في تطوير أقراص توربينات الغاز، تعد فتحات قضبان الربط ميزة أساسية لتوصيل الدفاعات المتجاورة، وتؤثر دقة موضعها بشكل مباشر على جودة تجميع دوار توربين الغاز. تم استكشاف تكنولوجيا معالجة فتحات قضبان الربط في أقراص عجلة توربينات الغاز، ومن خلال تحديد المواقع بدقة عالية ومعالجة الحفر الصعبة، من المتوقع توفير مرجع فني لمعالجة فتحات قضبان الربط في أقراص عجلة توربينات الغاز.
#01
باعتبارها المكون الأساسي لتوربينات الغاز، فإن دافعة التوربينة لديها هيكل معقد وتتطلب دقة معالجة عالية. إن تطوير عملياتها وتصنيع المنتجات النهائية هما المفتاح. من بينها، تعمل فتحة قضيب الربط كهيكل ربط بين الدفاعات المتجاورة، وأهميتها واضحة [1-3].
كما هو موضح في الشكل 1، يتم توصيل دافعة التوربين عن طريق شبكة مسننة طرفية قوسية بين المراحل، ويتم تجميعها في الدوار عن طريق إدخال قضبان ربط من خلال 12 فتحة قضيب ربط موزعة محيطيًا على سطح القرص. نظرًا لأن الأسنان الطرفية القوسية لها وظيفة التمركز الذاتي، فلا يمكن تعديل موضع فتحة قضيب الربط بعد ربط الدفاعات المجاورة ذات المرحلتين. ولذلك، يتم وضع متطلبات عالية للغاية على موضع ثقب قضيب التعادل.
صورة
الشكل 1: مخطط اتصال نظام عمود التوربينات
يبلغ قطر فتحة قضيب الربط 42 مم، والتي تتم معالجتها بشكل عام عن طريق الحفر والممل. تتجاوز نسبة العرض إلى الارتفاع القصوى 5 أضعاف القطر، وتتطلب قيمة خشونة السطح Ra=1.6μm، مما يشكل تحديًا كبيرًا لعملية التجويف.
في ضوء متطلبات المعالجة ذات الصعوبة العالية المذكورة أعلاه، فإننا نركز بشكل رئيسي على جانبين: تحديد المواقع بدقة عالية والتجويف ذو الصعوبة العالية.
2.1 تقنية معالجة موضع ثقب قضيب التعادل
متطلبات الرسم لفتحات قضبان الربط هي: φ42.58mm، الموضع φ0.12mm، والأسطوانة 0.012mm. من أجل ضمان التجميع السلس، تمت زيادة متطلبات العملية إلى: φ42.58mm، الموضع φ 0.05mm، والأسطوانة 0.012mm. لذلك، مطلوب التحقق من اختبار العملية. يحاكي هذا الاختبار معالجة فتحات قضيب ربط المكره، ويظهر هيكل العينة في الشكل 2. يتم استخدام آلة الحفر والطحن، وطريقة التثبيت عبارة عن لوحة تثبيت حديدية بزاوية، ويتم تثبيت العينة عموديًا.
صورة
الشكل 2: قطعة اختبار ثقب قضيب التعادل
(1) الطريقة التقليدية لمعالجة الثقب الموزع محوريًا هي "تحويل مركز" مؤشر قرص الرافعة، والعثور على موضع الساعة 4 على يسار ويمين السماء والأرض، وتحديد مركز الدائرة، واستخدام مثقاب T لحفر الثقب السفلي وفقًا لدائرة الملعب φ420 مم، وحفر ثقب قضيب الربط بدقة.
1) نتائج الكشف عن ثلاثة إحداثيات. الحد الأقصى لقيمة الموضع هو 0.0756 مم، والدائرة الخارجية ذات الاستدارة D600 مم هي 0.0056 مم (انظر الجدول 1).
الجدول 1: أول صورة لبيانات الكشف عن الإحداثيات الثلاثة
2) فرز البيانات. كما هو مبين في الشكل 3، يتم إزاحة موضع الثقب بشكل عام إلى الاتجاه Y الموجب.
صورة
الشكل 3: مخطط بيانات الكشف ثلاثي الإحداثيات
3) تحليل البيانات. بأخذ الموضع I في الشكل 3 كمثال، يكون انحراف اتجاه X صغيرًا والإزاحة حوالي 0.01 مم؛ انحراف الاتجاه Y كبير والإزاحة حوالي 0.035mm. الاتجاه Y هو العامل المؤثر الرئيسي في انحراف الموضع. إذا تم استبعاد إزاحة الاتجاه Y البالغة 0.03 مم، فسيتم تحسين وضع تحديد المواقع بشكل كبير، ويكون المحيط العام للنقاط المقاسة أفضل، مما يدل على أن دقة تحديد المواقع المتكررة لأداة الآلة نفسها أفضل. يتم عرض بيانات الزاوية بعد تحويل بيانات الكشف ثلاثية الإحداثيات في الجدول 2. ويمكن أن نجد بوضوح أن الإزاحة الرئيسية تكون في الاتجاه Y.
الجدول 2: أول بيانات تحويل الكشف عن الإحداثيات الثلاثة [الوحدة: (الدرجة)] الصورة
4) تحليل السبب المحتمل. طريقة محاذاة الاتجاه X هي: يلمس مؤشر قرص الرافعة نقطتين على الدائرة الخارجية للعينة في الاتجاهين الأيسر والأيمن لتحديد الاتجاه الأفقي؛ طريقة محاذاة الاتجاه Y هي: يلمس مؤشر قرص الرافعة نقطتين على الدائرة الخارجية للعينة في الاتجاهين العلوي والسفلي لتحديد الاتجاه الرأسي. الاتجاه لتحديد الموضع المركزي للعينة. هنا، عندما يلامس مؤشر قرص الاتجاه Y نقطتي الدائرتين الخارجيتين العلوية والسفلية، بسبب خطورة قلم مؤشر القرص، فإنه قد يتأخر أو يتراجع، مما يؤدي إلى انحراف بين الموضع الفعلي والموضع المعروض. بعد اكتمال معالجة الثقب، قد يكون هذا هو العامل الرئيسي الذي يسبب انحراف الاتجاه Y. بالإضافة إلى ذلك، دقة مؤشر القرص هي 0.01mm، وسيؤثر خطأه أيضًا على انحراف الاتجاه Y، وهو عامل تأثير ثانوي ذو تأثير صغير. الاتجاه X في الاتجاه الأفقي، ولا يوجد انحراف نسبي في الموضع بسبب الجاذبية. العامل المؤثر هو الخطأ في دقة مؤشر القرص نفسه، والذي يكون له تأثير أقل وأداء أفضل.
(2) طريقة التحسين: استخدم مؤشر قرص الرافعة المذكور أعلاه "لقلب المركز" للعثور على المركز وحفر فتحتين في البداية في مواضع متماثلة. يقوم مؤشر القرص بقياس الحجم من نقطة الدائرة الخارجية في كل اتجاه إلى أقصى نهاية الثقب خلال حركة أداة الآلة، ثم يقوم بطرح مجموعتي البيانات في الاتجاهين X وY على التوالي للحصول على قيم الانحراف في يتم تعويض اتجاهي X وY، ويتم أخيرًا ملل 12 ثقبًا بدقة.
كما هو موضح في الشكل 4، فإن تعويض الاتجاه X هو البيانات المقاسة بهذه الطريقة هي قيم نسبية، والتي يمكن أن تقضي على تأثير الجاذبية على تراجع مؤشر الاتصال. وفي الوقت نفسه، نظرًا لأن القياس هو نفس مؤشر الاتصال، فيمكن أيضًا التخلص من تأثير خطأ الدقة لأداة القياس. بعد المملة الدقيقة، أعد التحقق من بيانات الموقع باستخدام ثلاثة إحداثيات. استناداً إلى الطريقة المذكورة أعلاه، تم إجراء اختبار المعالجة الموضعية الثاني. تظهر حالة المعالجة في الشكل 5.
صورة
الشكل 4: تنسيق مخطط التعويض
صورة
أ) الدولة 1 ب) الدولة 2
الشكل 5: حالة المعالجة
1) نتائج الكشف عن ثلاثة إحداثيات. الحد الأقصى لدرجة الموضع هو 0.0501 ملم (انظر الجدول 3).
الجدول 3: الصورة الثانية لبيانات الكشف عن الإحداثيات الثلاثة
2) فرز البيانات. يتم عرض بيانات التحويل للكشف الثاني للإحداثيات الثلاثة في الجدول 4.
الجدول 4: بيانات تحويل الكشف عن الإحداثيات الثلاثة الثانية [الوحدة: (الدرجة)] الصورة
3) تحليل البيانات. اتجاهات الإزاحة الرئيسية للفتحة هي اتجاه X السالب واتجاه Y الموجب، وتتميز دائرة الملعب باستدارة جيدة. على أساس طريقة المعالجة هذه، تم تحسين درجة تحديد المواقع إلى حد ما.
(3) طريقة التحسين الثانية بناءً على الطريقة المذكورة أعلاه، تم إجراء اختبار المعالجة الموضعية الثالث، وتم تغيير طريقة التغذية إلى تغذية الطاولة.
1) نتائج الكشف عن ثلاثة إحداثيات. الحد الأقصى لقيمة الموضع هو 0.0269 مم، ودورة الملعب لـ 12 فتحة هي 0.0106 مم (انظر الجدول 5).
الجدول 5: الصورة الثالثة لبيانات الكشف عن الإحداثيات الثلاثة
2) فرز البيانات. يتم عرض بيانات التحويل للكشف الثالث للإحداثيات الثلاثة في الجدول 6.
الجدول 6: بيانات تحويل كشف الإحداثيات الثلاثة الثالثة [الوحدة: (الدرجة)] الصورة
3) تحليل البيانات. استدارة الملعب للفتحة أفضل. تعمل طريقة المعالجة هذه على تحسين موضع فتحة قضيب الربط بشكل كبير.
2.2 بحث حول معالجة الثقوب الصعبة
مادة دافع المرحلة الرابعة للتوربين هي 21501-5 (درجة المصنع)، والتي تحتوي على نسبة عالية من الكروم والنيكل، وأداء قطع المواد ضعيف، ونسبة الطول إلى القطر لفتحة قضيب الربط تتجاوز 5 مرات القطر، مما يجعل المعالجة المملة صعبة.
يعتمد هذا الاختبار على كتلة اختبار المواد المتجانسة للمكره، ويتم استخدام نفس آلة الحفر والطحن كمعدات.
1) شريط أدوات مملة والتر المعياري. عند استخدام أدوات الثقب التقليدية لمعالجة الثقوب ذات نسبة العرض إلى الارتفاع الكبيرة، تكون أنماط اهتزاز السطح واضحة والمعالجة ليست مثالية. وتظهر معلمات القطع في الجدول 7.
الجدول 7 معلمات القطع 1
صورة
2) اختر شريط أدوات مملة للتخميد المضاد للاهتزاز. يتم عرض معلمات القطع في الجدول 8. تتآكل إدخالات Kyocera بسرعة أثناء الاستخدام، لذلك نستخدم مجموعة من شريط أدوات التخميد المضاد للاهتزاز + Taguk TCMT 110204 FG CT3000 (أو Sandvik Coromant TCGT 110204L-K1125) لمعالجة مثل هذه الثقوب العميقة. مقارنة جودة المعالجة جيدة. تظهر مقارنة جودة السطح في الشكلين 6 و7.
الجدول 8: معلمات القطع 2
صورة
صورة
الشكل 6: نوعية السطح رديئة
صورة
الشكل 7: جودة سطح أفضل
#03
صورة
تطبيق تكنولوجيا تصنيع ثقب قضيب التعادل عالية الدقة على المكره التوربيني
صورة
3.1 خطة لقط
تعتمد المكره طريقة تركيب لوحة الحديد الزاوية ويتم تثبيتها عموديًا. قبل التثبيت، تأكد من أن السطح الرأسي لزاوية الحديد متعامد مع المحور Z لأداة الآلة. قم بحساب وتحديد موضع كتلة الوسادة بناءً على ارتفاع الكتلة على شكل V والأبعاد الكلية للمكره. جميع المواضع الملامسة لقطعة العمل محمية بالحديد المكسو بالنحاس (انظر الشكل 8).
صورة
الشكل 8: طريقة تثبيت دافعة التوربينات
بعد التثبيت، قم بمحاذاة موضع لوحة ضغط المكره عند 4 نقاط على الجانبين الأيسر والأيمن للوجه النهائي، مع وجود خطأ أقل من أو يساوي 0.01 مم.
3.2 مسار المعالجة
مسار المعالجة لثقب قضيب ربط دافعة التوربين هو حفر الثقب السفلي ← الحفر الخشن ← الحفر الناعم. أولاً، يتم استخدام طرق المحاذاة التقليدية لإكمال المعالجة والتشطيب النصفي لفتحات قضيب الربط. ثانيًا، استخدم مؤشر قرص الرافعة والمحور X والمحور Y لأداة الآلة لقياس بيانات الطول A وB وC وD على التوالي (انظر الشكل 9). استخدم ميكرومتر القطر الداخلي لقياس قطري الفتحتين D1 (φ42.3mm) وD2 (φ42.3mm). 4 ملم).
صورة
الشكل 9: تنسيق بيانات التعويض
إزاحة المحور X هي [(A-D1/2)-(B-D2/2)]/2، وإزاحة المحور Y هي [(C-D1/2)-(D-D2/2)] / 2.
البيانات الواردة في الشكل 9 هي البيانات المقاسة أثناء المعالجة الفعلية. /2= 0.025 (مم)، أي أنه يتم ضبط الموضع الصفري لمحور X لأداة الآلة بمقدار 0.025 مم في الاتجاه الإيجابي. المحور Y: 321.25 ‒ (42.4/2)=300.05 (مم)، 321.33 ‒ (42.3/2)=300.18 (مم)، إزاحة المحور Y (300.18 ‒ 300.05) / {{ 24}}.065 (مم)، أي أداة الآلة Y يتم ضبط موضع المحور الصفري بمقدار 0.065 مم في الاتجاه السلبي.
أخيرًا، من خلال الحساب أعلاه، نستنتج أن مركز دائرة قطعة العمل X يتم ضبطه بمقدار {{0}}.025 مم في الاتجاه الإيجابي وY في الاتجاه السلبي بمقدار 0.065 مم. قم بتنفيذ المعالجة النهائية لـ 12 ثقبًا مع الحصول على مركز الدائرة الجديد.
3.3 تأثيرات التطبيق
بالنسبة للمكره المزود بفتحات قضيب ربط يتم تشكيلها من خلال هذه العملية، بعد شبكة ذاتية المركز لأسنان الوجه النهائي، تتمتع فتحات قضيب الربط للدفاعات المجاورة ذات المرحلتين بمحورية عالية، ويمكن إدخال قضبان الربط بحرية، وتوربينات الغاز تم تجميع الدوار بنجاح
#04
صورة
خاتمة
صورة
توفر الأبحاث حول تقنية معالجة ثقب قضيب الربط عالية الدقة لدفاعات توربينات الغاز ضمانًا لتجميع الجزء الدوار لتوربينات الغاز. في الوقت نفسه، يمكن استخدام هذه العملية على نطاق واسع في معالجة أنواع مختلفة من فتحات المصفوفة المحورية، والتي يمكنها تحسين جودة معالجة الأجزاء بشكل فعال وتحسين دقة تجميع المنتجات.
