大型汽轮发电机转子轴的修复再制造及疲劳寿命预测
发布时间：2021-07-18 20:48
本文以大型汽轮发电机转子轴为研究对象,针对其在发电厂运行过程中已经存在的转子轴轴承轴颈的过度磨损问题,采用激光熔覆的再制造修复方案进行加工再制造,并且对再制造后转子轴进行疲劳寿命预测分析。具体工作内容如下:本文先采用响应曲面分析法设计并开展一系列的激光熔覆参数试验,从而确定在转子轴基材上熔覆预制镍基合金粉末的最佳生产工艺参数。利用Desigh-Expert软件中Response Surface模块对最终数据进行方差定量分析,得出结论是在维持送粉量不变的时候,熔覆层高度对激光功率与扫描速度的响应都比较明显;用金相显微镜对多道搭接熔覆试样的表面形态和横截面质量进行了检测和定性分析,从而确定最佳的熔覆工艺参数组合:激光功率2000 W,送粉量84 g?min-1,扫描速度5 mm?s-1,在此参数下获得的熔覆试样具有高质量的熔覆层,无气孔和裂纹,且表面光滑。其次针对实现激光熔覆过程的自动化,对其中的激光扫描路径进行了研究。根据转子轴熔覆区域的特点提出基于等弧长插补法的扫描路径与基于等距离的“弓”字形扫描路径,研究对比表明前者更符合实际工程生产需求。...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碟片式激光器Fig2-1Disclasergenerator
中北大学学位论文9人。由于用途广泛、应用灵活，KR16-2尤其适合加工工业的绝大多数应用领域。如图2-2所示分别是机器人与其控制柜，表2-2所示是工作机器人性能参数的详细说明。表2-2机器人性能参数Table2-2Robotperformanceparameters性能指标性能参数负荷16kg最大工作范围1611mm轴数（自由度）6重复定位精度＜±0.05mm本体重量235kg图2-2机器人运动系统Fig2-2Robotmotionsystem2.1.3粉末供给系统激光再制造层的成形质量一定程度上受粉末输送质量的影响，粉末输送的稳定性、均匀性与连续性制约着表面的粗糙度、致密度、尺寸精度。可见，粉末输送系统是激光熔覆系统的关键一环。此次试验选用的送粉器如图2-3所示。
送粉器Fig2-3Powderfeeder
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于连续损伤力学的铝合金冲击局部损伤及后继疲劳寿命[J]. 倪阳,周储伟,喻溅鉴,邹静. 南京航空航天大学学报. 2019(01)
[2]绿色增材再制造技术[J]. 朱胜,周超极,周克兵. 中国机械工程. 2018(21)
[3]新时代中国特色再制造的创新发展[J]. 徐滨士. 中国表面工程. 2018(01)
[4]25Cr2Ni4MoV材料强度与硬度之间的关系[J]. 谭鹏程,王立. 电机技术. 2017(06)
[5]绿色激光再制造技术及其应用[J]. 邵珠强,李娜,王晓成,张勇,胡增荣. 装备制造技术. 2017(06)
[6]激光熔覆再制造复杂轴类零件的轨迹规划[J]. 黄勇,孙文磊,陈影. 红外与激光工程. 2017(05)
[7]基于光内送粉技术的激光加工机器人曲面熔覆试验研究[J]. 姜付兵,石世宏,石拓,傅戈雁,朱刚贤. 中国激光. 2015(08)
[8]基于激光加工机器人的光内送粉变基面熔覆研究[J]. 朱刚贤,石世宏,傅戈雁,史建军,杨轼,孟伟栋,姜付兵. 中国激光. 2015(03)
[9]基于NURBS的航空发动机叶片焊接修复的轨迹规划[J]. 戴士杰,张熠,王志平,邢志伟. 焊接学报. 2015(01)
[10]再制造技术体系及典型技术[J]. 孙晓峰,史佩京,邱骥,马世宁. 中国表面工程. 2013(05)
博士论文
[1]半导体激光熔覆再制造汽轮机转子的关键技术研究[D]. 郭士锐.浙江工业大学 2014
[2]面向再制造的等离子喷涂层结构完整性及寿命预测基础研究[D]. 张显程.上海交通大学 2007
[3]零件剩余疲劳寿命预测方法与产品可再制造性评估研究[D]. 张国庆.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]汽轮发电机转轴损伤表面焊接修复控性技术研究[D]. 嵇明辉.上海交通大学 2017
[2]KKD客车车轮踏面剥离成因初探[D]. 陶功权.西南交通大学 2013
[3]1.5MW风力发电机转子轴颈激光熔覆修复工艺研究[D]. 刘宝銮.湖南大学 2012
[4]基于温度场试验的铝合金活塞疲劳寿命预测研究[D]. 李慧.中北大学 2012
[5]42CrMo机车零件焊接修复及其磁痕分析[D]. 张浩鑫.兰州理工大学 2011
[6]激光熔覆及快速成形专用镍基粉末的研制[D]. 姚秀军.山东大学 2006
[7]基于累积损伤及断裂力学理论的高强螺栓疲劳寿命估算[D]. 焦晋峰.太原理工大学 2005
本文编号：3290337
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碟片式激光器Fig2-1Disclasergenerator
中北大学学位论文9人。由于用途广泛、应用灵活，KR16-2尤其适合加工工业的绝大多数应用领域。如图2-2所示分别是机器人与其控制柜，表2-2所示是工作机器人性能参数的详细说明。表2-2机器人性能参数Table2-2Robotperformanceparameters性能指标性能参数负荷16kg最大工作范围1611mm轴数（自由度）6重复定位精度＜±0.05mm本体重量235kg图2-2机器人运动系统Fig2-2Robotmotionsystem2.1.3粉末供给系统激光再制造层的成形质量一定程度上受粉末输送质量的影响，粉末输送的稳定性、均匀性与连续性制约着表面的粗糙度、致密度、尺寸精度。可见，粉末输送系统是激光熔覆系统的关键一环。此次试验选用的送粉器如图2-3所示。
送粉器Fig2-3Powderfeeder
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于连续损伤力学的铝合金冲击局部损伤及后继疲劳寿命[J]. 倪阳,周储伟,喻溅鉴,邹静. 南京航空航天大学学报. 2019(01)
[2]绿色增材再制造技术[J]. 朱胜,周超极,周克兵. 中国机械工程. 2018(21)
[3]新时代中国特色再制造的创新发展[J]. 徐滨士. 中国表面工程. 2018(01)
[4]25Cr2Ni4MoV材料强度与硬度之间的关系[J]. 谭鹏程,王立. 电机技术. 2017(06)
[5]绿色激光再制造技术及其应用[J]. 邵珠强,李娜,王晓成,张勇,胡增荣. 装备制造技术. 2017(06)
[6]激光熔覆再制造复杂轴类零件的轨迹规划[J]. 黄勇,孙文磊,陈影. 红外与激光工程. 2017(05)
[7]基于光内送粉技术的激光加工机器人曲面熔覆试验研究[J]. 姜付兵,石世宏,石拓,傅戈雁,朱刚贤. 中国激光. 2015(08)
[8]基于激光加工机器人的光内送粉变基面熔覆研究[J]. 朱刚贤,石世宏,傅戈雁,史建军,杨轼,孟伟栋,姜付兵. 中国激光. 2015(03)
[9]基于NURBS的航空发动机叶片焊接修复的轨迹规划[J]. 戴士杰,张熠,王志平,邢志伟. 焊接学报. 2015(01)
[10]再制造技术体系及典型技术[J]. 孙晓峰,史佩京,邱骥,马世宁. 中国表面工程. 2013(05)
博士论文
[1]半导体激光熔覆再制造汽轮机转子的关键技术研究[D]. 郭士锐.浙江工业大学 2014
[2]面向再制造的等离子喷涂层结构完整性及寿命预测基础研究[D]. 张显程.上海交通大学 2007
[3]零件剩余疲劳寿命预测方法与产品可再制造性评估研究[D]. 张国庆.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]汽轮发电机转轴损伤表面焊接修复控性技术研究[D]. 嵇明辉.上海交通大学 2017
[2]KKD客车车轮踏面剥离成因初探[D]. 陶功权.西南交通大学 2013
[3]1.5MW风力发电机转子轴颈激光熔覆修复工艺研究[D]. 刘宝銮.湖南大学 2012
[4]基于温度场试验的铝合金活塞疲劳寿命预测研究[D]. 李慧.中北大学 2012
[5]42CrMo机车零件焊接修复及其磁痕分析[D]. 张浩鑫.兰州理工大学 2011
[6]激光熔覆及快速成形专用镍基粉末的研制[D]. 姚秀军.山东大学 2006
[7]基于累积损伤及断裂力学理论的高强螺栓疲劳寿命估算[D]. 焦晋峰.太原理工大学 2005
本文编号：3290337
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