Кокиль для изготовления колеса компрессора

 

1. КОКИЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕСА КОМПРЕССОРА, содержа1чий основание- , установленные на основании стержни, выполненные составными из входной и выходной частей, образующих полости, формирующие колесо и лопатки , и крышку, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, стержни выполнены со следующим соотношением геометрических размеров 1/Чo 1,0-1-,15 i 1,0-1.15 е /ео 0,1-0,35 . где ((} - осевая протяженность стержня ; К - осевая протяженность выходной части стержня; Vo - центральный угол стержня; Ч - угол между образующей поверхности входной части стержня, формирующей вогнутую часть лопатки, в плоскости, совпадающей с плоскостью входа в полость, формирующую колесо, и образующей поверхности входной части соседнего стержня, формирующей выпуклую часть лопатки, в плоскости разъема входной и выходной частей стержня; угол между образующей поверхности выходной части стержня, i формирующей вогнутую часть лопатки, в плоскости разъема входной и выСО ходной частей стержня и касательной к выходной кромке выходной части соседнего стержня, формирующей выпуклую часть лопатки. 2. Кокиль по п. 1, отличающийся тем, что один из стержней выполнен с соотношением yi- лов О5 fз/ О. 25-0,5 00 00 где - угол в плоскости, параллельной плоскости разъема входной и выходной частей стержня, между выходными поверхностями выходных частей соседних стержней, формирующими выходную кромку лопатки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 3(51) В 22 0 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .,::1!

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЦТ СССР пО ДЕЛА ) ИЗОБ ЕТЕНИЙ V ОТНРЫТИЙ (21) 3464197/22-02 (22) 06.07.82 (46).28.02.84. Бюл. h 8 (72) П.В. Иванов, В.В. Бехтерев и Ю.Б. Козлов (7l) Центральный научно-исследовательский дизельный институт (53) 621.746.073(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

) 800431, кл. F 04 0 29/28, 1979.

2. Байков Б..П. и др. Т урбокомпрессоры для наддува дизелей. Справочное пособие. Л, "Машиностроение", 1975, с. 122-125. (54)(57) 1. КОКИЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КОЛЕСА КОМПРЕССОРА, содержащий основание; установленные на основании стержни, выполненные составными из входной и выходной частей, образующих полости, формирующие колесо и лопатки, и крышку, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, стержни выполнены со следующим соотношением геометрических размеров

Ч /Чо = 1 0 1 15 < 2/v. = 1,0-,15; е /е, = о,l-о,35, где Е0 - осевая протяженность стержня;

- осевая протяженность выходной части стержня;

- центральный угол стержня; („ - угол между образующей поверхности входной части стержня, формируюцей вогнутую часть лопатки, в плоскости, совпадающей с плоскостью входа в полость, формирующую колесо, и образующей поверхности входной части соседнего стержня, формирующей выпуклую часть лопатки, в плоскости разъема входной и выходной частей стержня;

Ч вЂ” угол между образующей поверхности выходной части стержня, формирующей вогнутую часть лопатки, в плоскости разъема входной и выходной частей стержня .и касательной к выходной кромке. выходной части соседнего стержня, формирующей выпуклую часть лопатки.

2. Кокиль по и. 1, о т ri u ч а ю шийся тем, что один из стержней выполнен с соотношением углов

V jЧ) = 0,25-0,5 где Ч - угол в плоскости, параллельной плоскости разъема входной и выходной частей стержня, между выходными поверхностями выходных частей соседних стержней, формирующими выходную кромку лопатки.

1076183

1О

55

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологической оснастке для отливки колес центробежных компрессоров.

Известно изготовление рабочих колес компрессоров по частям, когда лопатки изготавливаются отдельно от диска, а соединение их с диском производится пайкой Г13.

Подобная технология изготовления колес является дорогой и не обеспечивает достаточной производительности.

Известен кокиль для изготовления рабочих колес центробежных компрессоров, состоящий из основания, крышки и стержней, выполненных в форме межлопаточных каналов. Стержни выполнены составными из входной и выходной частей, устанавливаются на основании и закрываются крышкой.

После заливки кокиль разбираетсяснимается крышка, основание, а части стержней растаскиваются в разных направлениях (2 ).

Недостатком кокиля является сложность разборки его, что усложняет технологический процесс.

Цель изобретения - упрощение технологического процесса.

Поставленная цель достигается тем что в кокиле для изготовления колеса компрессора, содержащем основа" ние, установленные на основании стержни, выполненные составными из входной и выходной частей, образующих полости, формирующие колесо и лопатки, и крышку, стержни выполнены со следующим соотношением геометрических размербв „1 o = 1,0-1,15; 8о = 1.0-1 15

Е !Ю, = 0,1-0,3 . где 1 — осевая протяженность стержня;

- осевая протяженность выходной части стержня;

Чо - центральный угол стержня;

- угол между образующей поверхности входной части .стержня, формирующей вогнутую часть лопатки, в плоскости, совпадающей с плоскостью входа в полость, формирующую колесо, и образующей поверхности входной части соседнего стержня, формирующей выпуклую часть лопатки, в плоскости разъема входной и выходной частей стержня;

>5

45 ..1 J

2 Угол между образующей поверхности выходной части стержня, Формирующей вогнутую часть лопатки, в плоскости разъема входной и выходной частей стержня и касательной к выходной кромке выходной части со" седнего стержня, Формирующей выпуклую часть лопатки.

Один из стержней выполнен с соотношением углов /У = 0,25-0,5 где з - угол в плоскости, параллельной плоскости разъема входной и выходной частей стержня, между выходными поверхностями выходных частей соседних стержней, формирующими выходную кромку лопатки.

На фиг. 1 показан кокиль в сборе; на фиг. 2 - стержень в сборе; на фиг. 3 - часть кокиля с отливкой (двумя лопатками), аксонометрия; на фиг, 4 - зависимость изменения

КПД компрессора dg и изменения коэффициента адиабатического напора компрессора Й от угла р 2, т . е. угла между касательной к выходной кромке лопатки и окружной скоростью, отсчитываемого от касательной к выходной кромке лопатки в противоположную сторону от направления вращения колеса.

Кокиль содержит основание 1, на котором установлены стержни 2, выполненные составными из входной 3 и выходной 4 частей и крышку 5 с заливочной горловиной 6. Взаимное расположение входной и выходной частей каждого составного стержня обеспечивается с помощью паза 7 входной части 3 и выступа 8 выходной части 4.

Входные части устанавливаются на основании 1 так, что выступы 9 входят в пазы 10 до упора в выступ 11. Относительное перемещение частей 3 и 4 стержня ограничивается буртом 12.

К основанию стержни прижимаются конусным буртом 13 крышки 5. Скрепление крышки и основания осуществляется держателем 14 с гайкой 15.

На фиг. 1 показана. часть кокиля, с залитым в него металлом, где стержни 2 обработаны вместе с залитым в кокиль компрессорным колесом по контуру внешнего обвода колеса. Межлопаточный канал колеса формируется составным стержнем, показанным на фиг. 2. Прямая 0-0 - ось кокиля, 6183

3 107 совпадающая с осью колеса; 0„-0„ ось образующих поверхностей стержней, формирующих выпуклую часть 16 лопатки 17; 0 -02 - ось образующих поверхностей стержней, формирующих вогнутую часть 18 лопатки. Точки

0, 0, 0> являются точками пересечения указанных осей с плоскостью разъема частей стержня. Эта плоскость делит составной стержень на две части - входную .и выходную. Прямая 0„- а получена путем параллель-!

» ного йереноса образующей поверхности входной части стержня, формирующей вогнутую часть лопатки, из плоскости входной части стержня, совпадающей с плоскостью входа в плоскость колеса, в плоскость разъема стержня. Прямая Ь -Ь получена путем параллельного переноса образующей поверхности входной части стержня, формирующей вогнутую часть 18 лопатки 17 из плоскости разъема стержней в плоскость выходной части стержня, совпадающую с плоскостью выхода из полости колеса, Известно, что удачный подбор угла рг позволяет увеличить на 3-43

КПД компрессора „, но при этом существенно уменьшается коэффициент адиабатического напора компрессора

Й КПД компрессора у< особенно сильно увеличивается при изменении угла ф2 от 90 до 35 для компрессорных колес закрытого типа с лопатками, имеющими мало изменяющийся радиус кривизны.

При профилировании компрессорных колес с лопатками, имеющими радиальное расположение в средней части, и загнутыми назад на выходе, повышение КПД и = 3-4 достигается при значении угла 8 равном 60, что с учетом уменьшения напорности позволяет определит ь оптимальный угол

p2 = 65-75 О. Выбор угла р в ука2 занных пределах позволяет уменьшить частоту вращения компрессора, что ведет к снижению напряженности и, следовательно, к улучшению массогабаритных показателей турбокомпрессора.

Установлено, что при значениях угла 62 в диапазоне 65-75Р разборность кокиля обеспечивается при условии, что соотношение геометрических размеров выбрано в диапазоне

Ч, /Чг = 1,0-,.15

1О 2 о = 1,0-1,15

Р /, = 0,1-0,35

Разборности кокиля способствует податливость лопаток, слой сажи, которой покрываются вытеснители перед

15 .заливкой .металла, усадка металла после остывания.

В выбранном диапазоне соотношений большие значения углов /З слеРг гО дует применять для небольших колес (с малым числом лопаток), а меньшие значения углов p - для больших колес.

Для облегчения разборки .кокиля один из стержней, с которого начи" нается разборка кокиля, может быть выполнен с соотношением углов, выбранным в диапазоне У /Чр = 0,250,5. При этом клиновидность выходной кромки лопатки, характеризуемая углом (, будет увеличена за счет некоторой подрезки лопатки со стороны выпуклой части ее, получаемой увеличением угла касательной к выходной поверхности одной из выход35 ных частеи стержнеи в плоскости, параллельной плоскости разъема стержней .

Кокиль позволяет получить отлив40 ки колес компрессоров с загнутыми назад лопатками, а также с лопатками, не имеющими изгиба на выходе, но имеющими значительный нахлест одной лопатки по отношению к другой.

Годовой экономический эффект от применения предлагаемого кокиля только для турбокомпрессоров ТК-21, установленных на двигателях

12 4HIS/20, составит 19,3 тыс.руб.

1076183

1076183

Ю

16

17

ВНИИПИ

Тираж 7

Филиал flllll "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4