Способ изготовления сварного рабочего колеса радиально- осевой гидротурбины

Способ изготовления сварного рабочего колеса радиально- осевой гидротурбины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

()94И48

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.04.79 (21) 2753043/25-27 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) М.Кл.з В 23 Р 15/02

В 23 К 31/08

Гасударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.02 (088.8) (72) Авторы отзобретечои я

Е. А. Чернов и В. В. Березкин

Всесоюзный проектно-технологический институт. энергетического машиностроения;- - - N,":, явт „„(71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛ ЕН ИЯ

СВАРНОГО РАБОЧЕГО КОЛЕСА

РАДИАЛЬНО-ОСЕВОЙ ГИДРОТУРБИ Н Ь1 обеспечис выпукобеспечевыпуклой

Изобретение относится к технологии машиностроения и может найти применение при изготовлении сварных рабочих колес гидротурбин, гребных винтов и т. п.

Известен способ изготовления неразъемного сварного рабочего колеса радиальноосевой гидротурбины, при котором нижний и верхний ободы и лопастй изготавливают отдельно, в сборочном приспособлении на 10 верхний обод турбины, расположенный вверх поверхностью, обтекаемой водой, вертикально устанавливают лопасти, предварительно обработанные по месту прилегания к верхнему ободу, сваривают лопасти 15 с верхним ободом, после чего производят одновременно окончательную механическую обработку всех лопастей по сопрягаемым поверхностям, затем нижний обод фиксируют в сборочном приспособлении и 2о приваривают его к лопастям 1Ц.

Недостатком данного способа является необходимость подгоночных работ при монтаже, так как ериволинейные опорные базы лопастей не обеспечивают удобства и точности их установки как при обработке кромок прилегания лопастей к ободьям, так и при сборке лопастей и ободьев под сварку.

ЗО

Кроме того, данный способ не вает сборки под сварку ободьев лой сопрягаемой поверхностью.

Целью изобретения является ние сборки под сварку ободьев с сопрягаемой поверхностью.

Поставленная цель достигается тем, что перед предварительной обработкой лопастей на поверхности каждой лопасти, не сопрягаемой с ободьями, закрепляют технологические базовые бобышки и обрабатывают их базовые поверхности, при этом две базовые поверхности выполняют в виде соосных отверстий, после окончательной обработки сопрягаемых поверхностей лопастей в сборочном приспособлении лопасти поворачивают относительно оси базовых соосных отверстий к центру гидротурбины, после фиксации ободьев в сборочном приспособлении лопасти вновь поворачивают относительно оси базовых соосных отверстий в положение для сварки, а после приварки ободьев к лопастям удаляют технологические базовые бобышки.

На фиг. 1 изображена схема базирования лопасти при ее предварительной обработке; на фиг. 2 — схема базирования элементов гидротурбины в сборочном приспособлении, 3

941148

Изготовление рабочих:колес радиальноосевых гидротурбин по предлагаемому способу включает следующие основные операции.

К изготовленным известными способами лопастям 1 с окончательными размерами выпуклой 2 и вогнутой 3 поверхностям и входной кромки 4 приваривают технологические базовые бобышки 5. Приварку бобышек 5 производят на поверхности, не сопрягаемой с ободьями, например, с выпуклой, Затем выверяют положение лопасти на специальном станке относительно режущих инструментов, производят обработку базовых поверхностей (отверстий)

6 бобышек 5,,при этом два базовых отверстия делают соосными.

Далее производят окончательную обработку плоскости выходной кромки 7 и предварительную обработку кромок 8 и 9 прилегания к верхнему 10 и нижнему 11 ободьям (фиг. 2) . Эту операцию выполняют на специальном контурно-копировальном (или программном) станке. Расположение базовых отверстий с одной стороны лопасти обеспечивает возможность .закрепления и обработки лопасти в специальном приспособлении по схеме, изображенной на фиг. 1.

Затем фиксируют лопасти в сборочном приспособлении (фиг. 2) в положении, соответствующем положению их в гидротурбине, и производят окончательную о бработку кромок, сопрягаемых с верхни м и нижним ободьями. Для этого приспособлению сообщают поворот вокруг мнимой оси рабочего колеса, а режущим инструментам 12 и 13 — движение по копирам 14 и

15 (или по программе), соответствующим профилям образующих верхнего и нижнего ободьев.

Затем для фиксации в сборочном приспособлении ободьев, имеющих изгиб пли наклон наружу, или же имеющих шипы, располагаемые с зазором в окнах нижнего и верхнего ободьев, лопасти поворачивают относительно оси базовых соосиых отверстий к центру.

Затем устанавливают верхний и;шжний ободы в приспособлении, центрированием их относительно оси этого приспособления (фиг. 2), поворачивают лопасти относительно оси соосных отверстий в положение, соответствующсс их положению в гидротурбине, и производят сварку лопастей с ободьями и снятие готового рабочего колеса с приспособления.

После этого с готового изделия удаляют технологические базовые бобышки.

В результате вывески и обработки баз все множество поверочных точек сложной формы лопасти представлено шестью опорными базовыми точками, на которые лопасть баз выверки удобно базировать как, 5

40 t3 0

65 при механической обработке кромок (фиг.

1), так и при сборке (фиг. 2).

Конструкция приспособления для фрезерования кромок лопасти изображена на фиг. 1, Левым базовым отверстием лопасть надевают на неподвижный конический упор

16 и прижимают к нему приводным центром 17, при этом лопасть лишается пяти степеней свободы, Для ориентации лопасти по шестой степени свободы служит приводной центр 18, введением которого в поперечное отверстие лопасть лишается возможности поворота вокруг оси соосных центров 17 и 18.

За счет приваривания бобышек к различным лопастям на единых расстояниях друг от друга, т. е. по концам постоянного треугольника, обеспечивается возмо;кность унификации данного приспособления для обработки кромок прилегания и сбор-.п лопастей под сварку на фиг. 2.

Приспособление для окончательной обработки кромок прилегания и оборки рабочих колес радиально-осевы; турбин состоит из корпуса 19, на котором с шагом, равным, шагу лопастей в рабочем колесе, располо кены зажимные приспособления, аналогичные описанному (фиг. 1), с той лишь разницей, что для ограничения поворота каждой лопасти относительно оси центров 20 и 21 служит упор 22, базовая плоскость 23 которого расположена в радиальной плоскости колеса, т. е. соответственно p2ñilÎëÎEKñíèþ плocкостп вь:ладной кромки лопасти. Для того, чтобы неподвижный центр 20 разгрузить от части веса лопасти, упор 22 выполнен цилин Ip»аеским и смонтиро=-ан в отверстии корпуса на пр; жппе 24. Для поворота каждой EIoпасти относительно оси центров 20 и 21 и прижатия к упору 22 служат приводные штоки 25. Верхний центр 21 располо кен на другом приводном штоке 26, который снабжен винтовым пазом, в который входит палец 27, обеспечивающий поворот штока 26 вокруг своей оси. Это необходимо для того, чтобы верхний центр 21 не препятствовал съему рабочего колеса с устройства после сварки.

Для центрирования верхнего 10 и нижнего 11 ободьев служит соответственно прото гка 28 на корпусе н тр: съемных пальца 29, причем последние лемоитиру.ст при обработке нижней кромки прилегания па лопастях.

Работа приспособления заключается в следующем.

Каждую лопасть в отдельности при I:омощи подъемного, крана устанавливают сначала на подпружиненный упор 22, опирая одноьременно на торец штока 25, а затем на неподвижный центр 20, к которому лопасть прижимают приводным центром

21. Для предварительной ориентации лопасти в рабочее положение целесообразно

941148

:изготовить специальные стропы, регулируемые по длине, например, при помощи талрвпов. Стропы целесообразно закреплять на трех приваренных временных деталях.

Для приведения каждой лопасти в рабочее положение выдвигают все вместе или по отдельности приводные штоки 25, к торцам которых лопасти прилегают за счет поворота вокруг наклонной внутрь колеса оси центров 20 и 21 под действием силы тяжести. Поворот лопастей прекращается при соприкосновении выходных кромок с радиальными базовыми плоскостями 23 упоров 22. При необходимости повьгшения точности орентации и жесткости закрепления лопастей одновременно с описанным упором 22 или без него возможно применение второго приводного центра, монтируе.мого на корпусе подобно тому, как это показано на фиг. 1.

Для обеспечения точного прилегания в местах стыковки лопастей с верхним и нижним ободьями целесообразно кромки прилегания лопастей проточить нли профрезеровать в сборе. С этой целью приспособление устанавливают и центрируют на планшайбе 30 карусельного станка, снаб.женного копировальными 14 и 15 или про.граммными устройствами для движения режущих инструментов 12 и 13 по контуру образующих верхнего и нижнего ободьев.

После проточки .кромок прилегания .производят сборку лопастей с обоими ободьями. В тех случаях, когда образующая

31 нижнего обода или часть ее имеют изгиб или наклон наружу, как это показано на фиг. 2, а также при наличии на лопасти .шипов, располагаемых с зазором в окнах нижнего и верхнего ободьев, для того, чтобы нижний обод беспрепятственно завести между тремя центрирующими пальцами 29, .необходимо все лопасти повернуть вокруг осей центров 20 и 21. С этой целью приводные штоки 25 задвигают внутрь корпуса, в результате чего все лопасти под действием собственного веса поворачиваются входными кромками внутрь колеса и k:àê бы складываются. Нижний обод устанавливают в положение, соответствующее его положению в готовом виде на корпусе приспособления, после чего все лопасти поворачиваются в положение сварщики, т. е. до соприкосновения с упором 22. Затем надевают на проточку 28 верхний обод 10 и производят сварку лопастей с ободьями.

Предложенный способ эффективен, так как позволяет полностью исключит и;:.г"5 и

25 зо

50 ночные работы при сборке, благодаря применению единых и надежных баз .как для обработки поверхностей прилегания свариваемых деталей, так и для их сборки.

При достаточной точности механической обработки кромак прилегания лопастей и тороидальных поверхностей верхнего и нижнего ободьев данный способ обеспечивает гарантированный сварочный зазор по стыкам. Кроме того, станком для обработки баз обеспечивается оптимальное расположение каждой лопасти в рабочем колесе практически с любой степенью точности и по любому числу поверочных точек. При точном расположении базовых центров 20 и 21 и упоров 22 исключается накапливание погрешности расположения лопастей по шагу, что существенно повышает КПД турбины.

Формула изобретения

Способ изготовления сварного рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины, при котором производят предварительнуюобработку лопастей, верхнего и нижнего обода, фиксируют лопасти в сборочном приспосаблении в положении, соответствующем их положению в гидротурбине, окончательно обрабатывают сопрягаемые поверхности лопастей, фиксируют ободья в сборочном приспособлении и приваривают последовательно верхний и нижний ободы к лопастям, отличающийся тем, что, с целью обеспечения сборки под сварку ободьев с выпуклой сопрягаемой поверхностью, перед предварительной обработкой лопастей на поверхности каждой лопасти, не сопрягаемой с ободьями, закрепляют технологические базовые бобышки и обрабатывают их базовые поверхности, при этом две из них выполняют в виде соосных отверстий, после окончательной обработки сопрягаемых поверхностей лопастей в сборочном приспособлении лопасти поворачивают относительно оси базовых соосных отверстий к центру гидротурбины, после фиксации ободьев в сборочном приспособлении лопасти вновь поворачивают относительно оси соосных отверстий в положение для сварки, а после приварки ободьев к лопастям технологические базовые бобыш:ки удаляют.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР .1Ъ 258832, кл. В 23 P 15/00, 18.06.66.

941148

pi .

22 2 . 2У

Составитель Е. Крюкова

Техред А. Камышникова

Редактор Н. Аристова

Корректор С. файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 727/601 Изд. № 197 Тираж 1151 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5