2500KW汽轮机转子加工关键工艺研究

发布时间：2017-10-19 13:15

  本文关键词：2500KW汽轮机转子加工关键工艺研究

  更多相关文章： 镍基高温合金 汽轮机转子 表面粗糙度 复合喷雾冷却 颤振

【摘要】：作为一种以蒸汽为动力,并将蒸汽的热能转化为机械功的旋转机械,汽轮机在各种能源转换机械中,有着不可替代的作用,它是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。汽轮机的复杂苛刻工况导致对其复杂零部件的机械加工制造质量有极高的要求。汽轮机转子是一种典型的复杂成型表面,其加工涉及高温合金难加工材料、高成形精度和高表面完整性等特殊要求。由于汽轮机转子的加工质量直接影响到最终的发电机组发电效率和使用寿命,对转子加工工艺进行深入研究,一直是难加工材料切削领域的重要研究课题。本项目在总结国内外有关高温合金加工切削工艺的基础上,研究采用镍基高温合金(30Cr2Ni4MoV)的汽轮机低压转子端面的加工工艺。主要研究内容与结论如下:首先,研究了包括干切削、最小冷却液法、低温冷风法和低温冷风复合喷雾冷却法等多种冷却润滑方式对镍基高温合金加工质量的影响。从刀具磨损、切削温度以及已加工表面的粗糙度等方面进行了深入分析,研究结果表明,采用复合喷雾法可以获得最佳的加工表面质量。其次,在采用复合喷雾冷却润滑方式的基础上,分析了包括主轴转速、切削深度以及进给量等不同的切削用量,对刀具磨损、加工表面粗糙度等的影响,研究刀具磨损形貌和磨损机理。获得了切削转子端面的最优加工工艺参数。再次,对转子端面的加工过程进行颤振测量试验;采集并分析了测自转子加工机床的刀尖、主轴和尾座三部分在切削加工过程中的频率变化信号。分析结果表明,颤振主体的为刀尖,并在此基础上提出改进措施。最后,对转子平衡孔、轮槽进行了加工工艺优化试验研究。在理论分析和前期试验基础上,提出了平衡孔、轮槽等关键环节的优化加工方法。通过对刀具的改进、加工方法的优化和加工工艺参数的调整,达到了保证零件较高的加工精度、刀具寿命可靠、效率较高以及降低成本的目的。
【关键词】：镍基高温合金 汽轮机转子 表面粗糙度 复合喷雾冷却 颤振
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK263.61
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 项目提出的目的及意义7-10
• 1.1.1 高温合金的性能、分类及其发展7-8
• 1.1.2 镍基合金的切削特性8-9
• 1.1.3 镍基高温合金的切削加工现状研究9-10
• 1.2 低温冷风复合喷雾冷却方式的机理及应用现状10-11
• 1.2.1 冷却方式概述10-11
• 1.2.2 低温冷风切削研究现状11
• 1.2.3 低温冷风复合喷雾切削研究现状11
• 1.3 表面粗糙度11-12
• 1.3.1 表面粗糙度概述12
• 1.3.2 提高表面粗糙度值的措施12
• 1.4 本项目的研究内容12-14
• 第二章 切削参数对加工过程的影响14-32
• 2.1 工件材料及性能14
• 2.2 切削系统14-17
• 2.2.1 刀具的选择14-15
• 2.2.2 车床15-16
• 2.2.3 低温冷风复合喷雾切削复合喷雾装置16-17
• 2.3 测量系统17-19
• 2.4 试验方案设计19-21
• 2.4.1 冷却润滑方式对比试验19
• 2.4.2 切削用量对比的单因素试验19-20
• 2.4.3 基于提高表面粗糙度的切削用量正交试验优化20-21
• 2.5 冷却润滑方式对切削温度和表面粗糙度的影响21-23
• 2.5.1 冷却润滑方式对切削温度的影响21-22
• 2.5.2 冷却润滑方式对表面粗糙度的影响22-23
• 2.6 切削用量对表面粗糙度的影响23-25
• 2.6.1 切削速度的影响23
• 2.6.2 进给量的影响23-24
• 2.6.3 切削深度的影响24-25
• 2.7 冷却方式对刀具磨损的影响25-26
• 2.8 切削用量对刀具磨损的影响26-29
• 2.8.1 切削速度的影响26-27
• 2.8.2 进给量的影响27-28
• 2.8.3 切削深度的影响28-29
• 2.9 以最小RA为目标的切削参数正交试验优化分析29-30
• 2.10 本章小结30-32
• 第三章 车床切削颤振试验32-46
• 3.1 试验材料与设备32-33
• 3.2 试验参数33
• 3.3 切削时的振动33-44
• 3.3.1 空载切削时的振动33
• 3.3.2 切削用量与切削振动的关系33-43
• 3.3.3 地基振动情况43-44
• 3.4 切削颤振改善方法44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 转子平衡孔、轮槽加工工艺优化46-58
• 4.1 试验方案46-52
• 4.1.1 汽轮机转子孔槽结构工艺性加工难点分析46-48
• 4.1.2 汽轮机孔槽优化前加工方案48-52
• 4.2 试验优化改进52-56
• 4.2.1 汽轮机转子轮槽优化加工方案52-54
• 4.2.2 汽轮机转子平衡孔优化加工方案54-56
• 4.3 本章小结56-58
• 第五章 结论58-60
• 参考文献60-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文63-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 王明海;于超;单宝峰;;K477镍基高温合金切削加工预测模型的建立及切削参数优化[J];机械设计与制造;2012年04期

2 孙克江;;浅谈高温合金的切削加工[J];科技与企业;2012年01期

3 黄瓯;余炎;;我国百万千瓦级以上核电汽轮机组现状及发展[J];发电设备;2010年05期

4 何宁;;高速切削应用技术[J];金属加工(冷加工);2009年22期

5 刘战强 ,艾兴;高速切削刀具磨损寿命的研究[J];工具技术;2001年12期

6 陈德成,铃木康夫,加茂进;冷风切削加工对不锈钢加工表面的效果[J];机械工程学报;1999年04期

7 ;NICKEL-BASE ALLOY SHEET ALLOYS USED IN AEROSPACE APPLICATIONS[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);1996年06期

8 胡华南;徐大源;张崇高;;高温合金切削加工技术现状与展望[J];安徽工学院学报;1990年04期

，

本文编号：1061295