- сообразно увеличить диаметр этих отверстий на 0,5 мм, что следует особо предусмотреть в чертеже. Недостатком этого способа является наличие до- полнительных операций «свер- ление и развертывание отвер-

стий», которые весьма трудоемки, так как должны выполняться с большой тщательностью.

Чистовая обработка вильчатых хвостов лопаток является более сложной, особенно при нескольких пазах, вследствие на­личия отдельных элементов хвоста (выступ, паз и др.), изго­товляемых с весьма высокой точностью. За базу для установки обрабатываемых лопаток в приспособление принимается боко-' вая сторона, от которой задается размер А до «базы профиля» (рис. 43). База профиля (поверхность 3) шлифуется первой. При работе двусторонним чашечным шлифовальным кругом последо­вательность шлифования остальных поверхностей устанавливает­ся самим исполнителем. При работе односторонним чашечным шлифовальным кругом может быть рекомендована, как наиболее рациональная, следующая последовательность обработки: пер­вой шлифуется поверхность 3, т. е. база профиля; затем шлифо­вальный круг переустанавливается и шлифуются поверхности

2. 4 и 6; после этого снова переустанавливается круг и шлифу­ются поверхности 1 и 5. Целесообразно эту работу выполнять с пооперационной настройкой инструмента.

При предварительной обработке пазов набором профильных фрез не образуется выход для круга, и при шлифовании прихо­дится следить за тем, чтобы не было подрезания радиуса у дна пазов. Обработка дна паза сверлением в данном случае более целесообразна, так как при наличии отверстия у дна паза обес­печивается выход для шлифовального круга.

Чистовая обработка вильчатого хвоста производится на вер­тикально-фрезерном станке профильными дисковыми фрезами. Метод шлифования пазов, указанный выше, является весьма трудоемким и не всегда дает безупречное качество. С целью ме­ханизации этого процесса станкостроительная промышленность по заказу турбинных заводов изготовляет полуавтоматы для шлифования вильчатых хвостов. Однако внедрение полуавто­матического шлифования требует изменения системы коорди­нации сопрягаемых плоскостей вильчатого хвоста. Координа­ция размеров, показанная на рис. 43, не соответствует требова-

±0,03 мм (см. рис. 100, б) в условиях прерывистой токарной обработки с ударами, приспособление выполняют особо жест­ким и устойчивым против вибрации. Профильный резец, выпол­ненный в виде скобы, необходим для обработки выпуклой и во­гнутой сторон профиля без изменения положения резца. Изго­товляют резцы но допускам для калибров лекальным спо­собом.

Обработка рабочих частей лопаток. Рабочие профильные ча­сти лопаток в зависимости от формы хвостов и головок имеют различные конструкции, каждой из которых свойственна опреде­ленная технология механической обработки. В соответствии с этим (см. табл. 4) рабочие части лопаток паровых и газовых турбин можно подразделить на четыре вида: открытые, полуот­крытые, полузакрытые, и полностью закрытые.

Профили лопаток можно разделить на две группы: постоян­ного и переменного сечения. С точки зрения технологии формо­образования профилей переменного сечения, их можно подраз­делить на линейчатые и нелинейчатые. Определение принятой терминологии дано в примечаниях к табл. 3 и 4. Рабочие части открытых лопаток постоянного сечения могут быть изготовлены холодной прокаткой из светлокатаного профиля или фрезеро­ванием по схемам, показанным в табл. 5 и 6. При изготовлении таких лопаток фрезерованием из проката, заготовки первона­чально делают достаточно длинными для возможности изготов­ления нескольких лопаток из одной заготовки. Однако общая длина заготовки не должна превышать 300—350 мм, что необ­ходимо для удобства выполнения первых операций, связанных с образованием профильных поверхностей.

При фрезеровании длинных и тонких пластин, а также про­фильных заготовок, возникают затруднения, связанные с креп­лением их в приспособлениях. При обычном креплении в торец тонкая заготовка выпучивается, вследствие чего толщина заго­товки при фрезеровании получается неравномерной. Кроме того, тонкая заготовка при обработке может вырваться из при­способления.

Во избежание указанных явлений, при обработке тонких пластин применяется приспособление (рис. 44), состоящее из двух частей, которые непосредственно не связаны друг с дру­гом. Первая часть, корпус приспособления (поз. 17), закрепля­ется на столе станка и служит для фиксирования обрабатыва­емой заготовки 16, которая укладывается в корпус приспособ­ления свободно без крепления и доводится рукой до специаль­ного упора. Вторая часть приспособления крепится на хоботе 6 фрезерного станка и служит для прижима обрабатываемой за­готовки к корпусу приспособления. Эта часть состоит из плиты 3 с приваренной накладкой 5, в которой обработан паз для сое­динения с хоботом станка. Прочное соединение осуществляется при помощи клина 7 и болтов 8. С нижней стороны плиты при­

варены четыре планки 11, между которыми помещаются рыча­ги 12 и 14, свободно качающиеся вокруг осей 10.

Обрабатываемая заготовка подводится столом станка к фрезе 13 и при помощи винта 4 прижимается рычагом 14 к кор­пусу приспособления. Затем включается подача, и начинается процесс фрезерования заготовки. Когда часть заготовки оказы­вается профрезерованной, винтом 9 подводится рычаг 12, кото­рым деталь прижимается к корпусу приспособления до окон­чания фрезерования. Пружины 1, удерживаемые винтом 2 от выпадания, служат для отжимания рычагов от обрабатывае­мой заготовки при освобождении винтов 4 и 9. Концы рычагов

рой крепится барабан 2. Барабан фиксируется от продольного перемещения планками 3 и закрепляется прижимами 4. После отжатия барабан может быть повернут вокруг своей оси и за­креплен в любом новом положении. Это обстоятельство делает приспособление универсальным.

Приспособление, устанавливается па столе фрезерного стан­ка, выверяется и’ закрепляется. На барабане фрезеруется про­фильная канавка (постель), поверхность которой должна точно соответствовать наружному профилю изготовляемой лопатки, что достигается путем фрезерования канавки фрезой, применя­емой для фрезерования внутреннего профиля промежуточных

быструю переналадку приспособления для обработки различных лопаток.

Фрезерование боков и внутреннего профиля лопатки выпол- няется с одной настройкой приспособления. На рис. 45 (поло- жение М) черным показан слой металла, снимаемый при фре- зеровании боков, а слой металла, снимаемый при фрезеровании внутреннего профиля, заштрихован. Бока и внутренний профиль лопатки могут быть обработаны комплектом фрез с одной уста- новки. Однако на практике при изготовлении небольшого коли- чества лопаток нередко оказывается более целесообразным

разделить работу на две опера-

ции, чтобы не делать специаль- ных комплектов фрез. Толщину профиля, толщину кромок и взаи- морасположение внутреннего и наружного профилей проверяют

I ^п0 профильному рамочному шаб-

/ч —/ ^Л0НУ (^см- Р^ис- 36) и предельными

скобами.

Фрезерованием внутреннего профиля должен быть предусмот- рен припуск 0,15—0,3 мм на даль- нейшую обработку профиля пу- тем шлифования и полирования. При таком припуске на макси- лопатки величина припусков на

0,1 мм и зависит от угла

г 1 и г₂, которыми очерчены внутренняя и наружная поверхности сечений (рис. 47, б), не меняются по высоте лопатки. Центры этих радиусов лежат на прямых АВ (для наружного профиля) и СО (для внутреннего профиля), наклоненных по отношению к осевой (радиальной) линии УУ лопатки. По направлению ВА лопатка^ должна перемещаться при фрезеровании наружного профиля, по направлению БС — при фрезеровании внутреннего профиля. Линии центров наклонены также и к базовой плоско­сти лопатки, проведенной через выходную кромку в сечении у

Такие фрезы работают плохо, с ударами; нагрузка на зуб — большая. В результате, фрезы, как говорят, «рубят».

На рис. 48 показана составная профильная фреза. Каждая из фрез набора имеет по два шпоночных паза: один для сборки на оправку при изготовлении и затыловании зубьев; второй, — смещенный относительно положения паза на другой фрезе на

угол — (а угол между зубьями одной фрезы, п — число фрез п

набора). Таким образом, зубья фрез при сборке их на шпонки

смещаются один относительно другого на угол—. Работа фр.е-

п

зы при этом совершается более плавно. Заточку фрез надо вести

затылованием, что удлиняет срок их службы.

Для обработки крупных ло- паток с широкими профилями заводы стали применять про- фильные фрезы с остроконеч- ными зубьями. Одним из весь- ма существенных преимуществ таких фрез является возмож- ность изготовления их спираль- ными. Высота остроконечных зубьев, как известно, значи- тельно меньше затылованных.

В силу этого количество зубьев у фрезы с остроконечными зубьями может быть значительно большим, чем у затылованной, при одном и том же диаметре фрезы. При наличии к тому же спиральной формы зуба такие фрезы работают легче, чистота обработки получается более высокой.

Для производства и заточки профильных фрез с остроко­нечными зубьями требуется специализация заточных станков путем модернизации или изготовление специальных станков и приспособлений.

Проверка профиля лопатки после фрезерования производит­ся относительно боков лопатки при помощи шаблонов (рис. 49). Кроме формы профиля должно быть проверено его положение по отношению к плоскости хвоста лопатки. Этой проверкой ус­танавливается правильность положения рабочей части по отно­шению к линии центра тяжести и средней линии.

Наиболее употребительные схемы измерения показаны на рис. 50, а для лопаток с линейчатыми профилями и на рис. 50, б — с нелинейчатыми. В первом случае -измерение ве­дут в двух крайних сечениях, во-втором — обязательно в каж­дом контрольном сечении в приспособлении для проверки про­филей с помощью глубиномера. Отклонение от заданного раз­мера определяют по зазору а предельной пластиной или щупом.

Спиральное фрезерование переменного профиля.

В тех случаях, когда переменный профиль лопатки может быть обработан профильной фрезой, но только путем поворота ло­патки во время фрезерования, обработка производится на вра­щающемся приспособлении (рис. 51). Приспособление состоит

применение таких дорогих устройств в производстве лопаток как технически, так и экономически нецелесообразно, так как объем этих работ в лопаточном производстве весьма мал.

Обработка профилей лопаток сверлением применяется для коротких лопаток постоянного профиля дли­ной до 120—150 мм (см. опер. 11, табл. 8) и может осущест­вляться на сверлильных, револьверных и вертикально-фрезерных станках. Наиболее целесообразно применение револьверных станков. Этот процесс имеет значительные преимущества перед фрезерованием, так как позволяет: 1) применять стандартные

временно с операцией точения уплотнительных усиков на при­пуске Б.

Фрезерование внутренних галтелей произво­дится цилиндрическими фрезами в поперечном направлении и

этому фрезы для обработки внутреннего профиля лопатки сле- дует брать по возможности меньшего диаметра.

Операция выполняется цилиндрической фрезой, имеющей на торце соответствующий радиус. Длина фрезы должна быть больше величины /, указанной на рисунке. Когда внутренний профиль очерчен одним радиусом, направление подачи фрезы вертикальное (рис. 53, б). При наличии прямолинейного участ- ка лопатка устанавливается, как показано на рис. 53, г. В слу- чае, приведенном на рис. 53, в, остается увеличенный припуск,

для снятия которого требу- ется дополнительная обра- ботка в процессе шлифова- ния профиля.

Вследствие сравнительно большой длины лопаток об- работку галтелей произво- дят со стороны хвоста. По- этому приходится пользо- ваться фрезами с ограничен- ным по величине диаметром. Чтобы предупредить воз- можные при этом поломки

оправок, их надо делать из особо прочных сталей, наиболее ус- тойчивых против усталости, и, где возможно, устанавливать для них специальные поддержки (кронштейны). При особо малых диаметрах оправок необходимо изготовлять цельные фрезы вместе с хвостовиком и работать на малых подачах. Для предо- хранения от врезания фрезы в лопатку, рядом с фрезой уста- навливают ролик, который должен свободно вращаться на оправке (рис. 53, б). Прикоснувшись к лопатке, ролик останав- ливается, что служит сигналом рабочего для прекращения по- дачи.

Фрезерование косых внутренних галтелей производится в две операции: фрезерование прямой галтели и фрезерование косой галтели. Прямая галтель выполняется описанным выше спосо­бом. Фрезерование косой галтели, т. е. галтели, расположен­ной под некоторым углом, производится на том же приспособ­лении, ио повернутом на нужный угол (рис. 54). Фреза для фре­зерования галтели под углом представляет собой цельную гри­бовидную фрезу с радиусным профилем. Бугры, остающиеся в местах перехода от прямой галтели к косой, выбираются шли­фованием.

Фрезерование наружного профиля рабочих ча­стей лопаток —сложная и ответственная операция, при выпол­нении которой должны быть выдержаны правильное взаимо­расположение внутреннего и наружного профилей, заданная толщина профиля на кромках и в максимальном сечении, а так­же установленная длина хвостовой части лопатки.

Обработка наружного профиля у коротких лопаток постоян­ного сечения, изготовляемых из бруска, включает три операции:

1. облегчение выходной кромки; 2) облегчение входной кром­ки; 3) обработку спинки и кромок профиля обкаткой, выпол­няемой на вертикально-фрезерном станке. Приспособления для первых двух операций очень просты и их конструкция вполне понятна из схемы, приведенной на рис. 55. При наличии косой

Приспособление состоит из основания с ограничителями по­ворота У и 2 и поворотного стола с рычагом. В положении / ры­чаг находится в пазу ограничителя 1. Фрезерование цилиндри­ческой части профиля заканчивается совпадением рычага с па­зом ограничителя 2. Ограничители могут устанавливаться на любой угол.

Наиболе целесообразно взамен обкатки на указанном при­способлении применять специальные копировально-фрезерные станки, например типов ОФ-8 или 6М42К, выпускаемые отече­ственными станкостроительными заводами. На них могут быть

Среди известных способов копировально-фрезерной обработ­ки наиболее хорошо зарекомендовали себя для такого типа ло-

клона продольных образующих относительно друг друга не дол­жен превышать 36°.

Обрабатываемая лопатка крепится в приспособлении, уста­навливаемом поперек стола в направлении V — У. Фреза имеет только вращательное движение. Движения копирования — вер­тикальное и покачивание стола вокруг оси X—X — осуществ­ляются за счет перемещений стола при одновременном действии двух гидроцилиндров, получающих, команды от двух копирных золотников. Подачи вдоль и поперек лопатки осуществляются также столом от отдельных гидроцилиндров.

Ширина фрезы выбирается в зависимости от кривизны про­филя с таким расчетом, чтобы величина ступеньки между двумя параллельными строчками не превышала ²/з величины припус­ка на шлифование, т. е-. приблизительно 0,1—0,15 мм. Увеличе­ние угла закрутки резко снижает допустимую ширину строчки и увеличивает трудоемкость обработки лопаток. Работы техно­логов в областц совершенствования обработки таких лопаток должны направляться на получение точных штамповок и точно­го литья с оставлением минимальных припусков на шлифова­ние и полирование. Не исключена возможность обработки та- ких лопаток методом обтачивания и растачивания по копиру.

11. Электрофизические методы обработки лопаток-

Внедрение электрофизических методов обработки лопаток тесно связано с применением жаропрочных сплавов трудно под­дающихся или совсем не поддающихся обработке резанием. С повышением жаропрочности материалов резко ухудшается их обрабатываемость на металлорежущих станках. Особенно за­труднительной, а в некоторых случаях просто невозможной,, становится обработка рабочих частей лопаток, где требуется применение профильных фрез, которые, как известно, изготов­ляются из быстрорежущей стали, и их режущие возможности по этой причине для обработки жаропрочных материалов ока­зываются совершенно недостаточными.

Из электрофизических методов обработки в турбинострое- нии применяются электроэрозионные (электроискровой, электроимпульсный, анодно-механический) и электрохимиче­ские. Электроимпульсный метод является дальнейшим разви­тием электроискрового способа и отличается от последнего применением устройства для генерирования импульсов. Исполь­зование этого метода дает возможность резко увеличить съем металла в единицу времени.

Сущность электроискрового метода заключается в следую­щем: при проскакивании искры в воздушном промежутке (рис. 59, а) между инструментом (катодом) 1 и обрабатываемой деталью (анодом) 2 происходит нагрев той небольшой поверх­ности, на которую попадает искра, и металл оплавляется. Сам. 136

процесс происходит как бы в виде небольших взрывов: металл, расплавленный искрой, в газообразном состоянии мгновенно расширяется и выбрасывается с поверхности анода на катод, оседает на нем и затвердевает в виде наростов. Если же про­цесс вести в какой-либо жидкости, не проводящей электриче­ского тока (например, в керосине), то искра будет проскаки­вать в этом промежутке между катодом и анодом так же легко,

скакивании искры ток т&кже будет проходить через соленоид, намагничивать сердечник 8 и втягивать катушку 7. Это вызовет подъем электрода, увеличение зазора, а и разрыв электрической цепи. Подача тока в катушку соленоида прекратится, сердеч­ник размагнитится, и шпиндель с электродом опустятся вниз. При достижении установленной величины зазора а опять про­изойдет проскакивание искры, и весь процесс повторится, в ре­зультате чего в обрабатываемой детали прошивается отверстие по форме электрода.

Сущность анодно-механического метода видна из схемы, изображенной на рис. 59, в. Электрод-инструмент 1, изготовлен­ный из листового железа в виде диска, вращается вокруг- своей оси. В пространство между этим диском и разрезаемой деталью 3 по трубке 2 подается электролит — жидкое стекло. Электрод и заготовка детали присоединяются к генератору постоянного тока 4. Под действием электрического тока элект­ролит растворяет металл-, образуя на поверхности заготовки в месте разрезания тонкую пленку металла пониженной прочно­сти. При своем вращении диск 1 легко соскабливает эту пленку.

Наиболее перспективными в производстве лопаток оказа­лись: э^ектроимпульсная обработка, предназначаемая в основ* ном для предварительной обработки, и электрохимическая — для окончательной обработки.

Электрофизические методы-часто сочетают с механическими методами обработки; электрофизическими методами обрабаты­вают рабочие части лопаток, а механическим резанием — осталь. ные элементы. Электрофизические методы,' проверенные при из­готовлении лопаток из жаропрочных сплавов, применяют в се­рийном производстве лопаток не только газовых турбин, но и паровых турбин, имеющих сложную форму, независимо от жаро прочности материала. 'Они уже успешно используются при обра­ботке лопаток длиной до 350 мм и внедряются при обработке лопаток большей длины.

Сущность электроимпульсной обработки состоит в следую щем: на обрабатываемую деталь 1 (рис. 59, г) и электроды 2, помещенные в ванне 3 с диэлектриком, которым служит транс* форматорное или веретенное масло, подается импульсное на­пряжение от специального генератора импульсов. В результате воздействия электрического тока и постепенного перемещения электродов в направлении 5 происходит съем металла с поверх­ности обрабатываемого изделия. При электроимпульсной обра­ботке используются электрические импульсы напряжения при­мерно 25 В и длительностью около 0,001 с с частотой повторе­ния 400 импульсов в секунду. Установка потребляет ток силой до 300 А и более, вырабатываемый специальными машинными генераторами.

Интенсивность съема металла зависит главным образом от силы тока. Чем больше сила тока, тем больше съем металла и

величина неровностей на обрабатываемой поверхности. С пони­жением электрических режимов чистота поверхности улучшает­ся. Скорость съема металла достигает 1000 мм³/мин при точно-, сти в 0,2—0,3 мм и получаемой чистоте поверхности 3—4-го классов. Из-за термического характера процесса на обрабаты­ваемой поверхности создается поврежденный слой, глубина ко­торого достигает 0,2—0,5 мм. Этот слой снимается при даль­нейшей механической обработки детали.

В качестве электрода-инструмента применяют алюминие* вые или коксографитовые электроды. Наилучшими являются коксографитовые электроды. Износ инструмента составляет примерно 0,05—0,3% от объема снимаемого слоя металла.

Для злектроимпульсной обработки в турбиностроении при­меняют одношпиндельные и однопозиционные станки моделей 473 и 4723 Троицкого станкостроительного завода и специаль­ные станки МЭ-8. На станках моделей 473 и 4723 обрабатыва- ют попеременно внутренний или наружный профиль лопаток, На станке МЭ-.8 производится одновременная обработка внут­реннего и наружного профилей лопаток непосредственно из за­готовки-штамповки. Схема такой обработки показана на рис. 59, г. Здесь обрабатываются одновременно две лопатки на разных режимах. Так, в первой позиции лопатка обрабатывает­ся на грубом режиме для снятия основной массы металла в ко­роткий промежуток времени; на второй позиции профиль лопат­ки обрабатывается на мягком режиме, обеспечивающем задан­ную точность профиля и хорошее качество поверхности. Весь цикл обработки профиля рабочей части лопатки на грубом и мягком режимах не превышает 40 мин.

Финишная обработка производится электрохимическим ме­тодом. При этом злектроимпульсной обработкой снимают при­пуск с заготовок до получения эквидистантного расположения его вокруг профиля лопаток, а электрохимической обработкой снимают остальной припуск. Целесообразно припуск под элект­рохимическую обработку оставлять 1,3—1,5 мм.

Размерная электрохимическая обработка осуществляется на'« специальных станках для электрохимической обработки. Про­мышленностью для указанных целей выпущена гамма станков ЭХО-1, ЭХО-2, АГЭ-2, АГЭ-3, основанных на схеме обработки подвижными электродами.

Процесс электрохимической обработки основан на анодном растворении металлов с прокачкой электролита и состоит в сле­дующем. Обрабатываемая лопатка, являюща^я анодом, за­крепляется в специальном приспособлении (рис. 59, д) между двумя объемными латунными (можно и из'стали 1X13) элект­родами 1 и 2, выполненными по профилю лопатки. В данном процессе они являются катодами. Зазор между электродами и обрабатываемыми поверхностями составляет 0,2—0,3 мм. Через заГзор циркулирует подаваемый по трубе 3 электролит с боль­

шой скоростью (10—12 м/с) под давлением 100—150 Н/см² (10—15 кгс/см²). В качестве электролита (токопроводящей жидкости), как правило, используется 10%-ный раствор пова­ренной соли.

Струя электролита, протекающая с большой скоростью в межэлектродном зазоре, при пропускании тока -определенной плотности интенсивно растворяет поверхность анода (лопатки) и выносит продукты растворения; при этом профиль катода- инструмента копируется на заготовке. .

Ввиду того что процесс электрохимической обработки проис­ходит без непосредственного контакта электродов с лопаткой, инструмент практически не срабатывается. Производительность электрохимической обработки составляет 0,2—0,4 мм/мин с каждой стороны профиля лопатки. Чистота обработки соответ­ствует 7—8-му классам при точности обработки размеров по профилю до 0,1 мм. Имеются примеры достижения и более вы­сокой производительности и точности обработки, когда съем металла с лопатки доходит до 1 мм/мин при чистоте поверхно­сти 6—7-го классов и точности размеров профиля по шаблону в пределах 0,05 мм.

Производительность электрохимической обработки не зави­сит от марок материала лопаток, а зависит только от электриче­ских режимов.

Интенсивность съема определяется уравнением

Я = С1{,

где С} — количество снятого металла в г;

С — электрохимический эквивалент металла заготовки в г/А-мин;

I — сила тока в А;

^ — время в мин.

Скорость съема при электрохимической обработке выра­жается следующей зависимостью:

~ _ СуЦу

нее проводить механическое полирование, оставляя для этого припуск около 0,05 мм.

В некоторых случаях, в результате недостаточно на­дежной защиты установочных (базовых) поверхностей лопатки от циркуляции электролита, происходит ненужное травление этих поверхностей, вызывающее необходимость вводить допол­нительную механическую обработку. Этого можно избежать пу­тем обеспечения полной защиты установочных поверхностей, применяя латунные вставки, покрытые снаружи резиной [13].

Станки для электроимпульсной и электрохимической обра­ботки обычно устанавливаются на одном производственном участке, так как они дополняют друг друга.

/

11. Обработка профильных частей длинных рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин

Рост мощности турбин сопровождается увеличением длины рабочих частей лопаток последних ступеней. Это можно видеть на рис. 60, где показаны колеса последних ступеней ряда тур-

патка турбины К-300-240 ЛМЗ (рис. 61) имеет длину рабочей части 960 мм, а лопатка ХТГЗ — 1050 мм. С конструктивной точ- ки зрения указанные здесь длины лопаток не являются пре- дельными; при использовании для лопаток титановых сплавов возможно дальнейшее увеличение их длины.

С возрастанием длины увеличивается и сложность профиля лопаток. Для при- мера на рис. 62 показана лопатка послед- ней ступени турбины 100 МВт ХТГЗ. Из анализа этого чертежа можно установить следующие конструктивно-технологичес- кие особенности длинных лопаток:

а) значительное различие углов входа потока по высоте и связанная с этим большая закрутка профильной части, до- стигающая у отдельных лопаток 72° (на- пример, верхнее сечение лопатки 29-й ступени турбины К-300-240);

б) большая ширина профиля корне- вых сечений;

в) малые толщина и жесткость пери- ферийных сечений и выходных кромок лопаток;

г) наличие утолщений по профильной поверхности спинки в местах установки скрепляющей проволоки;

д) сложные криволинейные поверхно- сти рабочей части лопатки и криволиней- ные кромки со знакопеременной закрут- кой;

е) высокая точность и чистота обра- ботки поверхности.

постановки производства длинных лопаток воз-

сложных технологических задач и опреде-

филей длинных лопаток не могут рассматриваться как оконча­тельно отработанные. В процессе их освоения и изучения они будут непрерывно совершенствоваться.

наружных поверхностей — продольными строчками цилинд­рическими фрезами на копировально-фрезерных станках;

б) внутренних и наружных поверхностей — на коцировально- фрезерных станках пальцевыми фрезами, продольными или по­перечными строчками;

в) внутреннего профиля специальными фасонными фрезами (способ ХТГЗ), профиль которых с достаточной технологической точностью обрабатывает профили всех сечений лопатки; при обработке лопатке придается движение по копирам, обеспе-

Для этой же цели созданы станки. с гидроследящей систе­мой— УФ-30 и УФ-508 {рис. 63, б), работающие по принципу прямого копирования. Длина обработки 1000 и 1500 мм,-Давле­ние на ролик следящей системы не выходит за пределы 1 кг, что позволяет облегчить конструкцию копиров.

На ТМЗ изготовлены сб.орные копиры вместо объемных для обработки лопаток длиной 1125 мм. На валике (основе сборно­го копира) закреплены радиайьно пластины толщиной 2 мм.

Станки, работающие по методу кругового фрезерования, из- готовляются как гидро-, так и электрокопировальными. При по- луавтоматическом цикле работы они имеют три, четыре, пять, шесть и восемь шпинделей. При обработке лопатка, установ- ленная в приспособление, вращается, а инструмент (дисковая фреза) совершает движение по копиру. Копиры в' различных конструкциях станков бывают прямые или обратные.

При фрезеровании круговыми поперечными строчками заго- товкам придается вращательное движение с переменной угло- вой скоростью. Обработка осуществляется за два прохода: пер- вый— предварительный — оставляет припуск 1—1,5 мм на сто-

рону, второй — окон- чательный. При этом способе одновременно обрабатываются, пло- щадки под стеллитовые пластинки и утолщения под скрепляющую про- волоку.

Станки для круго- вого фрезерования вы- пускаются для обра- ботки лопаток разных размеров. При обра- ботке длинных, недо- статочно жестких лопа- ток станки снабжаются специальными люнета-

ми с гидравлическими зажимами, обеспечивающими надежное крепление вдоль всего переменного профиля лопатки. Преиму- ществом кругового фрезерования является высокое качество обработки. Характерной особенностью кругового способа яв- ляется постоянство технологических баз. При обработке внут- реннего и наружного профилей используется одна установка без смены положения лопатки. Точность профиля при изготов- лении турбинных лопаток круговым фрезерованием ' находится в пределах ±0,3 мм. Метод кругового фрезерования может найти широкое применение при обработке длинных лопаток.

Оценкой точности изготовления рабочей части является комплексная погрешность контура каждого сечения, которая . состоит из собственного отклонения профиля, отклонения от номинального угла закрутки и смещения рабочей части относи­тельно осей X и У.

На рис. 65 показано приспособление с шаблонами. Приспо­собление состоит из основания 4 с профрезерованными про­дольными пазами; набора штифтов 1 для крепления шаблонов и набора шаблонов по сечениям 3. Основание, штифты и шаб­лоны изготовляются по второму классу точности. Такое приспо­

собление позволяет ориентировать в пространстве положение лопатки и шаблона относительно осей X и У (см. рис. 50, б). Отклонение профиля рабочей части лопатки 2 от размеров чер­тежа в направлении осей координат определяют путем замера зазоров между шаблоном и поверхностью лопатки в- каждом сечении. Проверка производится пластинчатым щупом. Откло­нение от оси контролируют глубиномером.

Недостатком этого метода проверки профиля лопатки явля­ется малая производительность и невысокая точность измерения. Более целесообразно было бы использовать два комплекта шаб­лонов. Первый — для контроля профиля свободным приложе­нием;' втооой — аналогичный указанному на рис. 65, но выпол­

показано несколько положений лопатки в процессе обработки. Приспособление (центровое) показано на рис. 68. В одном при­способлении, с применением сменных опор 13, выполнялись все операции, связанные с подготовкой баз и профилированием. Установка в центрах обеспечила высокую точность обработки.

Использование центровых приспособлений позволяет приме­нить установочные шаблоны, значительно сокращающие время установки заготовок и исключающие брак лопаток, возможный при неправильной наладке операции. Шаблоны представляют собой пластины, выполненные по размерам и форме сечения за­готовки, которые она должна иметь после данной операции (на­пример, поз. 12, рис. 68). Шаблон имеет отверстие, ось которо­го расположена соответственно положению оси центров при­способления. Этим отверстием шаблон устанавливается на ва­лик и вместе с валиком в центра приспособления. К шаблону подводится фреза, и путем перемещения всего приспособления, относительно фрезы, а также подналадки опоры 13 добиваются совпадения профиля фрезы и профиля шаблона. При их совпа­дении установка будет правильной как по профилю, так и по глубине фрезерования.

Без применения шаблонов уточнение установки осуществля­ется путем опытных проходов, на что затрачивается много вре­мени. В рассмотренном примере при длине лопаток, включая и технологический припуск, равной 810 мм, благодаря примене­нию шаблонов на каждой установке экономилось от 2 до 3 ч ра­бочего времени.

11. Обработка головок, сверление, шлифование, контроль лопаток

Головки лопаток можно разделить на две группы: а) с шипа­ми и б) с утонением. Шипы бывают профильные, прямоуголь­ные и круглые. Размеры шипов выполняют по 4-му классу точ­ности.

Процесс обработки круглых шипов у головок лопаток (рис. 69) состоит из следующих операций: 1) фрезерование (прорезка) шипов; 2) фрезерование прорезанных шипов на прямоугольник (при больших размерах профилей); 3) закруг­ление первого шипа; 4), закругление второго шипа. На рис. 69, а показано положение лопатки под фрезерование на прямоуголь­ник (опер. 2) и закругление шипов (опер. 3 и 4). Черным пока­зан слой металла, снимаемый при обтачивании; штриховкой — при дополнительном фрезеровании.

Закругление шипов выполняется на горизонтально-фрезер­ных станках при помощи патрона, показанного на рис. 69, б. Патрон имеет ползушку, в которой закрепляется резец. Пере­двигая ползушку, можно установить резец для обточки шипов разных размеров.

На рис. 69, в и г показаны формы утонения головок, а на рис. 69, д способ установки и обработки. Головки лопаток с уто­нением обрабатываются в две операции: подрезка головного тор­ца и фрезерование утонения. Схема универсального приспособ ления для фрезерования утонения показана на рис. 69, д. Лопат­ка 2 закрепляется на пружинном столе 4 приспособления. К тор­цу стола крепится копир 3. Ролик 1 свободно вращается на оправке. При движении стола станка пружинный стол 4 при­способления под давлением ролика совершает движение в вер

Применяется также полировальный полуавтомат типа ДШ-1 для обработки коротких лопаток и станок ВТ-24 для шлифова­ния лопаток переменного сечения длиной до 800 мм. Важней­шей задачей совершенствования технологии в турбинной про­мышленности является полная механизация шлифовальных и полировальных операций.

Полирование лопаток производят войлочными или фетровы ми кругами с наклеенным абразивом зернистостью 10. Под полирование оставляют припуск 0,05 мм. После полирования чистота поверхности должна быть в пределах 8—9-го классов

неизменным в процессе взвешивания всего комплекта лопаток. Лопатки после взвешивания подбирают попарно с одинаковы­ми моментными весами и маркируют. Для попарной группиров­ки лопаток заводы успешно применяют электронно-вычисли­тельные машины (ЭВМ).

Опыт показал, что развешивание лопаток на моментных ве­сах, хотя и требует более длительного времени, чем развешива­ние по пакетам, но зато резко сокращает время на статиче­скую балансировку. Применение ЭВМ для попарного группи­рования, ускоряя процесс группирования, повышает его точность, исключает необходимость съема металла с диска при статической балансировке после облопачивания.

ловок; скрепляющая проволока должна быть свободно заведе­на в отверстия лопаток и хорошо припаяна. Величина допусти­мых отклонений указывается при рассмотрении операций.

Типовой технологический процесс облопачивания дисков с Т-образным пазом включает следующие операции:

а) установка диска на стойки для облопачивания;

б) разметка, вырубка и припиливание замковых колодцев, т. е. выемки на ободе, в которые будут заводиться лопатки;

в) облопачивание диска рабочими лопатками;

' г) подгонка и установка замка;

д) обандаживание рабочих лопаток (подготовка бандажей; пробивка отверстий под головки лопаток; надевание бандажей на лопатки и расклепка шипов лопаток);

е) протачивание торцов бандажа на токарном или кару­сельном станке до чертежных размеров и снятие фасок;

ж) подготовка облопаченного и обандаженного диска под пайку скрепляющей проволоки (запиливание и зачистка банда­жей после обтачивания: установка сегментов проволоки под пайку согласно чертежу);

з) припайка проволоки к лопаткам серебряным припоем;

и) промывка диска горячим паром для снятия флюса;

к) статическая балансировка диска.

Диски с Т-образными и им подобными пазами облопачива- ются в вертикальном положении, подвешенными за отверстие на оправках. Роторы устанавливаются на деревянных опорах (рис. 71). (Эблопачивание роторов выполняется бригадой слеса­рей.

Чтобы лопатки можно было заводить в паз диска, в ободе вырубают выемки по форме и размерам хвоста лопатки (или

промежуточного тела), которые называются замковыми колод­цами. Обычно на диске делают два замковых колодца, распо­ложенных диаметрально противоположно. После яаборки лопа­ток замковые колодцы заделывают замками.

Некоторые из конструкций замков показаны на рис. 72. Замки типа а иг применяются при наборке лопаток с отдель­ными промежуточными телами. Для замка, изображенного на рис. 72, а, стенки колодцев должны быть выполненными наклон­но по форме «ласточкина хвоста». Для этого, после вырубки уширения для заведения лопаток, стенки колодца тщательно

с

0,2 шага

При забивании клина, он, уплотняя лопатки, сам также не­сколько обминается, и на его поверхности остаются следы на- тиров. Положение клина, после забивания его в паз до отказа, отмечают риской, после чего клин, вынимают и измеряют. По фактическим размерам клина изготовляют замковую лопат­ку (или вставку) с припуском в тангенциальном направлении

0. 1—0,15 мм, а в аксиальном с зазором 0,05—0,1 мм. Замковую лопатку устанавливают на место с помощью сильных ударов молотка соответствующего веса. Таким образом, ранее встав­ленный на место замковой лопатки клин послужил эталоном для определения правильных размеров замковой лопатки.

На ХТЗ для наборки таких лопаток принята следующая технология. Нештатная лопатка пригоняется по венцу диска, посде чего в шести-восьми местах проверяется зазор между этой лопаткой и диском. При правильной величине зазора фре­зеруют опорные поверхности (рис. 76, б) одной из штатных ло­паток. Лопатка пригоняется по венцу; при этом проверяются тангенциальное и радиальное положения лопатки и зазоры хвостового соединения. При фрезеровании опорных поверхно­стей штатных лопаток по результатам поверки первой лопатки строго выдерживают их посадочные размеры. Затем произво­дится наборка лопаток с соблюдением требований к сборке и контролю, рассмотренных выше.

Некоторые типы замков также показаны на рис. 76. Замок (рис. 76, а) применяется для тяжелых лопаток и крепится зак­лепками.

При не очень длинных лопатках применяется специальная замковая лопатка, которая крепится к соседним лопаткам дву­мя штифтами, как показано на рис. 76, б. Отверстия под штифты сверлят и развертывают после постановки замковой лопатки.

Клин и шпонки замка первой ступени цилиндра низкого дав­ления турбины пригоняются по фактическим размерам посадоч­ных мест в местах установки шпонок. Для создания необходи­мого натяга в местах установки шпонок производится подче­канка хвостов лопаток бойком, имеющим радиус 4 мм.

Облопачивание дисков с верховой посадкой лопаток. Диски с верховой посадкой лопаток под облопачивание укладывают на специальные столы. Перед облопачиванием проверяют пра­вильность посадки лопаток на гребни диска и, если требуется, пазы припиливают, чтобы лопатка садилась на гребни диска с требуемой плотностью. Пригонка многовильчатцх хвостов представляет весьма сложную задачу, поэтому поиски техноло­гов постоянно направлены на то, чтобы исключить указанную пригонку. С некоторыми работами в этой области можно по­знакомиться по отраслевой литературе {4]. Посадку лопаток с помощью пресса без предварительной пригонки нельзя считать приемлемой из-за возможности создания в соединении боль­ших напряжений, не поддающихся контролю и не учтенных рас­четами. Эти напряжения могут привести к поломке Дисков.

При правильной пригонке лопатки должны садиться на гребни диска под воздействием: при одном гребне — усилия руки; при трех гребнях — усилия руки или легких -ударов мо­лотка массой 300 г; при четырех гребнях — ударов молотка массой 500 г; при пяти гребнях — ударов молотка массой 800 г.

После пригонки лопаток по гребням дисков приступают к наборке. При наборке необходимо следить за тем, чтобы лопат­ки плотно прилегали друг к другу в тангенциальном направле­нии и плотно садились на гребни диска с соблюдением всех

установленных требований к соединению между гребнями дис- ков и пазами лопаток.

Пригонку хвостов ведут со стороны наружного конуса; вы- водить риски от фрезы не обязательно. Плотное прилегание ло- паток друг к другу по радиальной плоскости хвостов достаточно обеспечивать на длине 10—15 мм, как показано ранее на рис. 17. При наборке лопаток необходимо следить, чтобы они были установлены правильно. При наличии набегания шага или отклонений от радиального положения следует опилить хвост лопатки с наружной стороны конуса. Пакеты лопаток

одинакового веса устанав- ливают диаметрально противоположно соответ- ственно паспорту развес- ки. Установку скрепляю- щей проволоки следует производить после уста- новки пакета.

При посадке лопаток на гребни диска следует обращать внимание на то, чтобы вследствие тугой посадки не произошло расклинивания вилки хво- ста или наружных греб- ней обода диска (рис.

77, а). Наличие расклини- вания определяется по образованию конусных

зазоров. Лопатки должны сидеть на гребнях дисков с натягом. Такая посадка обеспечивается коническими технологическими штифтами и некоторым смещением отверстий в дисках и лопат- ках (рис. 77, б). Величина смещения должна составлять не бо- лее 0,2—0,3 мм. Чтобы обеспечить необходимый натяг между лопатками в тангенциальном направлении, наборку их ведут пакетами. Сначала устанавливают первую лопатку пакета и стопорят ее через отверстие коническим штифтом. Затем, на- саживая на гребни лопатки всегй пакета, производят подгонку их друг к другу, проверяя при этом совпадение отверстий в ло- патках и в гребне диска. После подгонки последней лопатки, средние, уже насаженные лопатки пакета, немного отводятся ,от гребня диска, последняя лопатка пакета устанавливается на место и крепится коническим штифтом. Последняя лопатка в па- кете по своим размерам должна быть наибольшей, чтобы соз- дать соответствующий натяг между лопатками.

После заклинивания последней лопатки все лопатки пакета доводятся до места посадки при помощи ударов молотка по хвосту через медную оправку и закрепляются коническими

штифтами. При указанном способе посадки обеспечивается оп­ределенный натяг между лопатками. Для предупреждения вредного влияния конических штифтов, которые могут препят­ствовать уплотнению лопаток в тангенциальном направлении, необходимо следить за тем, чтобы смещение отверстий в лопат­ках и диске было только в радиальном направлении и совер­шенно отсутствовало в тангенциальном направлении. Те отвер­стия в лопатках, которые, имеют смещение против отверстий в дисках и в тангенциальном направлении, должны быть расши­рены напильником, чтобы дать возможность коническим штиф­там закрепить плотно лопатки. После окончательной наборки¹ лопаток конические штифты забиваются полностью в оба ряда отверстий диска.

Скрепляющая проволока заводится в отверстия лопаток по мере наборки лонаток. Последний пакет лопатрк набирается сначала без скрепляющей проволоки. Затем, после подгонки и создания соответствующего натяга, лопатки вынимаются, заво­дится проволока, и лопатки устанавливают вновь всем пакетом. Осаживая поочередно каждую лопатку, пакет доводят до места и заклинивают коническими штифтами. После окончательного расклинивания лопаток диск проверяется контролером ОТК и направляется на сверление и развертывание отверстий под за­клепки. Эта операция производится на радиально-сверлильном станке.

Рассверливание и развертывание отверстий под заклепки и установка заклепок ведется в следующем порядке. Выбивают первый ряд конических штифтов и рассверливают отверстия первым сверлом (диаметр этого сверла меньше окончательного диаметра отверстия на 1,2 мм). Рассверливают отверстия под черновую развертку, т. е. с припуском 0,3 мм на диаметр. От­верстия предварительно развертывают с припуском 0,1 мм на диаметр, а окончательно — до размера заклепки по 2-му клас­су точности. Поверхность-заклепочных отверстий не должна иметь задиров и черновин. При развертывании следят за раз­мером отверстий, проверяя их по заклепкам.

Установка заклепок должна производиться легкими удара­ми молотка массой не более 300 г. Такого сопряжения добива­ются путем сортировки заклепок по размерным группам в пре­делах разницы в диаметрах до 0,01 мм и. подбора под каждую группу соответствующей развертки. Потом раззенковывают отверстия первого ряда' и устанавливают заклепки в правом ряду. Рассверливание и развертывание отверстий второго ряда и установка заклепок ведутся аналогично установке заклепок в первом ряду. После установки заклепок производится зенкова- ние отверстий с обратной стороны диска, для чего последний должен быть перекантован.

Расклепывание заклепок ведется обычным способом или на специальном оборудовании.

Облопачивание дисков с осевой заводкой лопаток в пазы ди­ска применяется в газовых турбинах и вызвано определенными условиями работы лопаток в них. На рис. 78 показан один из способов крепления таких лопаток на диске (роторе).. При ус­тановке каждая лопатка должна прилегать нижней опорной поверхностью к пазу, а между верхними опорными поверхнос­тями должен иметься зазор порядка 0,04—0,1 мм, в зависимо­сти от размеров хвоста. Это требование относится к лопаткам, изготовленным из аустенитной стали и ротору, изготовленному

вается от смещения специальной канавкой в диске. Последнюю лопатку стопорят винтом 1 или стопорной планкой 2 с подгибкой ее плечиков на лопатку.

Все установленные лопатки должны иметь качание в танген­циальном направлении. Величина качания указывается на чер­теже. Качание следует проверять в процессе установки каждой лопатки и стопора в отдельности. При отсутствии качания не-

Здесь применены елочные радиусные хвосты и три ряда связей трубчатого сечения. Концы трубок закрыты пробками, которые припаяны серебряным припоем (см. место /). В пакет соединя­ются семь-восемь лопаток.

Применяется следующая технология наборки. Лопатки за­водятся предварительно без стопорных пластин каждая в свой паз, в соответствии с паспортом развески. Никакой припиловки хвостов и пазов не допускается — конструкция и технология их обработки обеспечивают необходимую точность соединения. Ло­патки расклиниваются к периферии, после чего замеряются за­зоры между лопаткой и дном паза. По этим замерам шлифу­ются стопорные пластины, лопатки вынимаются и снова наби­раются 'с соответствующими стопорными пластинами. После загиба пластин концы их проверяются травлением на отсутствие трещин. Предусматривается проверка установки лопаток в тан­генциальном и радиальном положениях.

Общие замечания по облопачиванто статоров. У реактивных турбин и осевых компрессоров газовых турбин направляющие лопатки собираются непосредственно в пазы, проточенные в цилиндре. Процесс облопачивания статоров по существу ничем не отличается от процесса облопачивания рабочих колес и рото­ров. Так же, как у дисков производится подгонка лопаток под замок, у статоров производится подгонка лопаток под разъем.

Концевые лопатки, устанавливаемые на разъемах, должны иметь между собой точно определенный шаг в верхней и ниж­ней половинах статора. К концевым лопаткам .припаиваются специальные промежуточные тела, после чего лопатки плотно забиваются в пазы корпуса л укрепляются в них расчеканкой. После этого хвосты лопаток запиливаются заподлицо с разъ­емом цилиндра.

Горизонтальные стыки цилиндров после облопачивания про­веряются и пришабриваются с целью ликвидации неплотностей, появившихся вследствие развода верхней и нижней половин статора при облопачивании.

На рис. 80 показано крепление направляющих лопаток у го­ризонтального разъема корпуса осевого компрессора турби­ны. В процессе наборки проверяют прилегание хвостов лопа­ток друг к другу по краске и щупу; при этом щуп 0,04 мм не должен проходить в зазор. Кроме того, специальным шаго­мером проверяют шаги лопаток. У лопаток, устанавливаемых с разворотом, специальным угловым шаблоном проверяют угол установки. При наличии выступов между хвостами лопаток и поверхностью корпуса или обоймы, либо между лопатками, их необходимо припилить до получения плавного бесступенчатого перехода. В особенности недопустимы выступы против потока-. По потоку пороги допускаются, но не свыше 0,1 мм. При нали­чии скрепляющей проволоки ее заводят в имеющиеся для этого пазы и отверстия при наборке лопаток.

Поверхности концевых лопаток (вставок) у горизонтально­го разъема должны совпадать с плоскостью горизонтального разъема. Шаги должны быть выдержаны в соответствии с чертежом. Если лопатка или вставка выступает над горизон­тальным разъемом, то производится их пригонка, за счет умень­шения толщины соседних лопаток, шлифовкой или припилов-

связывают лопатки по-пакетно. Количество лопаток в пакете указывается на чертеже и колеблется от 5 до 20. Наличие бан­дажа придает пакету .лопаток необходимую жесткость против вибрации и вместе с этим ограничивает по высоте лопаток кана­лы для прохода пара. Перед разметкой бандажей положение Лопаток должно быть проверено. Если в ступени окажутся ло­патки, изменившие свое первоначальное тангенциальное и ак­сиальное положения больше, чем это допускается чертежом, то их следует отрихтовать и установить правильно.

Типы бандажей показаны на рис. 81. Бандажи типа а ив изготовляются из кольцевых поковок и на облопачивание пода­ются с припусками по ширине, длине и уплотнительным усикам, которые обрабатываются по окончательным размерам после

А-А

Пайка скрепляющей проволоки является завершающей опе­рацией процесса облопачивания и производится серебряным припоем. Для пайки применяется серебряный припой ПСр 45 по ГОСТу 8190—56, имеющий следующий состав в %: сереб­ро — 45 ± 0,5; медь — 30 ± 0,5; цинк — 251!;?

Проволока, как было указано выше, полируется под пайку Нагрев под пайку производится ацетилено-кислородным пламе­нем сварочной горелки. Место пайки прогревается до темпера-

одном, то в другом пакете. Расплавленный припой должен охва­тывать всю цилиндрическую поверхность проволоки и отвер­стия лопатки. После пайки флюс смывается струей пара или горячей водой. Собранный диск передается в сборочный цех на статическую балансировку и сборку с ротором.

поломок явилось то, что величина местного напряжения от на­тяга при горячей посадке оказалась значительно больше допус­тимой. Таким образом, здесь образовывалась концентрация напряжений, вызванная отсутствием закругления (плавного перехода) в углу шпоночного паза. В рассмотренных случаях предусмотренное чертежами закругление повреждалось на­пильником при слесарной доводке ширины шпоночного паза. При этом, как показала проверка, качество материала дисков было безупречным. .

2. Конструкции дисков и их технологичность

лее сложными; для их изготовления применяют специальные инструменты и приспособления, которые по своей конструкции являются весьма разнообразными. Технология обработки таких дисков и конструкции применяемой оснастки в значительной

Рис. 86. Профили тела диска сложной формы

В кузнечно-прессовом цехе поковки проходят следующую обработку. Поковки отжигаются при температуре 700—750° С и медленно охлаждаются в печи. После отжига поковки поступа­ют в обдирочное отделение," где их сначала грубо обрабатыва­ют, оставляя припуски по 10—12 мм на сторону, и полируют поверхности отверстий и торцов ступицы и обода. Полирован-

печи. Режимы термической обработки указываются в техниче- ской документации на изделие.

Ответственное назначение и высокие требования к качеству турбинных дисков вызывают необходимость проведения следу- ющих испытаний материала заготовок: определение величины внутренних напряжений; механических свойств металла; отсут- ствия флокенов, серных и фосфорных включений, внутренних трещин и других дефектов. Все эти испытания проводятся пе- ред окончательной механической обработкой дисков.

Внутренние (тангенциальные) напряжения во многих слу- чаях могут значительно ослабить механическую прочность тур- бинных дисков даже при отсутствии местной концентрации

напряжений. Внутренние напря- жения в поковках дисков возни- кают при горячей механичес- кой, термической и холодной ме- ханической обработках. В основу определения этих напряжений по- ложена деформация -образцов (колец), вырезанных из тела втулки диска.

Операция вырезки и измере- ний колец выполняется следую- щим образом.

1. Поверхности поковки (рис.

88) в тех местах, где будут выре-

заны кольца а — г, обрабатываются и полируются до 8-го клас- са” чистоты. Такая обработка обеспечит точность измерений диа-

*метра.'

2. Окружность полированной поверхности колец делят на восемь равных частей и через намеченные точки в радиальном направлении проводят риски /—8. Риски определяют положе­ния четырех диаметров, которые тщательно измеряют, и резуль­таты измерения записывают.

3. Размечают «ширину и толщину колец (25 X 25 мм).

4. Отрезают кольца с малой подачей (0,05—0,1 мм/об) и ма­лой скоростью резания (8—10 м/мин) при обильном охлажде­нии. Такой режим не вызывает дополнительных напряжений при механической обработке.

Отрезанные кольца осторожно отделяют от детали и кладут на торцы с целью предупреждения образования деформаций от собственного веса колец.

После охлаждения кольца до температуры окружающего воздуха производится повторный обмер тех же диаметров. Пов­торные обмеры должны выполняться тем же работником,' кото­рый производил предварительные обмеры, одним и тем же из­мерительным инструментом. Допускаемая ошибка обмера не должна превышать 0,01 мм.

Величина деформации определяется как разность диамет­ров колец до и после их вырезки. Величины внутренних напря­жений определяются по упрощенной формуле

ступицы к оси отверстия не должно превышать 0,01 мм на всей длине;

г) непараллельность осей пазов или венцов для крепления лопаток допускается не более 0,15 мм на 100 мм длины;

д). непараллельность боковых поверхностей шпоночного паза относительно оси диска допускается не более 0,04 мм на всей его длине;

е) отклонение продольной оси шпоночных пазов от оси отвер­стия должно быть не более 0,02 мм (при двух шпоночных пазах, диаметрально расположенных в отверстии диска).

4. Типовые технологические процессы механической обработки дисков

На окончательную обработку после обдирки и термической обработки диски поступают с припуском 5 мм на сторону, кроме отверстия, в котором имеется припуск для пробы 3 (рис. 89, а, б). Диски диаметром более 1200 мм имеют еще и припуск: 4 (рис. 89, б) на наружном диаметре обода. Механическая обра­ботка диска начинается с вырезки кольцевых проб 3 и 4 для проведения испытаний. Дальнейшая обработка разрешается только при положительных результатах испытаний.

Основные методы обработки дисков различных конструкций мало чем отличаются друг от друга. Несколько различается об­работка пазов, венцов и профильных кривых. Диски обрабаты­вают на токарно-карусельных, лобовых и токарно-центровых станках, а также на лобовых станках с гидро- или электрокопи- ровальными устройствами, специально предназначенных для обработки дисков. С точки зрения повышения производительно­сти и удобства обработки, отверстие и профильные кривые тела диска целесообразно обрабатывать на токарно-карусельных станках, а пазы или венцы для крепления лопаток — на ло­бовых.

Перед окончательной механической обработкой дисков по­верхности отверстия и торцов ступицы и обода Проверяют на отсутствие флокенов. Перед проверкой их обрабатывают по 9-му классу чистоты. Диск устанавливают на планшайбе карусельно­го станка и крепят кулаками за обод. Поверхности торцов обра­батывают резцами, оснащенными пластинками из твердого спла­ва марки Т15К6 (ГОСТ 3882—67) или из минералокерамических сплавов, с последующей зачисткой наждачным "полотном. От­верстие диска обрабатывают расточным резцом и шлифуют при помощи шлифовального приспособления, которое устанавливают на суппорте станка вместо резцедержателя. Это дает возмож­ность обрабатывать оба торца с одной установки. При кр-спле- нии диска кулаки необходимо прижимать равномерно и с боль­шой осторожностью, не допуская коробления диска. Рекомен­дуется на торец ступицы устанавливать два-три индикатора.

Величина отклонения допускается не более 0,01—0,02 мм. Такая установка и крепление жестких дисков в кулаках за обод, при соблюдении указанных условий, не вызывают деформаций, влия ющих на точность формы дисков.

Отверстие в диске растачивают с припуском 0,5—0,6 мм на диаметр и с одной установки окончательно обрабатывают с двух сторон торцы ступицы (рис. 90). Такой способ обработки гаран тирует требуемую параллельность торцов. После этого обраба тывают торец обода и цилиндрическую наружную поверхность его до кулаков планшайбы. На' торце обода для дальнейшей

обработки пазов или венцов ос- тавляют припуски 0,2—0,3 мм на сторону, а по наружному диамет- ру 0,5- 1,0 мм на сторону. Затем специальным приспособлением шлифуют отверстие. Мощность электромотора шлифовального приспособления не должна быть ниже 4—5 кВт. Затем с этой же установки обрабатывают про- фильную кривую тела диска.

Обработка второй стороны ди- ска должна обеспечить равномер- ное распределение его массы от- носительно оси. Такая уравнове- шенность достигается строгой

концентричностью отверстия и обода и параллельностью сторон диска. С этой целью для обработки второй стороны диска на карусельных станках применяется «установка на столбики», по казанная на рис. 91, а. Расположение столбиков 5 на планшай бе 1 карусельного станка показано на рис. 91, б.

Столбики представляют собой цилиндрические детали с за точкой у основания, выполненной по размеру паза планшайбы и центральным отверстием для их крепления. После крепления на планшайбе все столбики одновременно обтачивают, чем обес печивается абсолютное равенство их по высоте. Диск 4, установ ленный на столбики торцом обода, проточенным при обработке первой стороны, занимает правильное положение (без биения) в осевом направлении. В радиальном направлении диск выве ряется по индикатору 3 с помощью кулачков 2. Точность вывер ки — до 0,01 мм.

Обработка профильных кривых. Профильные кривые на те лах дисков имеют весьма разнообразные формы — от простых до сложных. На одной и той же поверхности диска профиль мо жет состоять из нескольких участков кривых большей или мень шей протяженности (см. рис. 85 и 86).

Для обработки кривых поверхностей дисков применяют раз­личные методы.

Галтели, находящиеся у ступиц и ободов дисков и имеющие небольшую протяженность, а также расположенные у пазов для уравновешивающих грузов, обрабатывают фасонными жестки­ми, или пружинными резцами.

Для обработки профильных кривых дисков турбин станкоин­струментальной промышленностью созданы специальные копиро­вальные станки с электрическим, гидравлическим или пневма­тическим управлением. Однако применение их оказалось целе­

продольного изгиба тяга работает на растяжение. Это приспо­собление дает хорошие результаты при обработке пологих кону­сов с длиной образующих не более 300 мм.

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

ального приспособления. После этого по шаблону 6 врезаются до поверхности радиуса Я и фасонным резцом по шаблону 7 об­рабатывают канавку д. Обработку профиля тела диска закан­чивают обточкой поверхности радиусом /? при помощи описан­ного выше приспособления (см. рис. 93).

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

равка имеет цилиндрический направляющий выступ 4, который точно выполнен по центрирующей заточке планшайбы станка. К планшайбе фланец оправки крепится болтами. Шейку оправки под посадку диска точат после окончательного закрепления оп­равки на станке. Центрирующий выступ 4 обеспечивает концен-- тричную установку оправки на планшайбе станка и предотвра­щает смещение оправки в радиальном направлении. Оконча­тельную проверку диаметра кулаков производят проточкой их в соответствии с размером отверстия диска. Для посадки на оправку диск 7 без перекоса подвешивается на тросах подъем­ного крана и плавно заводится нр оправку. При этом допускает­ся некоторое смещение самой оправки. Диск окончательно кре­пится к оправке прижимными планками 5 и шпильками 6.

К изготовлению пазов и венцов предъявляют исключительно высокие требования, что видно из рис. 23. Посадочные размеры профилей выполняются с допусками 0,03—0,05 мм. Измеритель­ными базами для обработки профилей пазов и венцов являются наружные диаметры ободов дисков. Непременным условием вы­сокой точности выполнения операции является полное отсутст­вие биения наружной поверхности обода как измерительной базы.

Ввиду того что при посадке диска на оправку не удается пол­ностью избежать биения наружной поверхности, несмотря на высокое качество подготовки оправки, диски поступают на эту операцию с припуском по наружному диаметру 1—2 мм на сто­рону. После установки на оправку диск протачивают по наруж­ному диаметру, добиваясь полного отсутствия радиального бие­ния наружной поверхности обода.

Для примера на рис. 98 и 99 показана обработка Т-образно­го и вильчатого пазов. Последовательность переходов обработ­ки пйза (рис. 98) отмечена буквами а — м. Цифрами отмечены измерительные инструменты: 1, 4, 5, 7 — предельные глубиноме­ры; 2, 6, 8 — предельные скобы; 3 — предельная пластина; 9 — шаблон для установки резца; 10—14 — профильные шаблоны. Для каждого из переходов требуется применение специального резца.

Для вильчатых венцов (см. рис. 24), изготовляемых с высо­кой степенью точности, допуски на размеры пазов устанавлива­ются в очень узких пределах. Кроме того, требуются строгая параллельность боковых поверхностей пазов и правильная про­резка глубоких пазов без увода резца.

Последовательность обработки пазов и применяемые при этом измерительные инструменты показаны на схеме рис. 99. На этом рисунке для чистовых переходов целесообразно применять резцы твердых сплавов марки Т15К6. Как видно из рассмотрен­ных схем, последовательность обработки паза строится на осно­ве постепенного приближения его профиля к заданным чертеж­ным размерам и форме.

Последовательность обработки вильчатого паза согласуется с построением размерных цепей профиля. С обработкой грибо­видных и зубчиковых профилей можно ознакомиться в специ­альной литературе.

Обработку пазов в дисках, выполненных заодно с валом, про мзводят на горизонтально-расточном или вертикальном зубофре зерном станке, а в случае отдельных дисков — на модернизиро­ванных токарно-лобовых станках.

На рис. 101, б показана установка диска на 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>

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 расположилась

Рабочие лопатки с вильчатыми хвостами закрепляются на ободе диска заклепками (рис. 102). В зависимости от размеров лопаток используются заклепки диаметром 4—20 мм. Предва­рительные 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 кон­дукторам с установленными в них кондукторными втулками. Обработку ведут на радиально-сверлильных станках. При еди­ничном характере производства дисков сверление отверстий мо-

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 соприкос­новения упора А с проверяемой стенкой паза. При касании упо­ра Л о стенку паза рычаг 2 под действием пружины также кос­нется контролируемой стенки, и стрелка индикатора покажет величину отклонения перекоса паза на 100 мм его длины.

4. Статическая балансировка

Для спокойной, без вибраций, работы ротора турбины цент­ры тяжести дисков и других деталей, насаженных на вал, долж­ны совпадать с его геометрической осью. Неоднородность метал­ла, неточность при механической обработке и ряд других причин вызывают неравномерное, распределение массы металла. Для уравновешивания производят статическую балансировку ротора, выполняемую на балансировочных параллелях. Уравновешива­ние турбинных дисков и методы их балансировки широко осве­щены в специальной литературе, поэтому здесь приводятся лишь некоторые практические приемы и отдельные замечания, непо­средственно связанные со статической балансировкой турбинных дисков.

Статическая балансировка дисков производится дважды. Первая (предварительная) балансировка выполняется после ме­ханической обработки диска, перед наборкой лопаток на диск; вторая — (окончательная) — после наборки лопаток, перед по­садкой 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 излиш­него веса.

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

Перед выполнением балансировки диска ножи балансировоч­ных параллелей необходимо тщательно осмотреть. Они не долж­ны иметь забоин, царапин, грязи и должны быть точно отниве- лированы прецизионным уровнем.

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

г, _1ПС г л. * , 'останавливается, занимая вполне

Рис. 105. График балансировки ’ _

определенное положение. Б этом

случае наиболее _г тяжелое место

явно выражено. Оно находится на радиусе, проходящем через

диск вертикально, ниже оси диска.

Второй случай: диск, поставленный на параллели, не катит­ся, оставаясь, неподвижным в любом положении. Это означает, что проверяемый диск полностью уравновешен или момент неуравновешенной массы недостаточен для преодоления момен­та качения.

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

Рассмотрим подробнее второй случай.

Балансировка на параллелях состоит в следующем: диск, установленный на параллели, размечают мелом на восемь де­лений (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 приш­лось подвесить больший груз. Зная вес максимального и мини­мального грузов, не трудно определить величину груза, кото­рый надо добавить к легкому месту или снять с тяжелого места,' чтобы диск был уравновешен. Для этого следует составить уравнение моментов, а именно:

Рщ_гЛ — Нх=Р_т1гД + Нх,

откуда

_{Нх =} ^р™х-Р«а* Ц'

или (согласно графику балансировки — рис. 105) уравновеши­вающий груз У, подвешиваемый на радиусе Я, будет

У = ^^>тах __ 90 20 _ 0^ ^

~~ 2 ~ 2 ~

Для уравновешивания массы диска обычно удаляют металл с внутренней части обода или эксцентричным стачиванием ме­талла — с наружной поверхности ступицы.

Если уравновешивающий груз снимается с диска н$ на ради­усе той окружности, по которой производилась балансировка и определялись величины грузов, то делают пересчет по формуле

х=

г

где X — искомый груз;

Р — груз, определенный при балансировке;

Я — раДиус окружности диска, к которой прикладывались грузы при балансировке;

г — радиус окружности, на которой снимается металл.

После снятия нарушающей неуравновешенность, рабочего колеса массы металла производят повторную контрольную ба­лансировку с составлением новых графиков, определяющих ве­личину уравновешивающего груза и его расположение. Если величина остаточной статической неуравновешенности не пре­вышает допустимую, указанную в чертеже данного рабочего колеса, то балансировка считается законченной. Допустимой неуравновешенностью рабочего колеса обычно считается та­

кая, которая при нормальной частоте вращения детали дает неуравновешенную центробежную силу в 3—5% от веса балан­сируемой детали.

Допустимая неуравновешенность, отнесенная к радиусу- определяется из уравнения

в радиальном направлении. Выше этой области, в направлении к периферии диска, там, где напряжения еще не достигнут пре­дела текучести материала, деформации будут носить упругий характер. Если в этот момент прекратить вращение диска, т. е. снять нагрузку, то материал диска в зоне пластической дефор­мации получит остаточную деформацию.

Кольцевая часть диска, находящаяся над зоной остаточных деформаций и имевшая при вращении диска (т. е. при нагруз­ке) упругую деформацию, будет сжимать внутреннюю дефор­мированную зону и создавать в ней остаточные сжимающие напряжения. Описанный здесь процесс и называют автофрити- рованием. Если подвергнутый автофритированию диск наса­дить на вал с натягом, то при вращении его с нормальной рабо­чей частотой возникающие напряжения будут иметь значитель­но меньшую величину за счет действия сжимающих напряже­ний, созданных при предварительном разгоне диска. При этом зона максимальных напряжений переместится в глубь диска и влияние концентрации напряжений от осевого шпоночного паза не будет столь значительным, как в диске, не подвергнутом ав­тофритированию и имеющем максимальные напряжения во вту­лочном отверстии.

Применение автофритирования позволяет снизить рабочие напряжения в дисках и, как следствие этого, использовать для дисков материал меньшей прочности, уменьшить длину ступи­цы, повысить посадочные натяги.

Для автофритирования дисков применяется специальная . установка, состоящая из консольного вала, опирающегося на два подшипника скольжения. На одной консоли вала находит­ся одновенечное колесо приводной паровой турбинки, а на дру­гой консоли монтируется подлежащий автофритированию диск. Специальная конструкция посадочной втулки под диском обес­печивает плотную посадку диска и при увеличении внутреннего отверстия диска при его разгоне. Для безопасности вся уста­новка во время работы закрывается бронированным ко­жухом.

Механическая обработка автофритируемых дисков проходит в два приема: сначала диск обрабатывают под автофритирова- ние с припусками по наружному .диаметру и диаметру втулоч­ного отверстия (по 1,5 мм) по толщине обода (1 мм) и по длине ступицы (0,5 мм). Т-образный паз для лопаток не точат. Затем, уже после автофритирования, все перечисленные припуски сни­мают, внутренний диаметр втулочного отверстия доводят до чертежного и протачивают пазы под лопатки.

Применение для автофритируемых дисков более дешевых марок сталей существенно снижает их стоимость. Каждая тур­бина имеет на роторе 10—15 дисков, поэтому суммарная эконо­мия от применения для изготовления дисков более дешевых ма­териалов достигает нескольких тысяч рублей.

Глава X. Валы. Цельнокованые и сварные роторы

шв

Рис. 107. Чертежи поковок турбины К-200-130:

на предмет обнаружения флокенов, трещин и других пороков; контролю на равномерность распределения серы и фосфора пу­тем снятия серных отпечатков;' ультразвуковому контролю; тепловым испытаниям.

Химический состав определяется по плавочной пробе, отби­раемой при разливке стали. Все остальные виды испытаний по­ковок, кроме, теплового, производятся дважды: первый раз на металлургическом заводе при сдаче поковки заказчику', второй раз — в порядке контроля на самом турбинном заводе, что объ­ясняется его высокой ответственностью за работу турбины в процессе ее эксплуатации. Тепловые испытания проводятся один раз, так как для этого вида испытания требуется, чтобы радиальный припуск против чистовых размеров был минималь­ный. Обычно его принимают равным 2—3 мм.

Подробнее с процессами контроля и методикой проведения испытаний поковок для валов турбин можно ознакомиться по отраслевой литературе.

3. Основные технические требования к механической обработке валов и цельнокованых роторов

Основными техническими требованиями к процессу механи­ческой обработки валов и роторов, обычно указанных в черте­жах турбины, являются следующие:

а) большинство основных размеров валов и цельнокованых роторов должны выполняться по 2-му классу точности, а от­дельные из них (например, размеры мест под посадку дисков) — по 1-му классу; размеры мест под посадку лопаток должны выполняться по 3-му классу;

б) чистота обработки поверхности опорных шеек должна соответствовать 9-му классу; участков под насадку дисков и других деталей — 7-му классу; резьб и неответственных фа­сок — 5-му классу; остальных участков — 6-му классу;

, в) овальность, конусность и неконцентричность участков под насадку рабочих колес и других деталей обычно не должны превышать 0,02 м; опорных шеек — не более 0,015 мм;

г) смещение центрального отверстия относительно опорных’ шеек обычно допускается не более 0,3 мм;

д) радиальное биение не должно превышать: 0,02 — для опорных шеек роторов и валов паровых и газовых турбин; 0,05 мм — для.роторов осевых компрессоров; 0,02 мм на длине 800 мм от места посадки диска — для консольных роторов;

е) допустимое торцовое биение по упорному диску, выточен­ному за одно целое, и фланцу жесткой муфты по присоедини­тельной стороне должно быть не более 0,015—0,02 мм; по обо­ду дисков цельнокованого ротора — 0,05 мм; по всем уступам вала с насадными дисками — 0,01—0,03 мм;

ж) перекос шпоночных пазов относительно оси ротора до­пускается не более 0,015 мм на каждые 100 мм длины; перекос боковых граней паза — не более 0,03 мм. При двух или трех шпоночных пазах несимметричность расположения пазов отно­сительно оси вала не должна превышать 0,05 мм.

и т. д. С обеих сторон поковки ставят угольники 2. Верхнюю по- верхность поковки окрашивают меловой краской. От угольника ■откладывают отрезки (например, отрезок М), равные радиусу, увеличенному на' величину припуска для чистовой обработки. Расстояние К между точками в одном сечении показывает тол-

щину слоя металла на диаметр, который нужно удалить при черновой обработке.

Соединив середины расстояний между этими точками в каждом сечении, получим среднее положение осевой линии поковки.

Для определения правильного положения оси вдоль вала натягивают струну АБ, которая должна проходить между намечен- ными точками. Струну нужно натянуть так, чтобы припуски с обеих сторон расположи- лись по возможности одинаково. Положение струны у торцов отмечают рисками СС. По положению струны накернивают точки, ко- торые соединяют риской.

Повернув вал приблизительно на 90°, по- вторяют разметку в другой плоскости и на- носят на торцах риски ТТ. В точках пересе- чения рисок намечают места центровых от- верстий. Если при разметке будет установ- лено, что величина припусков является недостаточной или она вовсе отсутствует и поковка не¹ поддается правке, то«поковку бракуют, не приступая, к дальнейшей обра- ботке.

Центровка вала. У валов турбин центро- вые отверстия выполняют с углом зенковки

90° и добавочным предохранительным конусом с углом 120°. Размеры центровых отверстий приведены в табл. 16. Центровку выполняют на горизонтальном сверлильно-фрезерно-расточном станке с обеих концов вала.

Обдирка поковки. Обдирку поковок турбинных валов и цель­нокованых роторов крупных размеров производят на токарнй- центровых станках большой мощности, с двумя или тремя суп­портами для одновременной работы несколькими резцами. При обработке один конец вала крепят кулаками планшайбы, дру­гой подпирают центром задней бабки.

При обдирке крупных и тяжелых валов необходимо рабо­тать с люнета»™, применяя центра лишь в исключительных слу­чаях или в качестве дополнительных опор; шейки под люнеты точат па центрах. Чистота обработки поверхности шеек не ниже 7-го класса. На шейки под люнет целесообразно насаживать шариковые подшипники, что позволит работать на увеличенных скоростях резания [17]. При обработке коротких валов устанав-

Таблица 16

Одновременно с началом сверления включают в работу на­сос 11, обеспечивающий подачу охлаждающей жидкости. Производительность насоса должна быть не ниже 140— 250 л/мин; давление жидкости — 100—150 Н/см² (10— 15кгс/см²). Чем меньше диаметр отверстия и больше его дли­на, тем больше должна быть величина давления жидкости.

Существует два способа подачи охлаждающей жидкости к сверлу. При первом способе охлаждающая жидкость нагнета­ется к месту резания через центральное отверстие сверлильной головки и потом вместе со стружкой выходит по кольцевому каналу, образованному стенкой отверстия и борштангой (на­ружный отвод стружки). При втором способе жидкость пода­ется по внешнему каналу, а выходит со стружкой в отверстие сверла и борштанги (внутренний отвод стружки). Подача жид­кости в обрабатываемое отверстие при этом способе осуществ­ляется с помощью специальных устройств [4]. При наружном отводе стружки диаметр борштанги делают наименьшим (при обеспечении достаточной ее прочности и жесткости), чтобы обеспечить лучшее вымывание стружки.

Для сверления центральных отверстий в турбинных валах применяют сверла двухстороннего резания, т. е. с двумя режу­щими кромками. Такое сверло диаметром 150 мм (рис. 111) со­

циальиые расточные головки (рис. 112). Охлаждающая жид­кость к резцам подводится через центральное отверстие. Голов­кой с тремя резцами за один проход диаметр подготовленного сверлением отверстия можно увеличить на размер до 30 мм. На рисунке показана головка с двумя резцами для последнего прохода; второй резец — чистовой.

В валах и цельнокованых роторах судовых турбин нередко применяются уширенные центральные отверстия так называе­мой бутылочной формы. Такие отверстия растачиваются с по­мощью специальных борштанг (рис. 114). Крепление резцов в борштанге осуществляется силой резания. Для этого резцы ус­танавливаются в конических пазах. Глубина расточки выдер­живается по упорам или заметкам на борштанге.

Обработка вала под тепловое испытание. Под тепловое ис­пытание вал обрабатывается- с припуском 2 мм на сторону. Шероховатость поверхностей средней части вала, где устанавли­вается индикатор для контроля биения, и двух опорных шеек должна быть не ниже 7-го класса чистоты, остальных поверхно­стей вала — приблизительно 2-го класса. Вал обрабатывают с одной установки по всей длине за исключением левого конца, за­крепленного в кулаках планшайбы, который обрабатывается со второй установки. Затем вал проходит тепловое испытание. Сбор­ные валы судовых и газовых турбин испытывают в собранном виде.

Тепловое испытание имеет целью проверить однородность структуры материала поковки для вала по всей ее толщине. Неравномерность структуры, наличие рыхлот и других дефек­тов металла может приводить к появлению различных коэффи­циентов линейного расширения на противоположных сторонах поковки, что неизбежно приведет к изгибанию вала при его на­гревании и, как следствие, к образованию недопустимой вибра­ции турбины в процессе ее работы. Тепловое испытание позво­ляет своевременно отбраковать дефектные валы или роторы. Этому виду испытания подвергаются заготовки валой или ро­торов, имеющих в рабочих условиях температуру в какой-либо части не менее 250° С.

Процесс теплового испытания заключается в следующем. Вал при медленном вращении (0,5—3 об/мин) постепенно на­гревают при скорости нагрева, не большей 50 °С/ч, до темпера­туры, превышающей рабочую на 50° С. Не снижая частоты вращения, вал выдерживают при этой температуре 72 ч. Затем, не прекращая вращения, вал медленно охлаждают вместе с печью до температуры 200° С, после чего процесс испытания прекращают. Во избежание искривления вал продолжают вра-. щать, пока его температура не понизится до 50° С.

На протяжении всего режима испытания через каждый час измеряют биение (прогиб) вала индикатором и температуру как в рабочем пространстве печи, так и внутри центрального отверстия вала. Скрытые дефекты и внутренние напряжения вызывают искривление оси вала при таком испытании. По ве­личине и степени постоянства искривлений определяют пригод­ность вала к работе. По техническим условиям обычно допус­кается прогиб валов, испытываемых при нагревании до темпе­ратуры, превышающей рабочую на 50° С, не более чем 0,05 мм.

Установка для теплового испытания состоит из специализи­рованного станка и электропечи (рис. 115). Можно применять также специально приспособленный токарно-центровой станок. Испытываемый вал устанавливают на двух роликовых люне­тах. При этом биение по контрольным пояскам посредине не должно превышать 0,02 мм. Люнеты располагаются вне печи. Вал в холодном состоянии вращают в течение одного часа, по-

еле чего производят повторную проверку установки. Вращение от станка к валу передается с помощью поводковых пальцев с гибкой связью или при помощи торсионного валика с фланце­вым креплением. Станок должен иметь приспособление и для ручного проворачивания вала.

Во время теплового испытания остановка станка не допус­кается. В случае неожиданного прекращения подачи электро­энергии станок проворачивают вручную.

кой высокой точности обработки длин ступеней вала можно достичь несколькими способами.

Наиболее совершенный способ состоит в применении приспо­собления с индикатором и набором штихмасов (рис. 116). За базу при измерении положения торцов отдельных ступеней принимается вертикальная плоскость среднего цилиндрическо­го выступа. На станине станка после обработки торца среднего выступа (например, справа), не отводя резца, устанавливают стойку 1 с индикатором 2. Штифт индикатора подводят к упор­ному пальцу 3, установленному на суппорте станка, и замечают показание индикатора. Для подрезки следующих торцов суп­порт переводят соответственно на величины а—д и т. д., поме­щая между индикатором и упорным пальцем штихмас 4 соот­ветствующего размера; показание индикатора при измерении положения торца каждой ступени обрабатываемого вала дол­жно оставаться равным его показанию при первом положении суппорта. Штихмас поддерживают две стойки 5. Этот способ позволяет измерять длину уступов с точностью до 0,03 мм и от­казаться от применения шаблонов, дающих меньшую точность измерений. Для получения более точных результатов измерений торцы штихмасов 4 делают сферическими. При единичном из­готовлении валов применяют составные наборные штихмасы с микрометрической головкой.

порта и резца не изменяют, а стойку с индикатором передвига­ют к суппорту. Обработку уступов второго участка производят описанным выше способом по соответствующим штихмасам. Таким же образом производят настройку положения инстру­ментов для обработки каждого последующего участка вала.

Диаметры цельнокованых роторов достигают 1500— 2000 мм. Измерения больших диаметров, имеющих допуски второго класса, производят специальными микрометрическими скобами. После снятия замера, для чего обычно требуется два

Окончательную токарную обработку после теплового испы­тания вала выполняют с припуском под шлифование 0,5— 0,6 мм на диаметр. Шлифуют опорные шейки и места под на­садку дисков; остальные места, за исключением торцов, галте­лей и конуса для получения муфты, обрабатывают окончатель­но. Резьбу на валу точат после шлифования. После чистовой то­карной обработки производят травление для выявления флокенов на опорных шейках и торцах и для серных проб.

Шлифование ведут в центрах с поддержанием вала люнета­ми, которые устанавливают на расстояниях друг от друга, рав­ных 10—12 диаметрам вала. Шлифование разделяют на пред­варительное и чистовое. Предварительное шлифование ведется кругами зернистостью 24—36, твердостью С или СТ,. глубиной 0,03—0,04 мм, при подаче, равной ²/з—³А ширины шлифоваль­ного круга. Под чистовое шлифование следует оставлять 0,04— 0,05 мм.

Чистовое шлифование выполняется- кругами зернистостью 40—50 средней и весьма твердой связки (С и ВТ). Глубина при чистовом шлифовании равна 0,01—0,02 мм при подаче, равной Уз—²/з ширины круга.

Процесс шлифования сопровождается обильным охлажде­нием жидкостью (15—20 л/мин). В качестве охлаждающей жидкости применяется эмульсия или содовая вода (на 100 л воды 2—4 кг кальцинированной соды). Частоту вращения кру­га ограничивают максимально допустимой окружной скоростью 25—30 м/с. Окружную скорость валов для предварительного шлифования принимают равной 6—8 м/мин; для чистового 4— 6 м/мин. Не снимая вала со станка составляют паспорт замеров диаметров, производят травление на флокены и снимают сер­ные отпечатки.

Окончательная обработка после шлифования включает подрезку торцов и зачистку галтелей в местах переходов всех ступеней (уступов); нарезание резьб; обработку конуса на кон­це вала для посадки полумуфты и другие мелкие операции за­чистки и доделки обрабатываемых валов. Резьбы для крепле­ния дисков, червяков, полумуфт и других деталей нарезают резцом. При крупных размерах резьб целесообразно вместо резьбовых калибров использовать специально изготовленные, образцовые пробки обычной точности резьбы 2-го класса (для гаек), а резьбу на валах нарезать уже по изготовленным гай­кам. Это вызывается сложностью изготовления крупных резьбо­вых калибров (особенно колец) в пределах требуемой точности; кроме того, они получаются настолько тяжелыми, что пользо­вание ими становится ненадежным. Конусы на концах валов для посадки полумуфт также целесообразно контролировать по са­мим полумуфтам.

Фрезерование шпоночных пазов выполняют по разметке на специализированных фрезерных станках, а при отсутствии тако-

209

вых — на расточных станках (колонках). Размечают шпоноч­ные пазы на разметочной плите или на токарном станке. При установке на плите геометрическая ось вала устанавливается строго параллельно плите. Для разметки применяют штанген- рейсмус.

При наличии трех-четырех пазов на одной ступени вала пользуются делительным кольцом, при помощи которого наст­раивается фреза. Кольца изготовляются разъемными, что поз­воляет легко устанавливать и закреплять их на валу.

Допуски на изготовление шпоночных пазов для турбинных валов весьма жестки, выдержать их фрезерованием трудно, по­этому вводят дополнительную операцию — слесарную калиб­ровку пазов. С этой целью на размер ширины паза оставляют припуск 0,1—0,2 мм для одного паза, расположенного на одной ступени, и 0,2—0,4 мм для двух пазов и более. По глубине паза припуска обычно не оставляют.

Обработка пароразгрузочных отверстий цельнокованого ро­тора. В цельнокованых роторах на теле каждого диска имеется по пять-семь пароразгрузочных отверстий, оси которых распо­лагаются параллельно геометрической оси ротора. Диаметры этих отверстий колеблются в пределах 30—80 мм. Поверхности отверстий и галтели их должны быть отполированы. Сверление, развертывание и полирование пароразгрузочных отверстий яв­ляются весьма сложными операциями, так как общая суммарная протяженность нароразгрузочных отверстий со всеми интерва­лами их между дисками обычно имеет весьма большую величи­ну, доходящую до 3 м. Обработку отверстий выполняют на расточных станках (колонках) п^и помощи специальных при­способлений и инструментов. Для предотвращения увода инстру- • мента при сверлении применяют кондукторы.

Для выполнения перечисленных операций применяют спе- . циальные удлинители в виде борштанг требуемой длины с ко­нусом Морзе для крепления в них сверл, зенкеров и разверток. Под установку ножа или резца для обработки галтелей в бор- штанге изготовляют прямоугольные пазы. В эту же борштангу устанавливают специальные полировальники для обеспечения соответствующей чистоты поверхностей обрабатываемых отвер­стий и их галтелей.

ка для снятия внутренних напряжений; механическая обработ­ка сварных швов для ультразвукового контроля; ультразвуко­вой контроль сварных швов; чистовая механическая обработка.

Механическая обработка основных элементов сварного рото­ра производится аналогично обработке цельнокованого ротора. В процессе обработки заготовки элементов ротора подвергают травлению на флокены, испытанию механических свойств, конт­ролю распределения серы и фосфора и ультразвуковому конт­ролю.

Точное фиксирование правильного взаимного положения элементов ротора перед сваркой осуществляется при помощи центрирующих поясков, толщина которых должна обеспечить расплавление их при наложении первого сварочного шва.

Сборка под сварку производится в вертикальном положе­нии. Собранный ротор скрепляют стяжным приспособлением. Сварка ротора может производиться как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях. Сварка в вертикальном поло­жении проще, но требует применения сложного оборудования. Сварка в горизонтальном положении может производиться на токарном станке. Установка для сварки должна обеспечивать свободное расширение ротора от нагрева при сварке. В процес­се сварки должна быть сохранена соосность свариваемых дета­лей ротора.

6. Сборка роторов

Особые условия работы турбин требуют, чтобы все детали ротора, наряду с надежным закреплением их против воздейст­вия рабочей среды, имели бы еще 'и возможность свободного теплового расширения. Для этого необходимо точное выдержи­вание указанных в чертежах величин тепловых зазоров и осе­вых размеров. В качестве примера на рис. 118 показан чертеж комбинированного ротора турбины с размерными линиями для простановки размеров, обеспечиваемых в процессе сборки и об­работки ротора после сборки.

На рисунке показаны: 1 — регулятор безопасности; 2 — фланец насадной; 3 — ротор турбины; 4 я 15 — кольцевие гай­ки; 5 — шайба; 6 — зубчатое колесо редуктора; 7 — стяжное кольцо; 8 — стопорное кольцо; 9 — упорный диск; 10 и 31 — .маслозащитные кольца; 11, 13, 17, 19, 24, 26 и 30 — разрезные упорные кольца; 12, 14, 16, 18, 20, 25, 27, 28 и 29 — уплотнитель­ные втулки; 21 — промежуточное кольцо; 22 — рабочее колесо

11. й ступени; 23 — рабочее колесо 12-й ступени; 32 — соедини­тельная муфта. С и С,— зазоры в шпоночных соединениях. Допустимые величины зазоров указаны в табл. 17.

На рис. 119 в более крупном масштабе даны.детали конст­рукции комбинированного ротора, а также приведены техноло­гические указания по обработке этих элементов.

Радиальное биение 0,10

Зазор

Таблица 17

При нагреве диска увеличивается не только диаметр его от­верстия, но и длина ступицы. Первое является полезным, а вто­рое (если его не учесть) может сказаться отрицательно. При схватывании диска с валом в процессе остывания ступица еще имеет увеличенную длину и продолжает сокращаться. Сокра­щение длины ступицы может идти в сторону упора или от упо­ра, в зависимости от того, где диск сильнее обжимает вал. Согласно техническим условиям рабочие колеса должны быть насажены вплотную к упорам (допускаемый зазор не более

0. 1 мм). Это обеспечивает- их правильное осевое положение, которое должно сохраниться и после остывания дисков и вала.

При горизонтальном способе сборки ротора нагретое рабо­чее колесо продолжает прижиматься прессом к торцу посадоч­ного места до момента полного остывания. При вертикальном способе нагретое рабочее колесо- под воздействием собственно­го веса садится до упора; затем производится ускоренное ох­лаждение ступицы рабочего колеса возле упора путем подачи струи холодной воды к нижнему торцу. Этим обеспечивается защемление вала диском, в первую очередь у упора, и сохране­ние требуемого аксиального положения диска после его полно­го остывания. Охлаждение дисков водой возле упора имеет смысл при Длинных ступицах, когда длина ступицы равна или больше */„ диаметра диска. При более коротких ступицах ох­лаждение водой можно не производить. При очень длинных ступицах для посадки дисков на вал следует обязательно при­менять пресс.

Приспособление для кантовки вала (или ротора) в верти­кальное положение показано на рис. 124, а. Перед установкой собираемого вала турбины в кантовочное приспособление к нему присоединяют рым (рис. 124, б), надевают и закрепляют хомут 5, который состоит из двух половин, соединяемых между собой болтами. Для крепления рымов предусматривают на кон­цах валов наружную или внутреннюю резьбы. При отсутствии такой возможности создают бурты (рис. 124, в) или резьбовые отверстия для крепления рымов к торцу вала болтами. При на­личии буртов используют для подъема вала хомуты с цапфами.

Медленно поднимая один конец вала за рым и сохраняя при этом за счет перемещения тележки крана постоянный контакт цапф хомута 5 с опорами 2, выводят вал из горизонтального в вертикальное положение, снимают с опор 2 и, не снимая хому­та (если в этом нет необходимости), переносят вал на стенд для сборки ротора. При этом собираемый вал требуется выставить строго вертикально, для чего установку контролируют уровнем.

После насадки рабочих колес на первый конец вала ротор устанавливают вторым концом вверх с помощью того же кан- товочного приспособления, изменив предварительно располо­жение рыма и хомута.

216

Нагрев рабочих колес перед насадкой осуществляют элект­рическими печами сопротивления или индукционными нагре­вателями. Мелкие детали нагревают газовыми горелками или бензиновыми лампами. При малых натягах, когда температура устанавливаемых на вал деталей доходит лишь до 100° С, их нагревание может производиться в кипящей воде.

тока различно в ступице и у венца диска вследствие неравно­мерности распределения масс металла. Поэтому при использо­вании этого способа нагрева необходимо тщательно наблюдать за температурой в различных местах диска, не допуская разни­цы более 50° С. При достижении разницы температур в отдель­ных местах диска в 50° С нагреватель следует выключить и дать выравняться температуре во избежание коробления диска.

Наиболее совершенным методом нагрева считается нагрев в газовых и электрических печах, где обеспечивается равномер­ное расширение рабочего колеса; кроме того, в печи может одновременно нагреваться несколько рабочих колес, что значи­тельно ускоряет процесс сборки ротора.

Необходимая температура нагрева деталей определяется по формуле

новленных в диске, чтобы после нагрева диска брать его теми же крюками за тс же рымы, по которым была произведена предварительная регулировка подъемного приспособления. Поднятое колесо отцентровывают по валу, медленно опускают на посадочное место шейки вала, строго следят за тем, чтобы шпоночные пазы рабочего колеса совпали со шпонками на валу.

После насадки колеса и его остывания производят проверку плотности соприкосновения торца ступицы колеса и бурта вала или теплового зазора между ступицами двух соседних» рабочих

Типовые допуски на биение основных деталей'ротора турбины

Продолжение табл. 18

Продолжение табл. 18

проточить или прошлифовать поверхности, отмеченные знаками обработки на рис. 119.

По аксиальным замерам от упорного гребня до всех насаженных деталей опреде- ляют величину осевых зазоров в проточной части турбины.

7. Динамическая балансировка роторов

турбины. Этот пример показывает недостаточность статической балансировки турбинных роторов.

В практике обычно имеет место общий случай динамической неуравновешенности, показанный на рис. 127, б. Реакции С/\ и 1/г являются результатом действия пары равнодействующих всех центробежных сил С_ь С₂, Сз и т. д. от неуравновешенных масс ротора, расположенных вдоль его оси на различных радиусах.

Задача динамической балансировки заключается в том, что­бы создать искусственно в роторе добавочные силы, которые будут равны силам и /Уг и противоположны им по направле­нию. Эти силы в стационарном турбиностроении создаются обыч- .но путем прикрепления на крайних дисках ротора уравновеши­вающих грузов.

В настоящее время, в связи с наметившейся тенденцией уве­личения частоты вращения роторов и их'массы, проблеме дина­мического уравновешивания турбин уделяется все большее вни­мание. От качества уравновешивания зависит не толькй общий уровень возникающих в процессе работы турбин вибраций, но также ресурс и надежность их работы, интенсивность и характер износа подшипников и кинематических пар.

Вопросы теории и практики уравновешивания машин и при­боров, начиная с 1960 г., регулярно обсуждаются на Всесоюзных научно-технических конференциях по балансировочному оборудо­ванию. Наблюдается интенсивное развитие теории уравновеши­вания машин и балансировочной техники. Для детального озна­комления с вопросом можно рекомендовать специальную лите­ратуру [6].

В связи с быстрым развитием техники, в настоящее время по­явилось много новых методов динамического уравновешивания роторов быстроходных машин и применяемого для этих целей оборудования. Однако, несмотря на большое разнообразие этих методов, их основа остается единой.

В данном учебнике не дается широкого освещения этой важ­ной проблемы современного машиностроения. Цель настоящего параграфа состоит в том, чтобы в наиболее краткой, конспектив­ной форме познакомить учащихся с теоретическими основами ди­намической балансировки, схемами применяемого турбинными заводами оборудования и осветить некоторые перспективы даль­нейшего развития проблемы.

Наиболее распространенным методом динамической баланси­ровки в практике турбинных заводов является классический ме­тод «обхода грузом». При этом методе на крайних дисках подго- товляемогб к балансировке ротора намечают мелом восемь (или больше) точек для поочередного подвешивания одного и того же пробного груза при пробных пусках станка. Ротор устанавливают на станок для динамической балансировки (рис. 128). Вкладыши подшипников этих станков покоятся на пружинных балансиро­вочных опорах (рис. 129). Рамы опор снабжены болтами 1 и 2

левой и правой резьбы для закрепления опор 4. Крепление осу­ществляется маховиком 3.

Путем пробных пусков (первый раз —'без груза, а последую­щие разы — с подвешиванием пробного груза в каждой из наме­ченных точек) измеряют величины амплитуд колебаний вклады-

ббльшую неуравновешенность. В рассматриваемом ниже приме- ре балансировка начинается'») стороны А.

При балансировке одна опора вкладыша со стороны баланси- руемого конца ротора освобождена и может качаться свободно, вторая — зажата болтами 1 и 2 (см. рис. 129). При балансировке второго конца ротора первая опора зажата, вторая освобождена. Окончательная балансировка производится при обеих освобож-

денных опорах вкладышей. При

Так как балансировка должна проводиться в условиях резо­нанса, то при всех последующих пусках ротор разгоняют до ука­занной выше резонансной частоты вращения плюс 50—70 об/мин!

Работы по динамической балансировке (см. рис. 131, сторона А) ведут в следующем порядке.

1. Максимальную амплитуду колебаний (обозначим ее а₀), замеренную при определении резонансной частоты вращения, за­писывают как первоначальную («пуск без груза»).

2. В зависимости от величины максимальной амплитуды во время пуска без груза выбирают пробный груз; ориентировочно его величину принимают Р = Юао г для стороны, с которой на* чинается балансировка (ао— количество делений амплитудоме* ра), и Р = 5а₀ г для второй, последующей балансировочной сто­роны. При этом не исключается необходимость корректировать величину пробного груза. Это может оказаться особенно нужным, если при последовательном перемещении пробного груза в каж­дой из восьми точек величины амплитуд колебаний получаются большими, чем при пуске без пробного груза, и если при макси­мальных амплитудах становится невозможно следить за разма- 'хом стрелки индикатора. В таких случаях пробный груз' следует уменьшить.

3. Укрепив груз весом Р в точке разметки 1 (см. рис. 130,6), запускают станок и записывают максимальную амплитуду коле­баний головки; крепить груз надо всегда на одном и том же рас: стоянии от центра.

4. Грузом Я обходят все восемь точек разметки.

5. На миллиметровой бумаге строят кривую (см. рис. 130, а), для чего по ординатам откладывают максимальные амплитуды колебаний опоры, а на абсциссе — развертку окружности размег щения балансировочных грузов.

Построив кривую, наносят среднюю линию ординат; по разме* ру ас, равному величине амплитуды первоначальной неуравнове­шенности («пуск без груза»), устанавливают начало координат; точки перегиба кривой Ь и й должны отстоять друг от друга по окружности на 180°. Для проверки служит окружность (см. рис. 130, б), разделенная на восемь равных частей; деления ок­ружности, соответствующие точкам 3 и 7 кривой, должны распо+ ложиться на этой окружности диаметрально противопо­ложно.

Из кривой видно, что наибольшее уменьшение амплитуды ко» лебания балансировочной опоры происходит тогда, когда пробг ный груз Р укреплен в точке 3. В этом случае амплитуда перво* начальной, неуравновешенности ас уменьшается на величину аЬ и становится равной величине Ъс. Таким образом, ясно, что в дан­ном случае балансировочный груз должен быть укреплен в точ^{^} ке 3. Так как амплитуда колебаний практически прямо пропор­циональна величине груза, то для снижения амплитуды колеба­ний до нуля уравновешивающий груз должен быть больше проб­

ного груза Р в отношении ас: аЬ, т. е. в точке 3 необходимо ук­репить груз массой

Из уравнения статики имеем

С₂п=Ц_Б1 или и_в'= — .

Контроль точности балансировки заключается в том, что оп­ределенной величины груз (контрольный груз) закрепляется в точке приложения уравновешивающего груза и производится пробный пуск ротора. Если контрольный груз дает удвоение ам­плитуды, балансировка считается качественной. Правильность такого способа контроля подкреплена практикой и основана на известной пропорциональности амплитуд и действующих на ротор неуравновешенных масс. Если получено удвоение амплитуды при контрольном пуске, то можно считать, что остаточная неуравно­вешенность, вызываемая появлением минимальной амплитуды колебания, не превышала веса контрольного груза.

Величина контрольного груза подсчитывается исходя из пред­положения, что остаточная сила инерции, действующая на под­шипник, не должна превышать 0,5% от веса балансируемого ро­тора:

[/_т1п = 0,005;

одноэременно

ЦпШ = ^-Ю²Г-?-,

В *

где Нты—условный груз, центробежная сила которого С ока­жет на подшипник действие, равное Ц,„м;

пи/ — расстояния до опор.

Контроль балансировки производится с обеих сторон ротора.

Ряд других методов балансировки освещен в специальной ли­тературе [6]. Балансировка по методу трех пусков, применяемая на Ленинградском металлическом заводе им. XXII съезда КПСС, освещена в работах [4, 7].

Ротор, хорошо отбалансированный на станке (т. е. при низкой частоте вращения), в Некоторых случаях может оказаться не­уравновешенным при рабочей частоте вращения. Указанное яв­ление особенно часто наблюдается в роторах длиной в несколько метров.’

Такой длинный ротор, уравновешенный при балансировке на ставке подвеской грузов на торцах ротора, может иметь значи­тельный дефицит массы около его середины. Центробежные силы, возникающие из-за наличия дефицита массы в средней части ротора, могут вызвать упругий прогиб вала, который и при­ведет к неуравновешенности турбины в процессе ее работы. Этот пример показывает на необходимость дальнейшего совершенство­вания балансировочной техники, особенно при изготовлении со­временных мощных турбин с роторами большой длины.

В связи с внедрением в производство современных быстроход­ных турбин, представление о роторах как об абсолютно жест­ких телах оказывается недостаточным, так как при этом не учи­тываются изменения формы упругой линии ротора после про­хождения им критических скоростей.

Для того чтобы гибкий ротор спокойно проходил через кри­тические скорости и имел безвибравдонное вращение на рабо­чей скорости, его необходимо уравновешивать по специальной методике в нескольких плоскостях и, кроме того, производить контрольное вращение в условиях, аналогичных эксплуатацион­ным. Поэтому на практике возникает вполне обоснованное же­лание производить балансировку и разгон роторов на одной и той же машине, для того чтобы сэкономить время на дополни­тельную установку и транспортировку роторов.

Конечно, балансировочная машина, на которой ротор будет проходить критическую скорость, должна отличаться устойчиво­стью и жесткостью конструкции и иметь ряд специальных уст­ройств. Однако соединение в одном агрегате балансировочного и разгонного устройств является все же целесообразным, тем более, что балансировка гибкого ротора должна на практике производиться дважды: до и после разгона.

Конструкция балансировочных машин для уравновешивания гибких роторов и методика этого уравновешивания тесно связа­ны с теорией изгибных колебаний роторов. Если в прошлом тео­рия изгибных колебаний валов разрабатывалась главным обра­зом в направлении изучения критических скоростей, то, начиная с пятидесятых годов, появляются работы, в которых рассматри­ваются поперечные колебания валов во время балансировочного процесса на^- балансировочной машине или непосредственно на месте установки. При этом во внимание принимаются не только трение и зазоры в подшипниках, но также их упругость, количе­ство тел качения, сопротивление воздуха и другие факторы, ока­зывающие влияние на точность измерения дисбалансов ротора. Большой практический интерес представляет также процесс про­хождения неуравновешенным ротором критических скоростей во ' время пуска или торможения машины.

Все эти задачи, имеющие непосредственное отношение к урав­новешиванию гибких роторов, в настоящее время еще полностью- не разрешены. Поэтому применяемые на практике методы урав­новешивания роторов имеют эмпирический, приближенный хаг рактер и дают удовлетворительные результаты лишь для тех ка­тегорий роторов, применительно к которым они разрабатывались и проверялись экспериментально.

В стационарном турбиностроении наиболее широко применя­ются муфты жесткие (рис. 132, а, б), гибкие (рис. 132, в), допу­скающие некоторое относительное смещение соединяемых роте-

Материалами для изготовления муфт обычно служат хромо­молибденовые и хромоникелемолибденовые стали 34ХМА, 35ХМ, 34ХН1М и 34ХНЗМ. Заготовки деталей соединительных муфт поступают обычно в виде поковок, которые затем подвергают ме­ханической обработке и Фем же контрольным и термическим опе­рациям, что и валы (травлению на флокены, взятию серных от- течатков, закалке и отпуску с проверкой механических свойств).

0,03 мм; точность выполнения размеров наружного диаметра) фланца муфты и отверстий в ней — по 2-му классу, Центрирую­щей выточки фланца — по 3-му; чистота обработки цилиндриче­ских поверхностей фланца, выступа и выточки — по 7-му классу чистоты, торцовой поверхности фланца — по 6-му классу.

б) для жестких муфт с насадными деталями: после насадки полумуфты на вал ротора требуется проверка правильности по­садки на биение на токарном станке с выдерживанием требова­ний, указанных выше; при конусной посадке полумуфты на вал ротора, для конусности в 0,5%, допускается отклонение конус­ности ±0,05% и чистота обработки конца вала по 7—8-му клас­сам чиртоты (пригонка конусной части производится по краске); шпоночные соединения должны выполняться в части ширины паза по 3-му классу точности: непараллельность граней паза между собой и по отношению к оси должна составлять 0,03— 0,04 мм. Такая высокая точность определяет необходимость при­гонки шпоночных пазов в валу и в полумуфте в сборке; натяг при посадке полумуфты на конусный конец вала должен со­ставлять 0,25—0,36 мм.

При изготовлении гибких муфт требуется выдержать следую­щее дополнительное требование. С целью обеспечения надежной передачи крутящего момента соблюсти должный контакт в за­цеплении,'что достигается пригонкой; при изготовлении пружин­ных муфт требуется тщательное соблюдение конструктивных тре­бований к качеству самих пружин и пазов под пружины, чтобы обеспечить одновременную работу всех витков пружины и для равномерного распределения между ними нагрузки от крутяще­го момента. Детали соединительных муфт представляют собой гела вращения и основным видом ■ обработки для них является точение на токарных и карусельных станках.

Рассмотрим в качестве примера технологический процесс об­работки полумуфты. Анализ поверхностей, образующих кон­структивные формы полумуфты, показывает, что наиболее от­ветственными из них являются: а) отверстие, определяющее по­ложение самой полумуфты на валу ротора, а следовательно, и положение всех остальных поверхностей относительно оси рото­ра; б) торец фланца и наружный диаметр центрирующего вы­ступа, определяющие положение присоединяемых частей; в) на- ружняя поверхность фланца, являющаяся базой для центровки роторов по полумуфтам.

Выполнение высоких требований по биению поверхностей по­лумуфты относительно оси вала возможно только при обработке всех ответственных поверхностей полумуфты с одной установки,, г. е. без смены баз. Поэтому чистовая обработка полумуфты (например, см. рис. 132, б) выполняется в следующей последо­вательности. Заготовку поверхностью б зажимают в патрон стан* ка, подрезают торцовую поверхность д и начисто обрабатывают наружные и внутренние поверхности а, е, и, г, а также в на неко­

торой длине I. Затем производят перестановку детали в патроне станка. Установочными базами при точении на оправке служат поверхности д и е, а при точении без оправки'—поверхность д с выверкой установки индикатором по поверхностям айв. За­канчивается токарная обработка проточкой поверхностей ж, б и оставшейся необработанной при первой установке части поверх­ности в.

После окончания токарной обработки на долбежном станке производят обработку шпоночного паза. Выверку при установке производят с помощью индикатора по поверхности д. Сверление отверстия под соединительные болты выполняют по кондуктору с центровкой его по поверхности е. В отверстиях под соедини­тельные болты оставляется припуск и (1—2 мм на диаметр) для обработки их при сборке роторов.

Заключительной станочной операцией при обработке зубча­тых муфт является нарезание зубьев, а в пружинных муфтах — пазов под пружины. В том и другом случае заготовка укрепляет­ся на приспособлении с центровкой по отверстию в качестве установочной базы. Измерительными базами служат наружная цилиндрическая и одна из торцовых поверхностей. Точность ус­тановки 0,015—0,02 мм. Точность шага зубьев у зубчатых муфт определяется точностью зуборезного станка. После нарезания зубьев контакт с, сопрягаемой деталью проверяется на специаль­ном приспособлении.

Прорезание пазов под пружины производится с помбщью спе­циального делительного приспособления. Для получения ромби­ческой формы выступов (см. Р на рис. 132, в) стол приспособле­ния устанавливается наклонно. Прорезка пазов производится в два прохода: первый справа, второй — слева.

Окончательно обработанные торцовую и внутреннюю цилин­дрическую поверхности вторично подвергают травлению на фло- кены и с них снимают серные отпечатки; затем места заготовки, подвергавшиеся травлению, заполировывают. Заключительной операцией является слесарная обработка с целью зачистки ост­рых кромок и заусенцев.

вал, отказались. Пр'и такой конструкции наблюдалось ослабле­ние посадки втулок на вал в процессе пуска из-за большой раз­ницы температур втулки и вала, что приводило к. разрушению лабиринта. Поэтому в конструкциях турбин с высокими парамет­рами пара выступы вытачиваются непосредственно на валу тур­бины. Насадные втулки применяются для турбин невысоких па­раметров и в роторах низкого давления современных мощных турбин с высокими параметрами пара. Характер конструкции уп­лотнений также изменился. КонЦевые уплотнения роторов НД. состоят из наклонных усиков, выточенных на насадных втулках,

Гребенчатая втулка предварительно обрабатывается с при­пуском по 3 мм на сторону, а затем передается на термическую обработку для снятия напряжений. На рис. 135 показана пос­ледовательность обработки втулки. После термической обра­ботки втулку зажимают в кулачки патрона (рис. 135, а) и окончательно обрабатывают отверстие и один торец. Вторую торцовую плоскость со стороны кулачков подрезают на глуби­ну 10—12 мм при помощи оправки с резцом (рис. 135, б). В связи с опасностью пережима втулки кулачками патрона окончательную обработку отверстия рекомендуется вести на карусельном или токарном станке с креплением не в кулачках, а на планшайбе с прижимом планками в торце втулки.

Для прорезки гребешков втулку центрируют на короткой оправке по отверстию (рис. 135, в), крепят шайбой, уложенной на передний торец, и шпилькой, ввинченной в оправку. Диа­метр шайбы не должен превышать диаметра переднего торца. Сама оправка крепится в кулачках. Гребешки втулки имеют повторяющиеся впадины различных аксиальных размеров. Прорезку впадин проводят в два прохода, оставляя на послед­ний проход припуск по 1 мм на сторону. При прорезке пазов аксиальные размеры выдерживают по упорам, ориентируясь на торцовую плоскость. Глубину канавок устанавливают по нониусу или по упорам с проверкой шаблоном и предельной пробкой.

В некоторых втулках отдельные гребешки, имеющие макси­мальный размер, не повторяются, что затрудняет использова­ние шаблона, так как нет второй опорной базы для него. В этом случае на расстоянии шага, т. е. повторяющегося профиля, ближайший гребешок оставляют на высоте, равной высоте наи­большего гребня. Таким образом, искусственно создается вто­рая опора для шаблона. После окончательной обработки гре­бешков эту опору срезают. Диаметры впадин проверяют мик­рометрической скобой со специально вставленными ножками.

РАЗДАЛ ЧЕТВЕРТЫЙ

ОБРАБОТКА КРУПНЫХ ДЕТАЛЕЙ СТАТОРА

низкого давления в то же время находятся под вакуумом до

0. 3 Н/см² (0,03 кгс/см²) при температуре 50—60° С. Наличие в корпусах турбин горизонтальных и вертикальных разъемов требует обеспечения хорошей герметичности цилиндров для предотвращения «пропаривания» разъемов в зоне высоких дав­лений или подсоса воздуха внутрь цилиндра в зоне вакуума.

Большое внимание при обработке цилиндров следует уде­лять качеству опорных поверхностей, к которым прижимает пар обоймы и диафрагмы внутри цилиндра. Неудовлетворительное состояние этих поверхностей приводит к внутренним неплотно­стям, повышению внутренних потерь, снижению к. п. д. тур­бины.

Разновидность конструкций цилиндров паровых и газовых турбин, выпускаемых различными заводами, определяется в основном разным назначением турбин. Технические требова­ния к производству и сборке цилиндров и других деталёй ста­торов турбин подробно рассматриваются ниже.

При разработке конструкций турбин необходимо тщатель­но учитывать все особенности технологии литья и последующей механической обработки корпусов. Для применения наиболее целесообразных технологических процессов при изготовлении заготовок и их дальнейшей обработке необходимо, чтобы спро­ектированные корпусы при обеспечении требуемых экс­плуатационных качеств были бы наиболее удобными, просты­ми и экономичными в производстве, т. е. удовлетворяли бы основным требованиям технологичности.

Для обеспечения качества и производительности процесса механической обработки корпусы турбин должны иметь хоро­шие технологические базы и места для надежного крепления их на станках. При отсутствии у корпусов конструктивных по­верхностей (в виде, например, паровпускных и паровыпускных патрубков с фланцами), которые могут быть приняты за базы для установки и крепления корпусов на станках, необходимо предусматривать специальные технологические приливы илй площадки. Наличие базовых площадок, обработанных с одной установки на первой операции, обеспечит высокую точность вы­полнения последующих операций на основе сохранения един­ства баз и, как следствие, снижения величины накопленных ошибок при переустановках обрабатываемых деталей на стан­ках. Форма и расположение технологических приливов и пло­щадок должны быть типовыми и тем обеспечивать условия для создания универсальных установочных устройств, позволяющих надежно и без деформаций крепить корпусы для их обработки и применять высокие режимы резания.

Еслу нельзя сделать простые формы корпусов по условиям протока пара, корпусы турбин целесообразно изготовлять свар­ными или сварно-литыми. Такие корпусы состоят из отдельных более мелких и простых отливок или из комбинаций литых и кованых деталей, предварительно обработанных под сварку. В качестве примера ниже (см. рис. 140) показана верхняя по­ловина сварно-литого корпуса цилиндра высокого давления (ЦВД) с приваренными сопловыми и паровыми коробками.

Для обеспечения необходимой плотности стыков фланцы горизонтального разъема корпусов должны иметь значитель­ную толщину. Так, например, в паровой турбине СКР-ЮО тол­щина фланцев наружного ЦВД составляет 550 мм. При этом по конструктивным соображениям Толстые фланцы сопряга­ются непосредственно с относительно тонкими стенками, что вызывает большие трудности в литейном производстве из-за образования пороков литья, обычно сосредоточенных в местах перехода от фланцев к стенкам. В эксплуатации турбин эта особенность конструкции цилиндра также вызывает затрудне- ния, сказывающиеся на замедлении процесса прогрева маши­ны перед пуском, так как толстые фланцы прогреваются значит тельно медленнее тонких стенок, а разность температур

отдельных участков корпуса во избежание его коробление нельзя допускать более чем до 30° С.

Для уменьшения толщины фланцев горизонтального раз* ема и толщины стенок корпусов применяются двухстенные конструкции цилиндров, т. е. создаются наружный и внутренний корпусы. Это позволяет снизить разность давлений, действую­щих на каждый корпус, и повышает тепловую эластичности цилиндра в целом. В качестве примера можно привести цр линдр высокого давления паровой турбины К-300-240. Приме нение двухкорпусной конструкции дает возможность упрости

размеры только нижней половины выхлопной части ЦНД тур­бины К-300-240 составляют 9840 X 9000 X 2900 мм. Поэтому, несмотря на то, что действующие напряжения в выхлопных ча­стях ЦНД и температурные условия при эксплуатации позво­ляют применить для таких цилиндров чугунное литье, изго­товляют их все же сварными из литых и листовых заго­товок. На рис. 136 хорошо видны литая передняя часть и сварная выхлопная часть ЦНД. Изготовление таких крупных корпусов сварными вместо литых объясняется нетехнологично- стью их в литом исполнении. При литом исполнении пришлось бы значительно увеличивать толщину стенок и габариты. Цилиндр получился бы очень громоздким и тяжелым.

Производство больших литых чугунных цилиндров из-за де­фектов литья и трудностей их исправления не представляется возможным.

ем. Этот процесс идет тем быстрее, чем чаще меняется темпе­ратура и чем она выше. Увеличиваясь в объеме, отливка ста­новится «рыхлой», и прочность ее значительно уменьшается.

Для корпусов турбин применяются чугуны марок СЧ 21-40 и СЧ 28-48 по ГОСТ 1412—70. Общие требования к качеству чугунного литья состоят в обеспечении нормальной структуры материала, отсутствия раковин, шлаковых включений и неплот­ностей. В соответствии с температурными условиями работы турбин из чугуна можно изготовлять выхлопные части малых турбин, корпусы осевых компрессоров газовых турбин, корпусы подшипников, фундаментные рамы.

При рабочих температурах свыше 250° С для изготовления литых корпусов применяются углеродистые и легированные стали. Марки наиболее распространенных в турбиностроении литейных сталей, их механические свойства и температуры при­менения указаны в табл. 19.

Таблица 19

Для обнаружения скрытых дефектов отливки подвергают гидравлическим испытаниям, которые обычно производятся • после окончательной обработки. Условия проведения гидравли­ческих испытаний и их порядок оговариваются в чертежах на отливку. Обнаруженные при гидравлических испытаниях де­фекты устраняют заваркой.

На каждой принятой отливке, на необрабатываемой наружной поверхности, зачищают шлифовальным кругом площадку (кар­точку) размером 120 "X 80 мм, на которой ставится клеймо ОТК о приемке отливки, и указывают номера плавки, проб и чертежа отливки. На этой же карточке в дальнейшем клеймят­ся данные о результатах гидравлических испытаний..

Производить механическую обработку отливок до получе­ния удовлетворительных результатов механических испытаний образцов не разрешается.

3. Основные технические требования к механической обработке корпусов

Статоры современных турбин состоят из нескольких частей, из которых основными — базирующими деталями турбин явля­ются корпусы подшипников и цилиндры низкого давления с встроенными в них корпусами задних подшипников. Эти дета­ли воспринимают на себя основные статические и динамические нагрузки и определяют требуемое положение турбины относи­тельно фундамента.

Из всех поверхностей, образующих наружный и внутренний контуры всех частей цилиндров турбины, наиболее ответствен­ными по своему служебному назначению и требующими особо тщательного выполнения являются: поверхности каналов подво­да, распределения и отвода рабочей среды; внутренние расточ­ки всех частей корпусов под установку вкладышей, обойм, диа­фрагм, уплотнений и опорные плоскости нижних половин ци­линдров и корпусов подшипников. Исключения в этом случае составляют цилиндры высокого давления некоторых конструк­ций турбин, у которых опорные поверхности расположены на верхних половинах корпусов.

Технические требования к качеству механической обработ­ки указанных поверхностей имеют целью обеспечить: высокие аэродинамические показатели тракта для протекания рабрчей -среды; возможность свободного теплового расширения каждой части корпуса во всех направлениях без нарушения их соосно­сти; точное выполнение мест под установку и фиксацию деталей статора и ротора; необходимую плотность горизонтальных и вертикальных разъемов цилиндра; внутреннюю плотность по горизонтальным разъемам диафрагм "И обойм, а также по при­леганию диафрагм и обойм к расточкам цилиндров и др.

От характера и точности соблюдения технических требова­ний к обработке корпусов в значительной степени зависит на­дежность и экономичность турбины. Содержание основных тех­нических требований к обработке корпусов указывается ниже.

Все поверхности отливок корпусов, не подвергающиеся ме­ханической обработке на станках, должны быть очищены от окалины дробеструйным аппаратом или другими методами. По­верхности, омываемые паром или маслом, подлежат наиболее тщательной очистке от литейных неровностей и окалины, до металлического блеска. Все внутренние необрабатываемые по­верхности корпусов подшипников, омываемые маслом, после очистки необходимо покрывать маслостойкой краской.

Все плоскости горизонтальных и вертикальных разъемов обрабатываются шабрением, шлифованием, притиркой или лю­бой другой финишной операцией так, чтобы при сборке, без применения каких-либо прокладок на разъемах, была обеспече­на полная герметичность корпуса при номинальном давлении рабочей среды. Разъемы корпусов турбин высоких параметров пришабриваются по второму классу точности (12—17 пятен на площади 25 X 25 мм, с проверкой по слабо окрашенной плите); средних параметров — по третьему классу (7—11 пятен) и низ­ких параметров,— по четвертому классу (3—6 пятен). Провер­ка плоскости разъема контрольной плитой должна произво­диться у нижней части корпуса, как имеющей наибольшую протяженность; верхняя часть проверяется по нижней. Между сопрягаемыми плоскостями при затянутых болтах щуп толщи­ной 0,04 мм не должен проходить. У цилиндров части высокого давления, имеющие толстые фланцы, при свободном наложе­нии одной части на другую без затяжки болтами зазор в разъ­еме не должен превышать 0,05 мм.

Отверстия для установочных (фиксирующих) болтов или штифтов должны быть выполнены по второму классу точности и 7—8-му классам чистоты поверхности. Риски и задиры на по­верхностях отверстий не допускаются. Конусность и овальность допускаются в пределах половины поля допуска на обработку по второму классу точности. Чтобы предупредить задиры, меж­ду поверхностями установочных болтов (штифтов) и отверстий предусматривается зазор 0,01—0,02 мм, который обеспечивает­ся шлифовкой болтов по замерам с места. Эти детали должны вводиться и выводиться из соответствующих отверстий легкими ударами медного молотка.

Расточки всех соединяющихся по вертикальному разъему ча­стей Корпуса должны быть соосными, и их общая ось должна на­ходиться в плоскости горизонтального разъема корпуса. Не­совпадение общей оси расточки корпуса с плоскостью горизон­тального разъема допускается разными заводами в пределах от —0,1 до —0,25 мм. Конусность и овальность всех растачива­

емых поверхностей допускается в пределах половины поля до­пуска на диаметр. ' /

Отклонение от перпендикулярности торцовых плоскостей в расточенной части корпуса к оси расточки допускается не более

0. 08 мм на длине торца.

Непараллельность оси расточки корпуса относительно опор- , ных фундаментных поверхностей допускается не более 0,10 мм на длине опор. Непараллельность шпоночных пазов, располо­женных на опорных фундаментных .поверхностях корпусов подшипников относительно оси расточки, допускается не более

0. 05 мм на длине паза. '

Отверстия с резьбой, расположенные на ответственных фланцах (плоскостей горизонтального и вертикального разъ­емов, плоскостей сопряжения с паровыми коробками и пуско­выми клапанами и др.), должны быть выполнены с такой точ­ностью, чтобы шпильки завинчивались в них достаточно туго.

4. Типовые конструкции корпусов и технологические схемы их обработки

Существующие конструкции корпусов турбин имеют боль­шое разнообразие вследствие различия турбин по назначению (стационарные, судовые), виду энергоносителей (паровые, га­зовые), мощности и параметрам рабочей среды. Однако, не­смотря на внешнее различие, общим для корпусов турбин явля­ется наличие горизонтального разъема, разделяющего корпус на верхнюю и нижнюю половины. Это создает принципиальную - общность технологических процессов для всех корпусов турбин. Первой основной операцией механической обработки всех кор­пусов является обработка горизонтальных разъемов.

У большинства корпусов, а у корпусов турбин больших га­баритов обязательно, кроме горизонтального разъемй, имеют­ся и вертикальные разъемы. На рис. 137 и 138 показаны две ти­пичные конструкции корпусов паровых турбин: на рис. 137 — без вертикальных разъемов, на рис. 138—с вертикальными •разъемами. Второй корпус разделен на три части вертикальны­ми разъемами А и Б, что сделано с целью уменьшения веса от­ливок, улучшения технологии их изготовления и упрощения ме­ханической обработки. Эти части представляют собой техноло­гические узлы. Первый узел состоит из деталей 1 и 4; второй — из деталей 10 и 16; третий — из детали 11, 13 и 14. Обоймы так­же являются технологическими узлами и состоят каждая из двух частей: 2 и 3; 5 и 20; 6 и 19- 7 и 18; 8 и 17; 9 и 15.

„ Корпусы, аналогичные корпусу, показанному на рис. 138, в собранном виде почти никогда не обрабатываются. • Каждая из частей корпуса, т. е. соединенные детали

Ф615А

То же относится и к обоймам. Сборка деталей 12 и 13 и растачи­вание в них отверстий а и б также производятся отдельно от корпуса турбины. Для этого после растачивания отверстия диа­метром 300 мм деталь 13 с корпуса турбины снимается. Отсюда следует, что для сравнения технологических схем обработки рас­смотренных здесь конструкций корпусов надо принимать во вни­мание не весь корпус, а каждую из его частей (деталь в сборке 1 и 4; 10 и 16 или И, 13 и 14), представляющих собой самостоя­тельные типовые технологические узлы.

Наличие вертикальных разъемов, вызванное стремлением улучшить качество литья, облегчает и упрощает механическую

Для обработки различных конструкций корпусов паровы: турбин можно рекомендовать единый типовой технологически] маршрут (т. е. перечень основных этапов процесса их обработ ки). Работы, перечисленные в перечне как предварительной, та: н окончательной обработки, названы здесь этапами, так как мно гие из них состоят из нескольких самостоятельных операции

9. Контроль ОТК.

10. Разделка обнаруженных литейных дефектов ' под исправ­ление заваркой.

11. Исправление дефектов литья заваркой и наплавка метал­ла в местах с недостаточным припуском на чистовую обработку.

12. Термическая обработка для снятия внутренних напряже­ний после заварки и наплавки.

Этапы окончательной обработки корпусов

1. Очистка после термической обработки (обычно дробеструй­ная).

2. Обработка базовых поверхностей и плоскостей горизон­тальных разъемов.

3. Разметка под обработку отверстий на фланцах горизон­тальных разъемов.

.4. Сверление и нарезание отверстий на разъемах.

5. Сборка верхней и нижней половин под растачивание. ” _г

6. Разметка прд растачивание.

7. Растачивание.

8. Разметка под обработку всех мелких площадок и фланцев.

9. Фрезерование или строгание площадок и фланцев.

10. Разметка под сверление отверстий на площадках и флан­цах.

11. Сверление и нарезание отверстий.

Этапы 8, 9, 10 и 11 могут выполняться раздельно на верхней и нижней половинах корпусов, для чего после растачивания они должны быть разобраны.

12. Гидравлические испытания.

Особенности изготовления сварно-литых корпусов турбин высокого давления. Для изготовления сварно-литых корпусов (рис. 140) конструкторским бюро завода выпускается сборочный чертеж и комплект детальных чертежей. По детальным черте­жам производится отливка и механическая обработка деталей под сварку; по сборочному чертежу — сборка, сварка и оконча­тельная механическая обработка корпуса. Размеры в детальных чертежах указываются с учетом припусков на окончательную ме­ханическую обработку, выполняемую уже после сварки.

Предварительная механическая обработка верхней и нижней половин цилиндра под сварку ведется в соответствии с рассмот­ренным выше технологическим маршрутом.

Леред сваркой с корпусом паровые и сопловые коробки под­вергают гидравлическому испытанию. Это позволяет своевремен­но выявить и устранить литейные дефекты, так как осмотр и ис­правление сопловых коробок после сварки их с цилиндром весь­ма затруднительно или даже вообще невозможно выполнить. .

До сборки под сварку отливки корпуса тщательно осматри­вают. Все дефектные места (трещины, раковины и др.) отмеча­ют мелом, вырубают или высверливают до полного удаления по­

роков и травят. Если травление показывает удовлетворительное состояние поверхности разделки дефектного места, то его зава­ривают.

После исправления отливок заваркой обязательна термиче­ская обработка для снятия внутренних напряжений. Во избежа­ние повторения дорогого и довольно длительного процесса тер­мической обработки его обычно выполняют уже после сварки корпуса с сопловыми и паровыми коробками. Если дефекты об­наруживаются при окончательной механической обработке, а их заварка и последующая термическая обработка могут вызвать

В случае снижения температуры ниже 250° производят вторич­ный подогрев. После сварки корпус полностью укутывают асбес­товым полотном для медленного охлаждения в течение 12 ч.

Очистку сварных швов от брызг и шлака и контроль прово­дят после охлаждения. Контроль обычно производят наружным осмотром, однако по требованию ОТК может выполняться мест­ное сверление, вырубка зубилом и просвечивание рентгеном. Вырубленные мест? заполировываются и травятся. Их заварка

в-в . в

составляют патрубки подвода пара к внутреннему корпусу через наружный, которые обрабатываются после окончательной сборки внутреннего и наружного корпусов под растачивание.

После окончательной сборки корпусов, как показано на. рис. 142, б, но до приварки патрубков 4, через наружный корпус производят обработку отверстий в сопловых коробках внутрен­него корпуса. Такая обработка может быть ограничена только первым проходом резца (т. е. снятием первой стружки), чтобы получить базу, обеспечивающую возможность окончательной раздельной обработки отверстий после разборки корпусов в бо­лее удобных условиях. При большой серийности для такой обра­ботки целесообразно применять специальные кондукторы.

5. Выбор баз для обработки и измерений

При механической обработке корпусов одной из наиболее от­ветственных задач является правильное базирование корпуса на станке или в приспособлении. Во многих случаях точность обра-

. Очистка отливок. Отливки поставляются в механический цех без прибылей и литников, очищенными от формовочной земли, проконтролированными на отсутствие поверхностных литейных дефектов и термически обработанными. Все литейные дефекты должны быть исправлены поставщиком заваркой. Однако боль­шая ответственность за качество поставляемых турбин заставля­ет турбинные ^заводы производить у себя дополнительную очист­ку отливок и "повторный контроль качества. Как показывает практика, очистка, проведенная в литейных цехах, может счи­таться лишь предварительной.

Поэтому одной из первых операций предварительной обра­ботки чугунных и стальных отливок в механическом цехе явля­ется весьма тщательная окончательная очистка их от окалины как снаружи, так и внутри, особенно поверхностей, омываемых в работающей турбине паром или маслом. Очистка производится в дробеструйной камере с помощью дробеструйных аппаратов мелкими фракциями чугунного или стального песка. Установле­но, что лучшим материалом для дробеструйной очистки являет­ся не круглая дробь, а колотые стальные или чугунные куски мелкой фракции (размером 0,2—0,5 мм).

После дробеструйной очистки на поверхности отливки более ясно обозначаются мелкие литейные дефекты. Для более надеж­ного выявления дефектов необходимо до дробеструйной очистки все поверхности отливки обильно смазать керосином. Керосин легко проникает в мелкие трещины и поры; Благодаря этому по­сле обработки дробью на чистой поверхности отливки значитель­но облегчается выявление дефектов по керосиновым пятнам, об­разующимся возле дефектных мест. Целесообразно для такой же цели применять флуоресцирующие составы, легко проникающие в поры отливок.

В местах, не доступных для шлангов дробеструйного аппара­та, например в паровых и масляных каналах, очистка должна выполняться с особой тщательностью. Здесь применяются пнев­матические машинки, снабженные гибким валом с абразивным кругом, или пневматические зубила разных форм и длин. Обсле­дование плохо доступных мест производится с помощью метал­лического зеркала, закрепленного на длинной рукоятке.

Повышение надежности корпусов турбин. С применением в турбиностроении высоких параметров пара и газа возникла не­обходимость широкого использования жаропрочных сталей и сплавов, способных длительно работать при высоких температу­рах. В связи с этим в производстве корпусов турбин возникли новые задачи, вызванные появлением в жаропрочном литье де­фектов, которых не было в отливках из углеродистых сталей.

Наиболее опасными из выявленных дефектов жаропрочных отливок корпусов явились рыхлость и внутренние раковины, рас­положенные на различной глубине отливки и не обнаруживаемые при механической обработке. Оставаясь не обнаруженными, эти

дефекты существенно снижают надежность корпуса в процессе эксплуатации турбины. Характерными дефектами таких отливок являются также мелкие трещины, находящиеся на любой глуби­не залегания и на поверхностях отливок у радиусных переходов. Кроме того, в отливках из жаропрочных сталей наблюдается разброс твердости в различных местах заготовок. Наличие су­щественных дефектов в жаропрочных отливках поставило тур­бинные заводы перед необходимостью, с целью повышения на­дежности турбин, резко повысить требования к контролю их ка­чества.

В технологию предварительной механической обработки кор­пусов внесено много., дополнительных контрольных и механиче­ских операций, связанных с различными способами обнаружения и удаления дефектов литья. Основными способами повышенного контроля являются:

а) визуальный осмотр после дробеструйной обработки по­верхности отливок;

б) травление радиусных переходов, мест подвода питателей, плоскостей разъема и мест приварки сопловых и паровых коро­бок; радиусные переходы, подлежащие травлению, указываются на эскизе отливки, составленном заказчиком и согласованном с ■ поставщиком; перед травлением места контроля шлифуются до 7-го класса-чистоты;

в) ультразвуковая дефектоскопия (УЗД) плоскостей разъема и стенки цилиндра (на спинке) на полосе шириной 0,5 м; чистота обработки плоскостей разъема под УЗД должна устанавливаться практически сообразно применяемым приборам;

г) керосиновая проба по всем поверхностям за исключением • камер отбора пара; керосиновая проба и травление производят­ся до выполнения сварки корпуса и последующей термической, обработки, а также вторично после отпуска для снятия свароч­ных напряжений;

д) рентгенографнрование корпусов цилиндров, которое вы­полняется в необходимых случаях по требованию ОТК.

Нормы на приемку по каждому из видов испытаний устанав­ливаются техническими условиями и эталонами. Объем и методы повышенного контроля качества отливок могут уточняться по мере накопления опыта в производстве и эксплуатации.

Устранение дефектов стальных отливок производится как описано выше, т. е. заваркой с последующими термической обработкой и контролем.

Разметка под механическую обработку. Разметка имеет большое значение для обеспечения высокого качества обра­ботки корпусов и выполнения ими своего служебного назначения. При разметке решаются следующие основные задачи:

' а) устанавливаются связи, определяющие размеры и поворо­ты поверхностей, образующихся в процессе механической обра-

’ ботки, относительно поверхностей, остающихся необработан­ными;

б) проверяются размеры литого или сварого корпуса, опре­деляется наличие достаточных припусков на механическую об­работку.

При решении первой задачи необходимо иметь в виду двой­ную роль цилиндра, отводимую ему в работающей турбине. На­ряду с тем, что цилиндр играет роль базирующей детали турби­ны, он также представляет собой полость определенной формы для подвода, распределения и отвода рабочей среды. Внутрен­ние поверхности корпуса являются, таким образом, исполнитель­ными поверхностями. Для уменьшения потерь рабочей среды указанные поверхности профилируются по данным исследований аэродинамики потоков на моделях и должны иметь не только требуемую форму,- но и правильное расположение относительно оси цилиндра. Ввиду сложности формы они оставляются необра­ботанными, в то время как поверхности основных и вспомога­тельных баз обрабатываются.

Правильное расположение внутренних рабочих поверхностей относительно базовых определяете» разметкой под обработку плоскостей горизонтальных разъемов. На заготовке размечают оси и линии, определяющие положение необрабатываемых по­верхностей, от которых и производят разметку всех поверхно­стей, подлежащих обработке.

Вторая задача состоит в определении величины фактически имеющихся припусков. Оптимальная величина припуска на ме­ханическую обработку в зависимости от размеров детали долж­на находиться в пределах 4—10 мм на сторону. В тех отдельных местах, где припуск оказывается недостаточным или вовсе от­сутствует, наносят мелом или краской пометки с указанием тол­щины слоя и размеров поверхности для наплавки^- металла, с целью образования необходимого припуска.

Операция разметки корпусов должна выполняться квалифи­цированными разметчиками. Выполняется она обычными мето­дами с установкой корпуса в два положения: горизонтальное и вертикальное.

Типовые режимы резания для предварительной обработки корпусов приведены в табл. 20 и 21.

Весьма прогрессивным методом предварительной обработки корпусов цилиндров при серийном производстве турбин является растачивание их по половинам на специальном цилиндрорасточ­ном станке модели НР-6 (рис. 144).

На этом станке предварительно растачивают корпус с при­пуском 5 мм на сторону.

Перед Предварительной обработкой на плоскости разъема обеих половин корпуса размечаются контуры всех расточек по специальному шаблону. Половина корпуса устанавливается и крепится на специальном приспособлении к установочной Плите

Таблица 20

повышает производительность труда, снижая трудоемкость об­работки; обработка корпусов в горизонтальном положении улучшает их качество и обеспечивает более безопасные условия труда рабочего. Практика эксплуатации станка НР-6 показыва­ет, что при некоторой модернизации он может быть использован и для чистовой окончательной обработки цилиндров.

5. Окончательная механическая обработка корпусов

Окончательная, т. е. чистовая, механическая обработка кор­пусов производится обычно по разрабатываемым заранее техно­логическим схемам, в которых указываются порядок обработки, ррименяемые оборудование и режущие и измерительные инстру­менты. Ниже приводится описание наиболее ответственных из сложных операций окончательной обработки корпусов.

Чистовая обработка плоскостей разъема выполняется на продольно-строгальных, продольно-фрезерных или карусель­ных станках. Наиболее целесообразным видом чистовой обра­ботки является фрезерование на продольно-фрезерных станках двумя вертикальными шпинделями с применением фрезерных головок большого диаметра — до 800 мм и более. Такие головки обычно полностью охватывают всю обрабатываемую поверхность и фрезеруют ее за один проход; при этом не образуется уступов, которые неизбежны при обработке поверхности за несколько про­ходов. Для чистовой обработки плоскостей разъема применяют фрезы р широкой режущей кромкой, которые позволяют вести тонкое фрезерование, обеспечивая высокую чистоту обработки, соответствующую 6—7-му классам. Такая чистота может приве­сти к возможности отказа от последующей операции шабрения плоскостей разъема. При отсутствии фрезерных станков исполь­зуют горизонтально-расточные станки. Режимы резания для торцовых фрез и расточных головок приведены в табл. 22.

Таблица 24 Диаметры метчиков (в мм) для нарезания резьбы М170х4

Промежуточная сборка для растачивания. Сборка корпуса для растачивания включает в себя следующие операции: шабре­ние плоскостей фланцев вертикальных и горизонтальных разъ­емов корпуса; ввертывание шпилек; развертывание на фланцах отверстий для установочных болтов или штифтов; пригонку и по­становку установочных болтов или штифтов; соединение частей корпуса; маркировку крепежа.

Слесарной обработкой (шабрением) добиваются плотного при­легания плоскостей разъема, обеспечивая его паронепроница- емость без применения уплотняющих прокладок. Проверка плот­ности прилегания плоскостей производится по слабо окрашен­

Таблица 25 Точность шабрения различных плоскостей турбин

б) места расположения до­полнительных регулируемых опор под корпус и дополни­тельной опоры для борштанги;

в) места расположения за­жимов для корпуса, подшип­никовых стоек и стоек под де­таль;

г) способы установки бор­штанги и центровки шпинделя станка с ней;

д) методы проверки уста­новки корпуса относительно борштанги.

Перед установкой корпуса необходимо нанести мелом раз- метку установки всех опорных стоек относительно станка. На рис. 154 приведен план распо­ложения оснастки для раста­чивания корпуса турбины типа ВКТ-100.

Выверка борштанги произ­водится с помощью индикато­ра (рис. 155, а). При этом тре­буется, чтобы длина пути I бы­ла максимально возможной, но не меньшей 500 мм. При про­верке положения борштанги относительно вертикальной плоскости необходимо учиты­вать прогиб борштанги под действием собственного веса. Он определяется с помощью прецизионных уровней «Геоло­горазведка» или уровней с со­общающимися сосудами (рис. 155, б), установленными на борштангу. При помощи сооб­щающихся сосудов определяют как горизонтальность положе­ния борштанги, так и отсутст­вие в ней прогибов. Для уста­новки сосудов на проверяемую борштангу в контролируемых точках помещают специальные призмы, закрепляемые хому­том (разрез АА). Горизонталь-

ность положения призмы в поперечном направлении проверяет-' ся с • помощью обычного уровня.

Перемещение борштанги в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно шпинделя станка производится за счет перемещения подшипниковых стоек или регулировки положения вкладышей. Подшипниковые стойки 3 и 12 (см. рис. 154) в гори­зонтальном направлении перемещаются при помощи винтовых упоров 2, а в вертикальном направлении — клиновыми домкра-

крепляют на станке, чтобы предупредить появление упругих де­формаций, и обязательно добиваются полного совпадения оси расточки корпуса с осью борштанги и плоскости горизонтально­го разъема корпуса с осью борштанги (или с осью расточки).

Выверку положения корпуса относительно борштанги начи­нают с обеспечения совмещения плоскости горизонтального разъема корпуса с осью борштанги. Корпус при этом должен лежать свободно только на трех опорах А.

новке вспомогательных опор следует пользоваться индикатора­ми, располагая их на плите станка.

Для правильного процесса растачивания корпуса необхо­димо также разрабатывать специальные технологические схемы. В этих схемах указывают места расточек и их размеры и дают перечни необходимых режущих и измерительных инстру­ментов с указанием мест их применения и методов измерения. Наличие технологических схем повышает производительность труда, так как сокращает время на подбор требуемого инстру­мента.

настройку резца для подрезки внутреннего торца диаметром 600 мм, принимая за изме’рительную базу наружный уже обра­ботанный торец Л.

После повторной установки верхней части корпуса на место этот торец обтачивают одновременно в обеих частях на размер 362^_и>1. Затем верхнюю часть корпуса снова снимают и резец н-астраивают для точения внутреннего торца диаметром 735 мм, принимая за измерительную базу торец диаметром 600 мм. После новой установки верхней части на свое место точат и этот торец. Затем от торца диаметром 735 мм обрабатывают торец диаметром 705 мм на размер 343_о,г и растачивают отверстие диаметром 615А.

Для обработки наружного торца и торцовой выточки на борштангу устанавливают расточной суппорт, посредством кото­рого подрезают торец и уступ. После этого суппорт устанавли* вают внутри корпуса для точения пазов /, II, III, IV и V. Внача­ле в нижней части корпуса обрабатывают правый торец паза /, после чего резец отводят внутрь корпуса. Затем соединяют верхнюю часть корпуса с нижней и производят обработку того же торца паза / в верхней части при ранее настроенном резце. Удалив снова верхнюю часть корпуса, точат окончательно все поверхности паза I в нижней части. Соответствующие поверх-, ности паза I в верхней части обрабатывают отдельно.

Правый торец паза II в нижней части обрабатывают, отведя резец в сторону. Не сбивая его в осевом направлении, наклады­вают верхнюю часть на нижнюю, обрабатывают тот же торец паза II в верхней части. После этого снова снимают верхнюю часть корпуса и производят растачивание остальных поверх­ностей паза II в нижней части, а соответствующие поверхности паза II в верхней части точат при установке отдельно. Пазы- III, IV и V обрабатывают также, как и пазы / и II. При отдельной обработке пазов в верхней части (без установки ее на нижнюю) за измерительные базы принимаются правы^ торцы, обработан­ные при соединении обеих частей корпуса.

При наличии второго комплекта оборудования растачивание верхней чаети корпуса производят параллельно с обработкой нижней части. В противном случае обработку ведут последова­тельно на одном и том же станке. Для установки и крепления верхней части требуются другие стойки и установочные приспо­собления, так как по конфигурации наружных установочных баз верхняя и нижняя части корпуса являются различными.

Нижняя часть корпуса остается на месте и с этой же уста­новки производится растачивание Т-образных канавок лаби­ринтных уплотнений. Обработка канавок производится при помощи механизированных резцедержателей, встроенных в бор­штангу. Расточной суппорт снимается.

Точение Т-образных канавок, находящихся в двух концевых отверстиях корпуса, ведется последовательно. При этом приме-—

няют специальные резцы и шаблоны, указанные в технологиче­ской схеме. Измерительными базами при точении боковых сторон Т-образных канавок служат обработанные наружные торцы концевых отверстий. Чтобы облегчить замер диаметра канавки, на плоскость разъема у канавки устанавливают и за­крепляют брусок прямоугольного сечения. При обработке паз протачивается и в бруске, вследствие чего длина дуги канавки несколько увеличивается, что позволяет произвести измерение диаметра в этом месте обычным способом.

Типовые режимы резания, применяемые при чистовом раста­чивании корпусов, приведены в табл. 26.

Т а б л и ц а 26

Типовые режимы при чистовом растачивании корпусов на расточных станках

Растачивание керпусов по кондуктору также имеет некото­рые недостатки. Так как верхняя и нижняя половины корпуса обрабатываются раздельно, то при некоторых неточностях в установке кондукторов и обработки могут появиться несовпаде­ния расточек; при раздельной обработке половин корпуса тур­бины резец работает с ударами; кроме этого, требуется допол­нительная сложная установка верхней части корпуса на расточ­ном стенде.

Чтобы избежать указанных затруднений, целесообразно верхнюю часть корпуса обрабатывать на карусельном станке.

5. Растачивание корпусов на токарно-карусельных станках

Растачивание корпусов в собранном виде имеет бчльшие преимущества перед раздельной обработкой их половин как с точки зрения качества обработки, так и с точки зрения Суще­ственного повышения производительности труда. При раздель­ной обработке очень трудно избежать образования уступов в расточках верхней и нижней половин цилиндра под обоймы и диафрагмы и таким образом обеспечить внутреннюю плотность собранной проточной части. Однако растачивание закрытых цилиндров в собранном виде можно рекомендовать лишь при наличии достаточно крупных патрубков входа и выхода пара, обеспечивающих свободный доступ внутрь цилиндра в процессе обработки, для осмотра обработанных поверхностей и производ­ства замеров.

Конструкция корпусов турбин, подобных показанному на рис. 137, позволяет производить растачивание как на рас­точном, так и на карусельном станках. Целесообразность при­менения того или иного вида обработки в конкретном случае определяется исходя из габаритов детали, особенности ее кон­струкции и жесткости, наличия оборудования и его загрузки, точности имеющихся станков и с учетом экономичности различ­ных процессов. Последняя определится из трудоемкости обработки и затрат на специальную оснастку. При этом следует учесть, что оснастка для карусельных станков в большинстве случаев оказывается более' экономичной, чем для рас­точных.

Однако важнейшим критерием при выборе наиболее рацио­нального вида обработки должно быть качество изготовления детали. Следует иметь в виду, что экономия в производстве, получаемая за счет некоторых уступок в качестве детали, обыч­но выражается в рублях, а потери в эксплуатации турбин за счет снижения их качества — в тысячах и сотнях тусяч рублей. Кроме того, совершенно невозможно подсчитать те огромные потери, которые образуются в различных отраслях народного хозяйства при нарушении работы турбин, обеспечивающих их энергией.

Пря установке корпуса турбины для растачивания на кару­сельном станке необходимо, чтобы:

а) плоскость горизонтального разъема корпуса совпадала с осью вращения планшайбы или, что то же самое, с осью будущей расточки по всей высоте детали, т. е. необходимо, чтобы не было перекоса;

б) центр окружности (круговой риски), нанесенной при разметке на торце детали, совпадал с осью вращения план­шайбы (выверка в плоскости, перпендикулярной к плоскости разъема);

.в) боковые поверхности шпоночных пазов А (см. рис. 137) в лапах цилиндров и в опорах на фундаментные рамы были строго горизонтальны и перпендикулярны оси расточки, в соот­ветствии с техническими требованиями;

г) крепление детали обеспечивало неизменность ее положе­ния во время обработки и достаточную жесткость, не допускаю­щую образования вибраций.

На рис. 160, а показана схема установки верхней половины корпуса 1, а на рис. 160,6 — собранного корпуса для растачи­вания на карусельном станке. Основной частью установки является угольник 10 с цапфой 11, размер которой Д соответ­ствует диаметру установочного отверстия 14, расположенного в центре планшайбы станка. Установочная плоскость угольни­ка В (рис. 160, д) перпендикулярна поверхности планшайбы и совмещена с ее осью. Угольник 10 крепится к планшайбе. Со­бранный цилиндр лапами 13 нижней половины 2 располагают на клиновые домкраты 12, подобно тому, как. показано на виде А для установки верхней половины, и плотно прижимается к уголь­нику 10 планками 17.

Плотное прилегание нижних лап к угольнику обеспечивает совпадение оси расточки с плоскостью разъема в нижней части установленной детали. Совмещение оси цилиндра с осью план­шайбы в плоскости, перпендикулярной к плоскости разъема осуществляется путем перемещения цилиндра вдоль угольни­ка 10 с помощью кулачков 5 до совпадения осевой линии, раз­меченной на цилиндре, с осевой линией цапфы 11, размеченной на угольнике 10.

Перпендикулярность оси обрабатываемого корпуса относи­тельно плоскости планшайбы обеспечивается угольником с цапфой 6. Этот угольник крепится к лапам нижней половины корпуса 2 или к технологическим приливам, обработанным заодно с плоскостью горизонтального разъема. В поперечном направлении ось цагпфы совмещается с осью цилиндра - по разметке.

Выверка положения верхней части цилиндра производится по индикатору, укрепленному в резцедержателе, методом обыч­ной проверки на биение. Наклон цилиндра изменяют соответ­ственно показаниям индикатора с помощью клиновых домкра­тов 12 (в плоскости горизонтального разъема корпуса) и трубчатых домкратов 3 и упоров 4 (в плоскости, перпендику­лярной к плоскости разъема корпуса). Биение цилиндра в верх­ней части, определяемое по индикатору, не должно быть более 0,03 мм. После выверки и окончательного закрепления обраба­тываемого цилиндра его положение снова тщательно контроли­руется с помощью индикатора, чтобы не допустить нарушения точности установки.

Для центровки разъема по оси расточки, вместо угольни­ков 10 с цапфой, соответствующей установочному отверстию

Рис. 160. Корпус цилиндра, установленный на карусельном станке:

в планшайбе, применяют также угольники с цапфой, укреплен­ной на угольнике, как показано на рис. 160, в. При такой кон­струкции угольника может быть достигнута еще более высокая точность установки, со смещением не более 0,03 мм. По дости­жении указанной точности угольник закрепляют на планшайбе и фиксируют коническими штифтами, после чего производят контрольную проверку установки. Преимущество данной кон­струкции угольника заключается в том, что его устройство не зависит от диаметра установочного отверстия в плангйайбе станка.

. Вместо угольников применяют также пластины, показанные на рис. 160, г с центрирующими цапфами 16. Высокая точность совпадения контрольных поверхностей линеек 15 с диаметраль­ной плоскостью цапфы обеспечивается за счет технологичной конструкции пластин, допускающей возможность изменения тол­щины линеек шлифованием, их по замерам при сборке.

Метод раздельного растачивания половин корпусов турбин (рис. 160, а) обеспечивает более легкий доступ в зону обработ­ки и дает возможность быстрее производить необходимые замеры. Для раздельной установки половин корпусов могут применяться угольники 7, положение которых также опреде­ляется с помощью угольника 10 или пластин, показанных на рис. 160, г. • Крепление обрабатываемой детали к угольникам осуществляется планками 8, а центрирование и закрепление их — винтовыми упорами 9.

Применение- угольников 10 обеспечивает сравнительно быструю и точную установку половин корпусов на станке. Плоскости угольников должны точно совпадать с осью план­шайбы. Применяемые при раздельной обработке половин крупных корпусов угольники 7 должны быть достаточно мас­сивными и тяжелыми. В противном случае под действием веса обрабатываемой детали и возникающих в процессе работы станка центробежных сил угольники будут деформироваться, а следовательно, и нарушится точность установки детали.

Чистовое растачивание цилиндров должно обеспечить точное соблюдение осевых размеров, допуск на которые колеб­лется от 0,05 до 0,1 мм. Выполнение этой операции осложняется тем, что замеры нужно производить на значительной глубине (более 1500 мм) штихмасом между линейкой, заложенной в паз, й базовой плоскостью. При этом рабочий должен каждый раз останавливать станок и проникать внутрь детали. Это неудобно и утомительно, а постоянное нахождение рабочего внутри цилиндра при обработке не может быть допущено по условиям техники безопасности труда.

С цейью облегчения работы на станке устанавливают индикаторные уиоры (рис. 161). Нижний неподвижный упор 5 укрепляют на суппорте станка 4. Верхний подвижной упор 3 перемещают по пазу планки 1, прикрепленной к ползуну суп- 284

порта 11, и закрепляют в определенном положении. После установки индикатора на нуль верхний: упор перемещают вместе с резцом 7, закрепленным в резцедержателе 10. Ножка верхнего упора соединена с индикатором 2, который при нажиме на штих- мас показывает величину отклонения. Штихмас устанавливают по оси 6 и закрепляют в специальной призме между упорами.

Настройку упоров на нуль производят следующим образом.

После обработки верхнего торца корпуса 8 по разметке, не сбивая резца 7, устанавливают разрыв между упорами на величину А по штихмасу за счет соответствую- щего перемещения верхнего упо- ра. В данном случае этот размер соответствует размеру до устано- вочной базы I. Обработку торцов пазов производят последователь- но сверху вниз в порядке, указан- ном цифрой при букве А, при со- ответствующей смене штихмасов.

Последнюю проточку проверяют соприкасанием упоров; в этом случае А = 0. Затем, не сбивая резца, передвигают верхний упор по штихмасу до размера, соответ- ствующего установочной базе II, и таким же способом, как описа- но выше, растачивают последую- щие выточки по размерам Б.

Чтобы перейти к обработке ^Рис- ¹⁶¹- ^Схема растачивания па-

Г, ₇ . зов цилиндра на карусельном стан-

верхних торцов пазов, резец 7 ус- _{ке по} индикаторным упорам танавливают по переходному

шаблону 9 таким образом, чтобы кромка резца касалась верхней стороны паза шаблона; при этом положении настраивают ин^ дикаторн'ые упоры на нуль. Так как все пазы имеют одинако­вую ширину, штихмасы остаются теми же, смещается только ну­левая точка'настройки паза. Схема растачивания показывает по­рядок применения шаблонов.

рине 9000 мм и па высоте около 6000 мм. Изготовляемые из стальных листов, эти части не являются достаточно жесткими и могут деформироваться как под влиянием- собственного веса, так и от действия внешних сил, например при закреплении на станках под обработку. Упругие деформации, допущенные при установке, вызывают искривление общей линии оси расточки ■после открепления детали и снятия ее с расточного станка. Это искривление обнаруживается на сборке в виде несоосности

Корпусы газовых турбин и осевых компрессоров, также свариваемые из листовой стали,— представляют собой еще ме­нее жесткие детали. Для их обработки приходится изготовлять особые приспособления или применять специальные жесткие каркасы — спутники. Будучи закрепленной в таком спутнике, деталь проходит все виды обработки и освобождается из него только после.полного окончания всех процессов обработки.

операций — обработку плоскостей разъема, сверление отверстий на разъеме, растачивание их и нарезание резьбы. Совмещение нескольких трудоемких операций при значительном сокращении вспомогательного времени на установки и переустановки обра- батываёмых деталей дает значительное сокращение трудоемко­сти и цикла производства турбин.

5. Гидравлические испытания корпусов турбин

Корпус турбины в процессе ее работы находится под непре­рывным воздействием высоких температур и давлений пара. Гидравлические испытания предназначены для проверки проч­ности и плотности стенок корпусов турбин, а также плотности сопряжения их частей по горизонтальным и вертикальным разъемам.

Гидростатическое давление при испытании должно быть в 1,5—2 раза выше рабочего давления пара. Этим компенсируется разность температурных условий в работающей турбине и при гидроиспытании. Отливки подвергаются испытанию, как прави­ло, только один раз — после окончательной механической обработки, но иногда (при плохом качестве литья) и дважды: первый раз — после предварительной и второй — после оконча­тельной механической обработки.

Гидравлическое испытание после предварительной обработ­ки предназначено для заблаговременного выявления дефектов отливки и исправления их заваркой. Это особо важно при крупных: дефектах, когда требуется наплавка большого количе­ства металла и последующая термическая обработка для снятия внутренних напряжений. Мелкие дефекты, вскрывающиеся при окончательной обработке, могут быть исправлены заваркой .без последующей термической обработки.

При гидравлическом испытании все отверстия в корпусе плотно закрываются заглушками. Между сопрягаемыми плос­костями заглушек и корпуса прокладывают, в зависимости от величины давления при испытании, плотный картон, резину или другой прокладочный материал. Иногда в стыках, при больших габаритных размерах уплотняемых фланцев и небольших давлениях испытания, прокладочным материалом может слу­жить асбестовый или набивочный сальниковый шнур диаметром 10—25 мм, пропитанный смесью графита с маслом. У разъёмных деталей, где проверяется плотность мест сопряжения, установка прокладок не допускается (например, на горизонтальных и вертикальных разъемах корпуса турбины при окончательном гидравлическом испытании).

Время, необходимое для осмотра детали при гидравлическом испытании, устанавливается не более 30 мин. Все места, в кото­рых обнаруживается течь или просачивание отдельных капель воды, помечают краской.

Исправление дефектных мест в стенках стальных отливок производится электросваркой. Применение ввертышей с после­дующей их расчеканкой менее надежно, поэтому в отдельных случаях это допускается, но, как правило, не рекомендуется. Подчеканка стенки в местах просачивания воды на стальных и чугунных отливах не разрешается, так как действие расчеканки распространяется на незначительную глубину стенки, и при работе турбины вновь образуется неплотность.

На рис. 164 приведены профили канавок на заглушках для уплотнительной резины и основные размеры канавок, установ- ленные опытным путем.

Для уплотнения торцовых плоскостей отверстий, когда имеют- ся шпильки или болты, которые удобно использовать для креп- ления заглушек, применяют заглушки с самоуплотняющим

резиновым замком (рис. 165). В этом случае не требуется производить сильной затяжки заглушки. Замок позволяет надежно испытывать деталь даже в том случае, • когда под влиянием давления на заглуш- ку между нею и деталью возни- кает зазор до 0,5—1 мм, в за- висимости от диаметра резино- вого шнура.

Рис. 166 дает представление

о конструкции заглушек для деталей, имеющих внутренний бурт. Здесь заглушка закрепляет­ся силой Р внутреннего давления. Сила Р воспринимается бур­том заглушки, опирающимся на бурт испытуемой детали.

При эксплуатации турбины давление пара вдоль корпуса неодинаковое и постепенно понижается от места впуска пара к его выходу. Поэтому нет надобности, да й нельзя, испытывать весь корпус на одинаковое высокое давление. Обычно корпус по длине разделяется заглушками на ряд отдельных полостей (камер), которые испытываются на различные давления. При

В процессе выполнения гидравлических испытаний необхо­димо тщательно соблюдать все особые требования техники безопасности при работе с сосудами, находящимися под давле­нием, на что имеются специальные инструкции, утверждаемые Г осгортехнадзором. '

рые обрабатывают при окончательном растачивании отверстия дюсле подгонки по месту наружных посадочных поверхностей вкладыша. Эти выточки расположены концентрично отверстию и являются контрольными.

А-А

В конструкциях вкладышей, несмотря на их внешнее разли­чие, имеется много однотипных элементов, порождающих общность тёхнологических задач при их обработке.

Рассмотрим, в качестве примера, типовой технологический процесс обработки вкладыша, показанного-на рис. 169. Вклады­ши отливаются из чугуна СЧ 21-40, стали 25Л или из бронзы — в зависимости от условий работы (например, из бронзы изго­товляются вкладыши подшипнике» судовых турбин). Наиболее целесообразным видом заготовок является литье из двух половин, но применяются также и кованые заготовки. На меха­ническую обработку заготовки поступают термически обрабо­танными. -

Этапы обработки вкладыша в порядке их выполнения приведены ниже.

1. Обрубка и тщательная очистка литья в дробеструйных камерах.,

2. Строгание или скоростное фрезерование разъемов верхней и нижней половин.

3. Припиловка разъемов и сборка двух половин в хомут для. точения.

4. Предварительная обработка снаружи и по торцам с при­пуском по 5 мм на сторону. Отверстие растачивается по наи­меньшему диаметру с припуском 10 мм на сторону.

5. и 6. Разметка и предварительное сверление отверстий в разъемах. В верхней половине отверстия под контрольные болты сверлятся с припуском 4 мм на диаметр. Обе половины стягивают хомутом и через отверстия в верхней половине обрабатывают отверстия в нижней половине (после выполнения этапа 17).

7. Фрезерование выемок радиусом Я в обеих половинах для головок болтов. Высоту выемок выдерживает от плоскостей разъемов.

8. Рассверливание отверстий, имеющих свободный размер, в плоскости разъемах обеих половин.

9. Припиловка разъемов обеих половин и сборка их на болты.

10. Окончательная обработка под заливку баббитом и пред­варительная обработка снаружи с припуском 3 мм на сторону.

11. й 12. Разметка и долбление пазов для подушек с припус­ком 0,2 мм на сторону.

13. и 14. Разметка и сверление отверстия для подвода масла в нижней половине.

15. Заливка баббитом раздельно по половинам. Места, под­лежащие заливке, ограничиваются по торцам вкладыша полукольцами, соединенными между собой центральными бол­тами. Для получения требуемой толщины слоя баббита, между полукольцами зажимают на одинаковом расстоянии от стенок вкладыша лист железа, выгнутый по цилиндру.

15. Строгание или фрезерование плоскостей разъема и установочных площадок. Пригонка пазов по подушкам и шабре- ние оснований пазов и подушек. Клеймение номеров пазов и по- душек. -Плоскости разъемов тщательно шабрятся; допускает- ся зазор не свыше 0,05 мм. Такая пригонка вызвана необходи- мостью устранения протечки масла наружу через стыки половин

вкладышей. Пригонка осу- ществляется с зазором не „свы- ше 0,03 мм.

15. Разметка отверстий в пазах по отверстиям-подушек.

16. Сверление отверстий в пазах для крепления подушек; сверление и развертывание от- верстий под контрольные бол- ты в плоскостях разъема. Обе половины собирают на болты.

Вначале сверлят и разверты- вают два диаметрально проти- воположных отверстия, уста- навливают в них контрольные болты и затем сверлят и раз- вертывают остальные отвёр-

' стия.

15. Нарезание отверстий для крепления подушек, уста- новка подушек и контрольных болтов. Подушки устанавлива- ют согласно клеймению. Под каждую подушку подкладыва- ют по две прокладки толщиной 2 мм.

16. Окончательное растачи- вание отверстий и обтачивание вкладышей снаружи. Подрезка торцов согласовывается с дан- ными паспорта растачивания

под заливку. Такая увязка необходима для Обеспечения опреде- ленной толщины слоя баббита в торцовой плоскости.

15. Разборка вкладыша на две половины.

16. Растачивание в верхней половине выемки В.

23 и 24. Разметка всех отверстий на торцовых поверхностях, на разъемах и под разделку масляных карманов; сверление отверстий.

25 и 26. Фрезерование канавок и масляных карманов; на­резание отверстий и разделка масляных карманов.

27. Контроль ОТК.

На рис. 170 изображен комбинированный самоустанавливаю-

щийся вкладыш переднего опорно-упорного подшипника в сборе с обоймой. Заготовка для вкладыша отливается из двух поло­вин. Материал заготовки — серый чугун марки СЧ 32-52 или сталь ЗОЛ. Обработка этого вкладыша, имеющего шаровую наружную поверхность, аналогична обработке вкладыша с ци­линдрической поверхностью. Рассмотрим только те операции, которые различны вследствие конструктивных особенностей этих типов вкладышей.

При обточке вкладыша под заливку отверстие обрабатывает­ся окончательно — торцы р припуском 5 мм на сторону, а да­ровая сфера с припуском 2 мм на сторону. Обработка произво­дится на токарном или карусельном станке при использовании копира. При внедрении шлифования шаровых" поверхностей отпадает необходимость в достижении высокой точности шаро­вых поверхностей после точения. Для последующего шлифова­ния оставляют припуск 0,15—0,25 мм на сторону. Большие припуски оставлять не следует, так как это увеличило бы тру­доемкость шлифования.

Проверка диаметра шара производится микрометром по трем направлениям: посередине обработанного участка сферы и двум крайним точкам.

2. Вкладыши гребенчатых и сегментных упорных подшипников

Упорные подшипники воспринимают осевое давление ротора и не допускают его перемещений в осевом направлении.

Наиболее распространенными -в турбиностроении типами упорных подшипников являются гребенчатые вкладыши и сег­менты Мичелла, однако в отечественных турбинах гребенчатые вкладыши не применяются. Подшипники Мичелла имеют боль­шое применение в современных крупных турбинах. Основной принцип их действия заключается в разделении опорной поверхности на ряд сегментов с целью получения клинообразных масляных слоев.

Изображенный на рис. 170 комбинированный опорно­упорный подшипник является типичным представителем сег­ментных подшипников системы Мичелла. Установочные 2 и рабочие 4 колодки называются также сегментами. Они распо­ложены по обеим сторонам упорного гребня и воспринимают двусторонние осевые усилия.' Рабочие поверхности сегментов залиты баббитом. Входные кромки сегментов закруглены во избежание нарушения масляного слоя. Толщина слоя баббита в сегментах должна быть меньше минимального осевого зазора. Ниже приводится технология обработки сегмента упорного подшипника этого типа (рис. 171).

Сегменты имеют ряд царавок в сечении, имеющим вид лас­точкина хвоста* что обёсйеЧЙВЙёт лучшее крепление слоя бабби­

та. Канавки 1 расположены в определенном интервале друг от друга по окружности, а канавки 2 расположены в радиальном направлении. При обработке плоскостей 3 и 4 непараллельность допускается в пределах 0,02 мм, а разница в толщине колодок одного комплекта по размеру 70+⁰-²⁵ мм не должна превышать

0. 01 мм. Заготовка для колодки берется в виде кольца. Мате­риал— латунь марки ЛМцА 57-3-1 и'баббит Б83.

обработке. Кольцо переставляют в кулачках обработанной торцовой плоскостью вниз; установку проверяют индикатором по наружному диаметру и по обработанному пояску (10 мм) торцовой плоскости со стороны канавок. Обрабатывают верхний торец, строго выдерживая аксиальные размеры 25_о,и и 67+о]25. и по окружности прорезают канавки 1. Канавки сначала проре­зают прямыми прорезными резцами, а затем резцами по форме ласточкина хвоста. Работа ведется на карусельном станке.

3. Разметка радиальных пазов 2 и мест разрезки на сег­менты. На торцовой плоскости, не подлежащей заливке, наносят риски для окончательного строгания боковых сторон под углом 45°. Контур размечают по шаблону.

4. Строгание пазов 2 под заливку и разрезка кольца на две половины. Работа ведется на продольно-строгальном станке. Если пазы 2 не сквозные, то их фрезеруют после разрезки коль­ца на сегменты.

5. Разрезка на долбежном станке полуколец на сегменты и обработка их по контуру. При малых габаритах колец опера- цри 4 и 5 выполняют на горизонтально-фрезерном станке. Обработку по контуру выполняют в последующих операциях или по разметке на вертикально-фрезерном станке или на гори- зонтально-фрезерном профильной фрезой.

6. -Разметка скосов 5 со'стороны торцовой плоскости, не заливаемой баббитом, и отверстий для крепления рымов.

7. Фрезерование уступов по размеру 17 мм.

8. Строгание скосов 5 на продольно-строгальном станке. При этом сегменты устанавливают в один ряд и производят одновременно снятие скоса по шаблону.

9. Сверление и нарезание резьбы в отверстиях для крепле­ния рымов и опиливание острых кромок.

10. Заливка сегментов баббитом. Перед заливкой поверх­ность сегментов тщательно зачищают и производят лужение мест, подлежащих заливке. Сегмент устанавливают в формочку, изготовленную из листового железа по его контуру. 3 местах прилегания формочки к сегменту прокладывают листовой асбест для устранения утечек баббита. Сегмент нагревают до темпера­туры 200—250° С и заливают баббитом с припуском 4—6 мм.

11. Обработка плоскости, залитой баббитом. Во время точения аксиальный размер выдерживают с допуском 28+оОбработку ведут на карусельном станке, установив несколько сегментов по окружности планшайбы станка. Креп­ление производят планками, прижимающими сегменты к план­шайбе за уступы размером 17 мм. Одна планка прижимает одновременно два уступа двух соседних сегментов. Обработку ведут в две установки: сначала протачивают баббит, выдержи­вая размер 28, а затем зачищают опорную плоскость 4 в раз­мер 70+⁰-²⁵.

12 и 13. Разметка и фрезерование выемок 6 и 7 в плоскости, не залитйй баббитом.

14. Шабрение плоскости, залитой баббитом. При этом выдерживают размер 28^-0'¹⁴. Толщину сегментов проверяют индикатором, установленным на плите. Разность толщин в ком­плекте колодок не должна превышать 0,01 мм. Баббит проверяют на прочность приставания к телу колодки, например с помощью кероСина. При отставании баббита от поверхности основного металла сегментов керосин появляется в образующихся щелях.

3. Заливка вкладышей баббитом

Заливка вкладышей баббитом — весьма ответственная опе­рация, требующая точного соблюдения технологических режи­мов. При несоблюдении правил заливки наблюдаются случаи отставания баббита от тела вкла'дыШа; появления трещин, раковин и других дефектов, в результате чего вкладыш стано­вится непригодным для эксплуатации. Заливке предшествуют обезжиривание, травление и лужение.

Процесс обезжиривания проводится для удаления масла и керосина. После механической обработки вкладыш погружают на 15—20 мин в ванну с 10—15%-ным раствором каустической соды, нагретым до 80—90° С. После этого его счищают стальной щеткой и промывают в горячей проточной воде для удаления грязи и щелочи. Если вкладыш имеет необрабатываемый поверхности, то он предварительно очищается в пескоструйной камере. Далее вкладыш промывают и подвергают травлению.

Лужение обеспечивает лучшее соединение баббита с поверх­ностью вкладыша. Процесс лужения может быть осуществлен двояким способом: погружением всего вкладыша в ванну с рас­плавленным сплавом (50% олова и 50% свинца), или смазыва­нием паяльником тех поверхностей, на которые будет наплавляться баббит.

Вкладыши диаметром 150—400 мм рекомендуется заливать центробежным способом. Вкладыши диаметром до 150 и свыше 400 мм необходимо заливать вручную, по отдельности каждую половину. Заливка вкладышей ручным способом производится при помощи приспособления (рис. 172). К торцам полуцилиндра прижимают полукруглые листы. Один лист при помощи планки опирается на торцовые плоскости вкладыша. Оба приставных листа прижимают к торцовым плоскостям вкладыша стяжным винтом. Полуцилиндр является стержнем при заливке и опреде­ляет толщину слоя баббита.

Припуски на механическую обработку вкладышей и рабочих колодок (сегментов Мичелла) надо оставлять наименьшими. Практически достижимыми можно считать припуски 2—5 мм на сторону, в зависимости от размеров вкладышей.

Качество баббита тем лучше, чем меньше он находится в расплавленном состоянии. Плавку баббита производят в электропечи. Температура баббита перед заливкой должна быть в пределах 300—.400° С. Нагрев контролируется пиромет­ром. Поверхность расплавленного' баббита защищают от окис­ления, посыпая ее измельченным сухим древесным углем, который должен быть просеян и очищен от пыли. Окислы, попадая в сплав, вызывают растрескивание баббита и отстава­ние его от вкладыша. Перед заливкой вкладыш подогревают,

5. Разметка для долбления пазов под установочные подуш­ки, разметка на разъеме верхней половины двух отверстий диаметром 22 мм й двух отверстий диаметром 25А.

6. Долбление пазов под установочные подушки с припуском

0. 3 мм на сторону.

7. Сверление в верхней половине отверстий, размеченных на разъеме. При этом отверстия диаметром 25А под контрольные болты сверлят предварительно. Затем обе половины собирают вместе, после чего отверстия в нижней половине сверлят через ранее высверленные отверстия верхней половины.

при помощи индикатора. Шаровую поверхность обрабатывают с припуском 0,3—0,5 мм на диаметр.

13. и 15. Разметка и сверление остальных отверстий.

16. Шлифование сферической поверхности. Шлифование осуществляется специальным приспособлением (рис. 174) на токарном станке при частоте вращения изделия 3—4 об/мин. Приспособление применяется для шлифования внутренних и наружных сферических поверхностей.

окружных штрихов. Шпиндель шлифовального приспособления вращается с частотой 1500 об/мин.

Обработку обоймы и вкладышей необходимо вести в такой последовательности: в первую очередь обрабатывают сфериче­скую поверхность обоймы с допуском ±0,2 мм, затем проверяют микрометрическим штихмасом фактический диаметр сфериче­ской поверхности обоймы. После этого шлифуют сферическую поверхность вкладыша по размеру обоймы с допуском 0,04 мм. Плотность прилегания сферических поверхностей обоймы и вкладыша проверяют щупом и по краске. Г1рн такой обработке достигается чистота поверхности 7-го класса.

В шлифовальном приспособлении одним и тем же кругом можно шлифовать внутренние и наружные шаровые поверхно­сти различных диаметров, изменяя лишь расстояния от центра шара до шлифовального круга. В связи с.тем, что шлифование шарового участка изделия осуществляется по всей его ширине, диаметр шлифовального круга выбирают либо немного большим ширины обрабатываемого участка, либо меньшим -диаметра шаровой поверхности изделия. Шлифовальное приспособление может быть применено для шаровых поверхностей диаметром 500—600 мм и шириной 300 мм.

Установка приспособления по центру сферы изделия осуществляется при помощи индикатора, расположённого , на подвижном суппорте станка. При работе приспособления дол­жны быть соблюдены следующие условия: в направляющих станка, приспособлении' и винтовых передачах не должен допускаться зазор; не должно допускаться также биения шпин­деля шлифовальной головки, который должен быть отбаланси­рован вместе со шлифовальным кругом.

Подача шлифовального круга осуществляется радиально к центру или от центра, в зависимости от того, что обрабаты­вается — обойма или вкладыш. В процессе работы нельзя допускать сильного нагрева изделия. При чистовом шлифовании рекомендуется глубину резания устанавливать до 0,01 мм, т. е. шлифовать без подачи. Частота вращения изделия должна быть одинаковой при чистовой и при черновой обработках. Управле­ние подачей производится вручную при помощи ходового винта и нониуса. Шлифованию могут подвергаться чугунные и сталь­ные детали

Шлифование сферических поверхностей обойм и вкладышей полностью исключает их ручную пригонку, дает высокое качество поверхности и точность геометрических форм.

5. Корпусы подшипников

Корпусы подшипников обычно изготовляют из серого чугуна марки СЧ 21-40. Чу^ун обладает способностью к поглощеникь вибраций, антифрикционными свойствами, хорошими литейными

свойствами, позволяющими получать с высокой точностью -детали сложной формы без механической обработки. Однако, как показал опыт производства, более целесообразно изготов­лять корпусы подшипников сварными из листовой стали мар­ки СтЗ. В эксплуатации сварные корпусы также оказались более надежными.

Требования к механической обработке корпусов подшипни­ков аналогичны требованиям к качеству обработки корпусов цилиндров турбин. Основные из них следующие:

а) горизонтальный разъем подшипников должен быть герме­тичным;

б) плоскость горизонтального разъема должна совпадать с осью расточки; допустимое отклонение — не более 0,2 мм;

в) непараллельность опорной плоскости к оси расточки не должна быть более 0,1 мм;

г) торцовые плоскости расточек должны быть перпендику­лярны оси расточки; допустимое отклонение — не более 0,03 мм на всей длине. -

После очистки корпус и крышку подшипника размечают и обрабатывают предварительно с припуском 1,5—3 мм на сто­рону. После этого корпус подвергают следующей термической обработке: отжиг при температуре 500—550° С с выдержкой в печи из расчета 2 ч на каждые 25 мм толщины стенки; охла­ждение с печью со скоростью 30—50° С в час до температуры ?С0—150° С и затем охлаждение на воздухе. Цель термической обработки — снятие внутренних напряжений.

Перед сборкой под чистовое растачивание особенно тща­тельно обрабатывают и пришабривают плоскости горизонталь­ного разъема корпуса подшипника. Готовый корпус проверяют на плотность с помощью керосина.

должны обесиечить правильные форму и расположение сопло­вых каналов диафрагм в собранной турбине.

Основной базирующей поверхностью диафрагмы, с помощью которой она присоединяется к цилиндру турбины, определяя, таким образом, требуемое положение сопловых каналов вдоль оси турбины, является торцовая плоскость со стороны паро- выхода (плоскость 3 на рис. 175 или плоскость 1 на рис. 176).

Вид Б на разъем верхней половины Литейные припуски для подчистки каналов

2 4/Ларовыпусн

В паровых турбинах применяются в основном литые и сварные диафрагмы, в газовых турбинах — наборные и сварные. В части низкого давления паровых турбин, в зоне температур не выше 250—300° С, применяются литые диафраг­мы из чугуна марок СЧ21-40 и СЧ 24-48 с залитыми в них

порядке. .Берут образец бандажа длиной в один-два шага, йред- варительно согнутый по радиусу, указанному в чертеже банда­жа. В этом образце на электроимпульсном станке или слесар­ным путем выполняют отверстие требуемого размера, подгоняя его по лопатке. Затем образец бандажа выпрямляют и по по­лученному в нем-после выпрямления профилю окна для лопатки изготовляют пуансон.

закрепленный в пуансонодержателе 2, имеет непрерывное на­правление в процессе рабочего хода. В’ верхней части пуансон направляется разрезной втулкой 3, расчеканенной во втулко-

Настройка штампа на заданный шаг размещения профиль­ных отверстий осуществляется посредством перемещения направляющей планки 10 (вместе с которой перемещается и фиксатор И) при ослабленных болтах 12, путем вращения регулировочных винтов 13. Индикатор 14 указывает величину перемещения.

Пробивку профильных окон в бандажах производят на гидравлических прессах, что диктуется необходимостью регули- рования скорости пробивки. Пробивка в данном случае осу- ществляется в лентах толщиной 6—7 мм при сравнительно тон- ком (в районе выходной кромки) пуансоне (около 4 мм). При большой скорости движения пуансона, что обычно имеет место на эксцентриковом прессе, пуансон часто ломается, хотя и изготовляют его из весьма прочной быстрорежущей стали Р18.

Повышения стойкости пуансона достигают за счет особой конструкции крепления пуансона с на- правлением его в специ- альных втулках (рис.

182), а также за счет сильного прижатия бан- дажной ленты вокруг пробиваемого отверстия.

Направляющая втул- ка состоит из верхней час- ти, разрезанной на две половины 2 и 3, которые плотно вставлены и заче- канены во втулкодержа- теле 5. Пуансон 6, плотно укрепленный в пуансоно- держателе 7, находится в этой втулке и перемеща- ется вместе с ней. Нижняя часть втулки, состоящая из двух половин 1 и 4, ус- тановлена и укреплена в сбрасывателе 8 и служит для направления пуансо- на во время его перемеще- ния. Так как нижняя

втулка 1 вместе со сбрасывателем 8 с очень большой силой при- жимает бандаж к матрице 9, то при пробивке окна происходит практически чистый срез, а не выдавливание материала. Это и облегчает условия работы пуансона.

Сборку под сварку бандажей с лопатками производят в специальном приспособлении (рис. 183). Приспособление име­ет плиту 1, в заточке которой находятся три сменных полуколь­ца 2, 3 и 4, образующие выточки для установки бандажей. Планки 5 и 6 служат для крепления в приспособлении банда­жей, которые устанавливают ребрами паровыпуска вниз. Затем, после прижатия бандажей к плите 1, в отверстия бандажей заводят лопатки, проверяя радиальное расположение их по

выходным кромкам. Одновременно регулируют западание лопа­ток в бандажах, которое не должно быть более 2 мм с каждой стороны.

В собранном направляющем аппарате (решетке сопел), не снимая его с приспособления,' производят прихватку лопаток к бандажам электросваркой. Затем снимают решетку с приспо­собления и передают ее на сварку.

собления и соединяют электросваркой. Сварку ведут прерыви- стым швом длиной 50—60 мм последовательно со стороны парОвпуска'и паровыпуска, не снимая диафрагмы с приспособ- ления, для чего в плите приспособления предусмотрены окна соответствующих размеров. Это приспособление групповое; оно пригодно дл^ сварки диафрагм нескольких типоразмеров, что обеспечивается соответствующей настройкой приспособления.

Предварительно сваренную прерывистым швом диафрагму освобождают из приспособления и подготовляют под оконча- тельную сварку. Для этого между бандажами с двух сторон

диафрагмы приваривают, защит- ные кольца 7 (рис. 185), которые предохраняют выступающие час- ти бандажей от деформации под действием усадочных сил Р1 — Р*.

Сварку диафрагм ведут с подо- гревом до температуры 350—

400° С.

Механическая обработка свар- ных диафрагм осуществляется в соответствии с групповым техно- логическим процессом, состоящим из следующих основных опера- ций, выполняемых в указанной ниже последовательности.

1. Карусельная (токарная):, вырезка (раздельно в каждой по- ловине диафрагмы) технологичес- ких защитных колец на карусель- ном станке.

2. Контрольная (после сварки): измерение внутреннего диаметра решетки, высоты и ширины горла каналов; проверка суммарного проходного сечения.

3. Разметочная: разметка под обработку торцовых поверх­ностей и плоскостей разъема половин диафрагмы с базирова­нием от паровыходных кромок лопаток и внутреннего диаметра каналов.

4. Фрезерная: фрезерование по разметке выступающих концов стыковых лопаток у разъема и плоскости разъема у верхней и нижней половин с припуском 2 мм от разметочной риски.

5. Карусельная: точение торцовой поверхности со стороны паровыхода (основной базирующей поверхности) с припуском

2. мм и внутреннего диаметра . (центрального отверстия для прохода вала) с припуском 5 мм на диаметр.

6. Разметочная: разметка под окончательную обработку плоскостей разъема верхней и нижней половин диафрагмы с базированием разъема от выходных кромок стыковых лопаток

4. Обработка литых диафрагм

Перед отправкой в литейный цех концы лопаток, заливаемые в чугун, облуживают, что необходимо для улучшения адгезии .чугуна с материалом лопаток.

ми,- а также прочность соединения лопаток с телом диафрагмы путем их обстукивания; при этом лопйтки не должны дребез­жать.

. Кроме того, производится наружный осмотр качества литья с целью определения внешних дефектов.

Указанный контроль не может дать полного представления

О качестве отливки и имеет лишь значение как предварительная проверка.

Действительная годность отливки определяется в процессе последующей механической обработки.

Технические требования к отливкам состоят в основном в следующем. Металл отливки должен быть однородным, серого цвета, мелкозернистым, без пузырей, раковин, трещин и других внешних дефектов. Особое внимание уделяется состоянию поверхностей сопловых каналов, которые должны быть гладки­ми и в местах соединения лопаток с чугуном не иметь глубоких менисков.

Для надежного сопротивления лопаток прогибу необходимо обеспечить высокую прочность их соединения с ободом и телом диафрагмы. .

Размеры отливки в местах, подлежащих обработке, должны иметь припуски, указанные в чертежах заготовок. До передачи на дальнейшую обработку в механический цех отливки должны быть очищены от формовочной земли, обрублены и термически обработаны.