Gaz türbini türbin disklerinin geliştirilmesinde, rot delikleri bitişik pervanelerin bağlanması için önemli bir özelliktir ve bunların konum doğruluğu, gaz türbini rotorunun montaj kalitesini doğrudan etkiler. Gaz türbin çarkı disklerindeki rot kolu deliklerinin işleme teknolojisi araştırılıyor ve yüksek hassasiyetli konumlandırma ve zorlu delme işlemleri yoluyla, gaz türbini çarkı disklerindeki rot kolu deliklerinin işlenmesi için teknik referans sağlanması bekleniyor.
#01
Gaz türbininin temel bileşeni olan türbin pervanesi karmaşık bir yapıya sahiptir ve yüksek işlem doğruluğu gerektirir. Süreç geliştirme ve bitmiş ürün üretimi anahtardır. Bunların arasında rot deliği, bitişik pervaneler arasında bağlantı yapısı görevi görür ve önemi apaçık ortadadır [1-3].
Şekil 1'de gösterildiği gibi, türbin pervanesi, kademeler arası yay ucu dişlerinin birbirine geçmesiyle bağlanır ve bağlantı çubuklarının, disk yüzeyinde çevresel olarak dağıtılmış 12 bağlantı çubuğu deliğinden geçirilmesiyle bir rotora monte edilir. Yay ucu dişleri kendi kendine merkezleme fonksiyonuna sahip olduğundan, rot kolu deliğinin konumu, bitişikteki iki kademeli çarklar birbirine geçirildikten sonra ayarlanamaz. Bu nedenle rot deliğinin konumuna son derece yüksek gereksinimler getirilmektedir.
resim
Şekil 1 Türbin şaft sistemi bağlantı şeması
Rot deliğinin çapı 42 mm'dir ve genellikle delme ve delme ile işlenir. Maksimum en-boy oranı çapın 5 katını aşar ve yüzey pürüzlülüğü değeri Ra=1.6μm gerektirir, bu da delik işleme prosesi için büyük bir zorluk teşkil eder.
Yukarıda belirtilen yüksek zorluktaki işleme gereklilikleri göz önüne alındığında, esas olarak iki hususa odaklanıyoruz: yüksek hassasiyetli konumlandırma ve yüksek zorluktaki delik işleme.
2.1 Rot deliği konumu işleme teknolojisi
Rot kolu delikleri için çizim gereksinimleri şunlardır: φ42,58 mm, konum φ0,12 mm ve silindiriklik 0.012 mm. Sorunsuz montajı sağlamak için proses gereksinimleri şu değerlere yükseltilir: φ42,58 mm, konumlandırma φ 0,05 mm ve silindiriklik 0,012 mm. Bu nedenle proses testi doğrulaması gereklidir. Bu test, pervane rot deliklerinin işlenmesini simüle eder ve numune yapısı Şekil 2'de gösterilmektedir. Bir delme ve frezeleme makinesi kullanılır, kenetleme yöntemi köşebent demir kenetleme plakasıdır ve numune dikey olarak kenetlenir.
resim
Şekil 2: Bağlantı çubuğu deliği test parçası
(1) Geleneksel eksenel olarak dağıtılmış delik işleme yöntemi, manivela kadranı göstergesinin "merkezini döndürmek", gökyüzünün ve dünyanın sol ve sağ saat 4 konumunu bulmak, dairenin merkezini belirlemek, kullanmaktır. φ420mm aralık dairesine göre alt deliği delmek için bir T matkabı ve rot deliğini hassas bir şekilde delme.
1) Üç koordinatlı tespit sonuçları. Maksimum konum değeri 0.0756 mm'dir ve dış daire D600 mm yuvarlaklığı 0,0056 mm'dir (bkz. Tablo 1).
Tablo 1: İlk üç koordinatlı algılama veri resmi
2) Veri sıralama. Şekil 3'te gösterildiği gibi deliğin konumu genel olarak pozitif Y yönüne kaydırılmıştır.
resim
Şekil 3: Üç koordinatlı algılama veri şeması
3) Veri analizi. Şekil 3'teki I konumunu örnek alırsak, X yönü sapması küçüktür ve uzaklık yaklaşık 0.01 mm'dir; Y yönü sapması büyüktür ve uzaklık yaklaşık 0,035 mm'dir. Y yönü konum sapmasını etkileyen ana faktördür. 0,03 mm'lik Y yönü ofseti hariç tutulursa, konumlandırma durumu büyük ölçüde iyileştirilecektir ve ölçülen noktaların genel konturu daha iyi olacaktır; bu, takım tezgahının kendisinin tekrarlanan konumlandırma doğruluğunun daha iyi olduğunu gösterir. Üç koordinatlı tespit verilerinin dönüştürülmesinden sonraki açı verileri Tablo 2'de gösterilmektedir. Ana ofsetin Y yönünde olduğu açıkça görülebilir.
Tablo 2: İlk üç koordinat algılama dönüşüm verileri [Birim: (derece)] Resim
4) Olası neden analizi. X yönü hizalama yöntemi şu şekildedir: manivela kadranlı gösterge, yatay yönü belirlemek için numunenin dış çemberindeki iki noktaya sol ve sağ yönlerde dokunur; Y yönü hizalama yöntemi şu şekildedir: kaldıraçlı kadran göstergesi, dikey yönü belirlemek için numunenin dış çemberindeki iki noktaya yukarı ve aşağı yönlerde dokunur. Numunenin merkez konumunu belirlemek için yön. Burada, Y yönü kadran göstergesi üst ve alt dış dairelerin iki noktasına temas ettiğinde, kadran gösterge kaleminin yerçekimi nedeniyle gecikebilir veya geri çekilerek gerçek konum ile görüntülenen konum arasında bir sapmaya neden olabilir. Delik işleme tamamlandıktan sonra Y yönünde sapmaya neden olan ana faktördür. Ayrıca kadran göstergesinin doğruluğu 0,01 mm'dir ve hatası, küçük etkiye sahip ikincil bir etkileyici faktör olan Y yönü sapmasını da etkileyecektir. X yönü yatay yöndedir ve yerçekiminin neden olduğu göreceli konum sapması yoktur. Etkileyen faktör, daha küçük etkiye ve daha iyi performansa sahip olan kadran göstergesinin doğruluk hatasıdır.
(2) İyileştirme yöntemi: Merkezi bulmak ve başlangıçta simetrik konumlarda iki delik açmak için yukarıda belirtilen çevirmeli kadran göstergesini "merkezi çevirmek" için kullanın. Kadranlı gösterge, takım tezgahının hareketi yoluyla her yöndeki dış daire noktasından deliğin en uzak ucuna kadar boyutu ölçer ve ardından sapma değerlerini elde etmek için sırasıyla X ve Y yönlerindeki iki veri kümesini çıkarır. X ve Y yönleri telafi edilerek 12 adet delik hassas bir şekilde delinir.
Şekil 4'te gösterildiği gibi, X yönü telafisi Bu yöntemle ölçülen veriler göreceli değerlerdir ve bu, yer çekiminin kadran göstergesinin geri çekilmesi üzerindeki etkisini ortadan kaldırabilir. Aynı zamanda ölçüm aynı kadranlı gösterge olduğundan, ölçüm cihazının doğruluk hatasının etkisi de ortadan kaldırılabilir. İnce delik işlemenin ardından konum verilerini üç koordinat kullanarak yeniden kontrol edin. Yukarıdaki yönteme dayanarak ikinci konumsal işleme testi gerçekleştirildi. İşleme durumu Şekil 5'te gösterilmektedir.
resim
Şekil 4: Koordinat telafi diyagramı
resim
a) Durum 1 b) Durum 2
Şekil 5 İşleme durumu
1) Üç koordinatlı tespit sonuçları. Maksimum konum derecesi 0,0501 mm'dir (bkz. Tablo 3).
Tablo 3: İkinci üç koordinatlı algılama veri resmi
2) Veri sıralama. İkinci üç koordinatlı tespitin dönüşüm verileri Tablo 4'te gösterilmektedir.
Tablo 4: İkinci üç koordinat algılama dönüşüm verileri [Birim: ( derece )] Resim
3) Veri analizi. Deliğin ana ofset yönleri negatif X yönü ve pozitif Y yönüdür ve eğim dairesi iyi bir yuvarlaklığa sahiptir. Bu işleme yöntemine dayanarak konumlandırma derecesi bir dereceye kadar iyileştirildi.
(3) İkinci iyileştirme yöntemi Yukarıdaki yönteme dayanarak üçüncü konumsal işleme testi gerçekleştirildi ve besleme yöntemi, masa beslemesi olarak değiştirildi.
1) Üç koordinatlı tespit sonuçları. Maksimum konum değeri 0.0269 mm'dir ve 12 deliğin yuvarlaklığı 0,0106 mm'dir (bkz. Tablo 5).
Tablo 5: Üçüncü üç koordinatlı algılama veri resmi
2) Veri sıralama. Üçüncü üç koordinatlı tespitin dönüşüm verileri Tablo 6'da gösterilmektedir.
Tablo 6: Üçüncü üç koordinat algılama dönüşüm verileri [Birim: ( derece )] Resim
3) Veri analizi. Deliğin yuvarlaklığı daha iyidir. Bu işleme yöntemi, rot kolu deliğinin konumunu önemli ölçüde iyileştirir.
2.2 Zor delik işlemeye ilişkin araştırma
Türbinin dördüncü kademe pervanesinin malzemesi 21501-5 (fabrika sınıfı), yüksek Cr ve Ni içeriğine sahip, malzeme kesme performansı zayıf ve rot deliğinin uzunluk-çap oranı 5 katı aşıyor çap, delik işleme işlemini zorlaştırır.
Bu test, pervanenin homojen malzeme test bloğuna dayanmaktadır ve ekipman olarak aynı delik açma ve frezeleme makinesi kullanılmaktadır.
1) Walter modüler delik işleme araç çubuğu. Büyük en-boy oranına sahip delikleri işlemek için geleneksel delik işleme takımları kullanıldığında, yüzey titreşim modelleri belirgindir ve işleme ideal değildir. Kesme parametreleri Tablo 7'de gösterilmektedir.
Tablo 7 Kesme parametreleri 1
resim
2) Titreşimi azaltan bir delik işleme araç çubuğu seçin. Kesme parametreleri Tablo 8'de gösterilmektedir. Kyocera kesici uçlar kullanım sırasında hızlı bir şekilde aşınır, bu nedenle bu tür derin delikleri işlemek için titreşim önleyici sönümleme delik işleme araç çubuğu + Taguk TCMT 110204 FG CT3000 (veya Sandvik Coromant TCGT 110204L-K1125) kombinasyonunu kullanıyoruz. İşleme kalitesinin karşılaştırılması iyi. Yüzey kalitesi karşılaştırması Şekil 6 ve 7'de gösterilmektedir.
Tablo 8 Kesme parametreleri 2
resim
resim
Şekil 6: Kötü yüzey kalitesi
resim
Şekil 7: Daha iyi yüzey kalitesi
#03
resim
Yüksek hassasiyetli rot deliği işleme teknolojisinin türbin pervanesine uygulanması
resim
3.1 Sıkıştırma planı
Pervane köşebent montaj plakası yöntemini benimser ve dikey olarak sıkıştırılır. Sıkıştırmadan önce köşebentin dikey yüzeyinin takım tezgahının Z eksenine dik olduğundan emin olun. V şeklindeki bloğun yüksekliğine ve pervanenin genel boyutlarına göre ped bloğunun konumunu hesaplayın ve belirleyin. İş parçasıyla temas eden tüm konumlar bakır kaplı demirle korunur (bkz. Şekil 8).
resim
Şekil 8 Türbin pervanesi bağlama yöntemi
Kelepçelemeden sonra, pervane baskı plakasının konumunu, uç yüzün sol ve sağ taraflarındaki 4 noktada, 0,01 mm'den küçük veya buna eşit bir hatayla hizalayın.
3.2 İşleme rotası
Türbin pervanesi rot deliğinin işleme yolu, alt deliğin delinmesi → kaba delik açma → ince delik açmadır. İlk olarak, rot deliklerinin işlenmesini ve yarı-finiş işlemlerini tamamlamak için geleneksel hizalama yöntemleri kullanılır. İkinci olarak, sırasıyla A, B, C ve D'nin uzunluk verilerini ölçmek için kol kadranı göstergesini ve takım tezgahının X eksenini ve Y eksenini kullanın (bkz. Şekil 9). İki delik çapını D1 (φ42,3mm) ve D2 (φ42,3mm) ölçmek için iç çap mikrometresini kullanın. 4 mm).
resim
Şekil 9 Koordinat telafisi verileri
X ekseni ofseti [(A-D1/2)-(B-D2/2)]/2 ve Y ekseni ofseti [(C-D1/2)-(D-D2/2)] şeklindedir / 2.
Şekil 9'daki veriler, fiili işlem sırasında ölçülen verilerdir. /2= 0.025 (mm), yani takım tezgahının X ekseni sıfır konumu pozitif yönde 0.025 mm kadar ayarlanır. Y ekseni: 321,25 ‒ (42,4/2)=300,05 (mm), 321,33 ‒ (42,3/2)=300,18 (mm), Y ekseni ofseti (300,18 ‒ 300,05) / {{ 24}}.065 (mm), yani takım tezgahı Y Eksen sıfır konumu negatif yönde 0,065 mm ayarlanır.
Son olarak, yukarıdaki hesaplama yoluyla, iş parçası daire merkezi X'in pozitif yönde {{0}},025 mm ve Y'nin negatif yönde 0,065 mm ayarlandığı sonucuna varılmıştır. Elde edilen yeni daire merkezi ile 12 deliğin finiş işlemesini gerçekleştirin.
3.3 Uygulama etkileri
Bu işlemle işlenen bağlantı çubuğu deliklerine sahip pervane için, uç yüz dişlerinin kendiliğinden merkezlenmesinden sonra, bitişik iki kademeli pervanelerin bağlantı çubuğu delikleri yüksek bir eşeksenliliğe sahiptir, bağlantı çubukları serbestçe yerleştirilebilir ve gaz türbini Rotor başarıyla monte edildi.
#04
resim
Çözüm
resim
Gaz türbini pervaneleri için yüksek hassasiyetli rot deliği işleme teknolojisi üzerine yapılan araştırmalar, gaz türbini rotor montajı için garanti sağlar. Aynı zamanda, bu işlem, parçaların işleme kalitesini etkili bir şekilde artırabilen ve ürünlerin montaj doğruluğunu geliştirebilen çeşitli eksenel dizi deliklerinin işlenmesinde yaygın olarak kullanılabilir.
