Способ изготовления рабочего колеса радиально-осевой гидромашины

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изготовлению рабочих колес радиально-осевых гидромашин. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности рабочего колеса. Способ включает сварку лопастей, термическую обработку колеса, нагрев нижнего обода и средней части лопастей до 250-350°С со скоростью 100-300°С/ч, охлаждение на воздухе и окончательную механическую обработку колеса. Применение способа позволяет повысить сопротивление образованию усталостных трещин и эксплуатационную надежность рабочего колеса. 1 ил.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН. (19) (11) (5D 4 F 03 В 3 02

ГОСУД АРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

npp AT CCcp

Н А BTGPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4196603/23-02 (22) 23.12.86(46) 30.10.89. Ьюл. Р 40 (71) Производственное объединение атомного турбостроения "Харьковский турбинный завод" им. С.М.Кирова и Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

11ЦНИИТИАи1 (72) И,С.Веремеенко,, A,А.Бугаец, А.Т.Скрынник, Ю.Н.Иишев, В. 1.Ãîëüäшмидт, Г.А.Винокуров, Л.P.Àëèøîåâ, Ю.A.Áoðçåíêo, И.P.Êðÿíèí, JI.È.Îñòðoâский и Е.Г.Валов (53) 62 1Р224-253(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР и 373315, кл. С 21 D 1/78, 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 806893, кл. F03 В 3/02,,1976.

Изобретение относится к гидромашиностроению, конкретнее к изготовлению рабочих колес радиально-осевых гидромашин.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности рабочего колеса путем создания остаточных объемных напряжений сжатия в сварном соединении.

На чертеже изображено колесо радиально-осевой гидромашины.

Пример. Материал рабочего колеса . лопасти и обод стальной листовой прокат марки 06Х12НЗП; верхний обод - отливка из стали 06X12H3D-Л.

На фиг. 1 показана схема изготовления рабочего колеса. Рабочее колесо содержит нижний обод 1 и верхний

2 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЧ РАБОЧЕГО

КОЛЕСА РАДИАЛЬНО-ОСЕВОЙ ГИДРОИАШИНЫ (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изготовлению рабочих колес радиально-осевых гидромашин. Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности рабочего колеса. Способ включает сварку попастей, термическую обработку колеса, нагрев нижнего обода и средней часо ти лопастей до 250-358 С со скоростью

100-300 С/ч, охлаждение на воздухе и

0 окончательную механическую обработку колеса. Применение способа позволяет повысить сопротивление образованию усталостных трещин и эксплуатационную ф надежность рабочего колеса. 1 ил. обод 2, между которыми устанавливают лопасти 3, имеющие входные кромки 4 и выходные 5. Лопасти 3 примыкают торцами 6 к нижнему ободу 1 и торцами 7 к верхнему ободу 2. На лопастях 3, в местах примыкания к нижнему ободу 1, устанавливают электрорадиационные нагреватели 8.

При изготовлении рабочего колеса производят сборку механически обработанных лопастей 3 и верхнего обода

2 путем приварки соединяющих их жестких связей (на чертеже не показано).

Затем производят окончательную сварку лопастей 3 по торцам 7 с верхним ободом 2. Подогрев верхнего обода 2 с лопастями 3 осуществляют электрорадиационными нагревателями 8 пердд

1518568

4 сваркой до 175225оС. Подогрев осуществляют равномерно по всему периметру верхнего обода 2. В процессе на- грева верхний обод 2 с лопастяии 3

) закрывают асбестовым полотном. Конт5 роль sa температурой нагрева осуще-, ! ствляют в процессе сварки. При понижении температуры ниже 150 С сварка о не допускается. Контроль за температурой осуществляют термопарами, приваренными к лопастям 3 (на чертеже не показано). Сварку выпоЛняют электродами ЦП 51. Режимы сварки: электрод 4 4 сила тока Ie, 130 — 150 А; электрод 4 5 сила тука I 160 — 170 A.

Производят последующую териообработку по режиму: нагрев до 640+10 С,,выдержка 15 ч; скорость нагрева

50 С/ч; скорость охлаждения по 2"i0 C е о осоставляет 30 С/ч в интервале темпео„ ратур 250-150 С скорость охлаждения

15 С/ч, после температуры 150 С ох,лаждения на воздухе.

Производят механическую обработку торцов 6 лопастей 3 по поверхности сопряжения с нижним ободом 1, а затем приварку нижнего обода 1 к лопастям 3 (аналогично сварке лопастей 3 с верхним ободом 2) и:,опончательную териообработку колеса.

Производят предварительную механическую обработку рабочего колеса с оставлениеи припуска по 10 им на сто.рону по диаметру нижнего обода. Затеи проводят измерение. остаточных на- 35

| пряжений в указанных зонах лопастей, Измерение проводят малоразрушающим методом (отверстия ф 1,7 им, глубиной 1,2 мм) с помощью специальных трехкомпонентных тензорозеток на 8 лопастях (через 1 лопасть).

Перед окончательной механической обработкой рабочего колеса нижний обод 1 и среднюю часть о- лопастей 3 между выходными 5 и входными 4 кром45 ками нагревают электрорадиационными нагревателями 8 до 280-300 С. Нагрев. до заданной температуры производят в течение Зх ч (со скоростью

100 С/ч) с последующей выдержкой в 50 течение трех часов для выравнивания температуры по окружности обода с естественным охлаждением на воздухе.

Участки, колеса, не подвергаемые местному нагреву электрорадиационныии на- 55 гревателями 8, специального охлаждения не имеют.

Производят окончательную механическую обработку рабочего колеса и измерение остаточных напряжений во всех 15 лопастях у сварного шва, примыкающего к нижнему ободу на расстоянии 120 мм от торца выходной кромки и дополнительно на расстояниях 250 и 400 ми от торца выходной кромки на двух лопастях. Измерение деформации производят измерителем статических деформаций "ИСД-3".

Для сравнения проводят изготовление рабочего колеса гидромашины по способу- прототипу, включающему сварку лопастей с нижним и верхним ободами и термическую обработку колеса.

В результате использования предлагаемого способа для изготовления рабочего колеса гидроиашины установлено, что в средних зонах лопастей наблюдаются остаточные напряжения сжатия, которые составляют 20-30 ИПа, В средних зонах лопастей колес, изготовленных по известному способу, наблюдаются остаточные напряжения растяжения н они составляют 120-200 ИПа с рабочей стороны и 120 — 250 ИПа с нерабочей стороны лопасти.

Применение предлагаеиого способа позволяет существенно повысить эксплуатационную надежность 1,более 5 лет) работы рабочего колеса путем создания остаточных объемных напряжений сжатия в сварном соединении. Кроме того, значительно повышается сопротивление образованию усталостных трещин и разрушений лопастей при эксплуатации гидроиашин.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ изготовления рабочего колеса радиально-осевой гидромашины, включающий сварку лопастей с верхним и нижним ободами и последующую термообработку колеса, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем создания остаточных объемных напряжений сжатия в сварном соединении, после термообработки колеса нагревают нижний обод и средние части лопастей между выходными и входными кромками со скоростью 100-300 С/ч до температуры 250 - 350 С, охлаждают на воздухе. и проводят механическую обработку колеса-.

1518568

Составитель В.Русаненко

Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор O,Êðàâöoâà

Подписное

Тираж 415

Заказ 6585/40

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагари

II И

Г и на 101