Способ изготовления рабочих колес центробежных машин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик юсеф

;. 1ф

1 .„//с.г.: l

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву р 632465 (22) Заявлено 150181 (21) 3235912/25-27 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет () М Кп 3

В 21 К 1/36

В 23 К 1/00

Государстаенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070882. Бюллетень ¹ 29 153) УДК 621 791. .3(088.8) Дата опубликования описания 070882 гр

::(C.л >?»..; р

Е.А. Коломыцев, В.Д. Васильев и В.М. Лукьяненко

° (1

1 "- .;...., Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско,-

*- * -------ааай (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧИХ КОЛЕС

ЦЕНТРОБЕЖНЫХ МАШИН

Изобретение относится к области металлообработки и может быть широко использовано при изготовлении рабочих колес центробежных компрессорных машин со сложной пространственной формой рабочих поверхностей лопаток и криволинейным профилем дисков.

По основному авт.св. Р 632465 известен способ изготовления рабочих колес центробежных машин, включающий штамповку лопаток, предварительную и окончательную механическую и термическую обработку лопаток, основного и покрывного дисков, сборку и соединение лопаток и дисков пайкой, а также механообработку колеса в сборе, при этом штамповку лопаток ведут с технологическими напусками, на которых выштамповывают элементы ориентации, по которым производят базирование лопаток при предварительной и окончательной их механообработке и сборке рабочего колеса под пайку, а удаление технологических напусков производят при механической обработке колеса в сборе, при этом предварительную термообработку лопаток, основного и покрывного дисков ведут после предварительной их механической обработки при температуре выше температуры Асэ материала лопаток и дисков на 100-150 С, но не выше температуры пайки 511, Однакс известный способ имеет недостаток, заключающийся в том, что сборка под пайку основного диска с припаяными к нему лопатками с покрывным диском с прихваткой электросваркой со стороны наружного диаметра и входных кромок лопаток не обеспечивает качественную пайку рабочих колес диаметром свыше 600 мм, которые имеют большую кривизну соединяемой привалочной поверхности лопаток со

15 стороны их входной кромки.

Целью дополнительного изобретения является обеспечение качественного изготовления рабочих колес центробежных,машин диаметром свыше 600 мм.

Цель достигается тем, что в способе по авт.св. Е 632465 после предварительной механической обработки основного диска с приваренными к не25 му лопатками и покрывного диска производят дополнительно их совместную термообработку при температуре пайки колес, а при сборке под пайку основного диска с лопатками и покрывного .диска на границе прямого и криволи нейного участков соединяемой поверх948527 ности покрывного диска сэерлят отверстия и после прихватки к лопаткам покрывного диска перед пайкой дополнительно производят в местах сверления приварку электроэаклепками покрывного диска к лопаткам. 5

Совместная термообработка предваI рительно механически обработанных основного диска с приваренными к нему лопатками и покрывного диска при температуре пайки рабочих колес 10 обеспечивает снятие остаточных напряжений, возникших в основном диске с лопатками и покрывном диске после их механической обработки. После окончательной обработки основной диск с лопатками и покрывной диск при повторном нагреве в процессе пайки не подвержены изменению формы в результате снятия остаточных напряжений, что способствует проведению качественной пайки рабочих колес и строгому сохранению их основных размеров (ширина канала, форма газо- . вых каналов и др.).

Дополнительное соединение покрыв25 ного диска с лопатками сваркой электрозаклепками в местах перехода соединяемой поверхности лопаток от прямого участка к криволинейному приводит к стабилизации зазоров между,соединениями поверхностями лопаток и покрывного диска в процессе нагрева и охлажпения при вакуумной пайке, что обеспечивает получение качественной пайки рабочих колес диаметром 35 свыше 600 мм.

На фиг. 1 изображен основной диск рабочего колеса после окончательной механической обработки под сварку; на фиг. 2 — основной диск с приварен-40 ными к нему лопатками; на фиг. 3 схема сборки колеса под пайку с применением дополнительного соединения покрывного диска с лопатками сваркой злектрозаклепками.,45

Способ изготовления рабочих колес по предлагаемому изобретению заключается в следующем.

Изготовление дисков заготовки основного 1 и покрывного 2 дисков обрабатывают, совместно отжигают заготовки дисков и комплект заготовок лопаток 3 при температуре выше температуры Ас материала лопаток и дисков на 100-150 С, но не выше температуры пайки, с целью снятия внутренних напряжений и стабилизации структуры; обрабатывают рабочую поверхность основного диска в окончательные размеры. Изготовление лопаток и рабочего колеса: нарезают 60 заготовки для штамповки лопаток; штампуют лопатки; производят черновую механическую обработку соединяемых поверхностей лопаток к основно му и покрывному диокам; комплект лопаток на колесо совместно с заготовками дисков подвергают отжигу в вакуумной печи при температуре выше температуры Ас на 100-150ОС; производят окончательную механическую обработку комплекта лопаток на колесо по соединяемой поверхности к основному диску в пРиспособлении по копиру, разделывают кромки под сварку; собирают лопатки с основным диском в приспособлении; приваривают диаметрально противоположные лопатки к основному диску; основной диск с приваренными к нему лопатками подвергают отжигу при температуре выше температуры Ас на 100-150 С для снятия внутренних напряжений; механически обрабатывают основной диск с приваренными к нему лопатками по соединяемой поверхности лопаток к покрывному диску; основной диск с приваренными к нему лопатками и покрывной диск после предварительной механической обработки подвергают совместной термообработке при температуре вакуумной пайки рабочих колес; производят окончательную механическую обработку соединяемых поверхностей лопаток и дисков под пайку, обеспечивая зазор между соединяемыми поверхностями лопаток и покрывного диска не более 0,07 мм; производят сборк покрывного диска с основным с приваренными к нему лопатками: укладывают на соединяемые поверхности лопаток к покрывному диску припой и прихватывают его точечной сваркой, производят прихватку лопа-. ток к покрывному диску точечной сваркой в местах технологических признаков 4 и 5 и дополнительно соединяют их сваркой электрозаклепками

6 в местах перехода профиля,соединяемой поверхности лопаток от прямого участка к криволинейному; производят пайку покрывного диска с лопатками в вакуумной печи; подвергают рабочее колесо упрочняющей термообработке; обрабатывают рабочее колесо по наружным поверхностям в окончательные размеры; производят балансировку и разгонные испытания.

Пример конкретного выполнения спо- соба изготовления штампосварнопаз— ного рабочего колеса с наружным диаметром 745 мм., e

Поковку осНОвного диска механически обрабатывали, оставляя припуск по наружному диаметру б = 5 мм, по высоте ступицы а 5 мм, на полотне диска с = 60 мм; на рабочей поверхности основного диска 1 оставляли припуск 1,5 мм (фиг. 1). Поковку покрывного диска обрабатывали, оставляя припуск 5 мм нерабочим поверхностям и 1,5 мм — по рабочим, выре5

948527 мечали по лопаткам и сверлили кони ческие отверстия. Подгоняли лопатки по покрывному диску, обеспечивали зазор йе более 0,07 мм, мыли лопатки и диски, укладывали припой на ,соединяемые поверхности лопаток.

Производили сборку цокрывного диска с основным с приваренными к нему лопатками, прихватывали покрывной

r диск к лопаткам .сваркой в местах технологических припусков 4 и 5 (фиг. 3) и дополнительно соединяют их сваркой электрозаклепками 6.

Производили пайку рабочего колеса в вакуумной печи, контролируя качество пайки.

После пайки колесо подвергали закалке в воде с температурой 1050 С на аустенит, нагрев под закалку рабочих колес производили с применением автовакуума для предохранения их внутренних полостей от окисления.

Колесо подвергали упрочняющей термообработке: обработка холодом—

70 С, 2 ч; старение 350О 1 ч.

Обрабатывают рабочее колесо по наружным поверхностям в окончательные размеры, производят балансировку и разгонные испытания, контролируют колесо методом магнитопорошковой дефектоскопии..

Предлагаемый способ обеспечивает высокое качество изготовления рабочих колес с пространственными лопатками диаметром выше 600 мм.

Формула изобретения зали кольца — свидетели для изготовления образцов на мехиспытания.

Заготовки дисков и комплект штамповок после черновой обработки по соединяемым поверхностям подвергали аустенизации при температуре 1050ОС.

После этого поверхность основного диска 1 обрабатывали в окончательные размеры.

Из заготовки штампуют лопатки 2 негорячо в штампе с нанесением в 10 процессе штамповки баз-пуклей на технологическом участке.

Штамповки лопаток контролируют методом цветной дефектоскопии на отсутствие, дефектов в приспособлении 15 для контроля, шаблонами контролируют форму рабочей поверхности лопаток.

Признанные годными штамповки лопаток поступают на черновую механическую обработку, термообработку и чистовую механическую обработку: произвОдили обработку соединяемых поверхностей лопаток по копирам в риспособлении с припуском 2-3 мм на электроимпульсном станке, комплект лопаток термообрабатывали совместно с дисками в вакуумной печи, после чего соединяемую поверхность лопаток к основному диску обрабатывали окончательно, разделывали кромки под сварку. Йа лопатках зачищали заусенцы, мыли их и передавали на сборку. Лопатки на основном диске. под сварку собирали в спецприспособлении, базируясь на базы-пуклы, свар-35 ку производили диаметрально противоположных лопаток (фиг. 2).

После сварки основной диск с приваренными лопатками подвергали аустенизации при t - 1050 С в вакуум-40 ной печи.

Производили механическую обработку основного диска с лопатками: по соединяемой поверхности лопаток 3 .к покрывному диску 2 с припуском

1,5 мм, по нерабочим поверхностям с припуском 3-5 мм (фиг. 2). Основной диск с лопатками совместно с предварительно обработанным покрывным диском подвергали термообработ- 50 ке в вакуумной печи в температурном режиме пайки (нагрев до температуры

1230-1240ОС, выдержка в течение

2-3 мин, охлаждали вместе с печью).

Производили окончательную механическую обработку основного диска .с лопатками по соединяемой поверхности.

Производили окончательную механическую обработку покрывного диска 2 по соединяемой поверхности, в точках раздела прямого и криволинейного 60 участков соединяемой поверхности разСпособ изготовления рабочих колес центробежны гмашин по авт.св. 9632465, отличающийся тем, что, с целью обеспечения качественного изготовления рабочих колеС диаметром свыше 600 мм, после предварительной механической обработки основного диска с приваренными к нему лопатками и цокрывного диска производят дополнительную их термообработку при температуре пайки колес, а перед сборкой под пайку основного диска с приваренными лопатками и покрывного диска, на границе прямого и криволинейного участков соединяемых поверхностей в покрывном диске сверлят отверстия и после прихватки к лопаткам покрывного диска, перед пайкой, дополнительно производят в местах сверления приварку электрозаклепками покрывного диска к лопаткам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 632465, кл. В 21 К 1/36, 1980 (прототип).

948527

Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6068/9.Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Теслин

Редактор A. Багирова Техред М.Надь Корректор Н. Король