重型燃气轮机压气机叶片机械加工技术研究

发布时间：2020-03-31 15:19

【摘要】：压气机叶片是燃气轮机的关键零件,直接影响着压气机工作性能和燃气轮机整机效率。其结构独特、形状复杂,属于典型的薄壁类零件,且加工精度高,致使加工效率低、成品率低。研究如何提高重型燃气轮机压气机叶片加工精度、加工效率具有重要工程意义和学术研究价值。论文主要研究工作如下:(1)压气机叶片结构反求与建模。采用三坐标测量仪对某型压气机叶片进行测量,获得叶片表面点云,并对点云信息进行降噪、曲线曲面拟合、叶片前后缘等特殊部位计算弥合等处理,建立叶片三维模型。(2)叶片机械加工过程规划。研究比较叶片铣削加工多种走刀方式,确定采用加工效率较高的螺旋走刀方式,并分析叶片加工误差因素,提出了相应的解决方案。(3)钛合金材料切削力及叶片变形量计算。研究钛合金切削性能,建立切削力计算模型,并对不同切削参数分别进行模拟计算,以获取合理的切削力;将该切削力施加在叶片模型上进行有限元静力学计算,获取叶片变形量,并总结叶片变形规律。(4)叶片加工变形补偿及仿真加工。通过反补偿原理对叶片变形量进行补偿,修正数控程序达到变形补偿目的。进行叶片数控仿真加工,完成重型燃气轮机压气机叶片加工。
【图文】：

轴流式压气机,结构示意图,压气机,重型燃气轮机

压气机由两大部分组成，即与压气机旋转轴相联接的轮盘和叶片构成压气机的转子、逡逑外部不转动的机匣和与机匣联接的叶片构成压气机的静子。转子上的叶片称为动叶，逡逑静子上的叶片称为静叶，如图１－２所示。逡逑轴流式压气机结构相对简单，具有流量大、效率高的优点，，其流量最高已经达到逡逑６８０ｋｇ／ｓ左右，效率目前为８０％？９０％。其缺点是单级的增压能力低，级压缩比一般逡逑为１．１５？１．３５。当前重型燃气轮机压气机的级数通常为１４？２２级，压比在１５？３０之逡逑间R[。逡逑ＢＷＵｒｍ逡逑图１－２轴流式压气机结构示意图逡逑下表为ＧＥ、西门子、三菱公司比较先进的Ｇ／Ｈ／Ｊ［级重型燃气轮机压气机的基本逡逑参数。逡逑表卜１邋Ｇ／Ｈ／Ｊ级重型燃气轮机压气机技术特征逡逑公司逦燃机型号逦压比逦级数逦流量ｋｇ／ｈ逦平均级压比逡逑ＧＥ逦９ＨＡ．０２逦２１．８逦１４逦９７８逦１．２５逡逑西门子逦ＳＧＴ－８０００Ｈ逦１９．２逦１２逦８００逦１．２６逡逑Ｍ

叶片加工,走刀步长,刀具路径

制造工艺过程分为毛坯制造和机械加工两大阶段，毛坯一般通过铸造或者锻造来完成，逡逑机械加工过程方法很多，如仿型加工、电解加工、数控加工等，部分还要进行抛光、逡逑涂层、电加工和表面热处理等。压气机叶片结构如图１－３所示。逡逑Ｉ逡逑图丨－３压气机叶片结构示意图逡逑叶身的加工不仅仅是保证叶片的型线精度，还要考虑很多其他的因素，这些因素逡逑都直接影响压气机的性能。比如，叶片的长度精度，最大厚度位置的影响、前缘后缘逡逑的影响，叶身积垢的影响及难抛光区域的粗糙度的影响，另外，由于压力面和吸力面逡逑对压气机的影响是不同的，所以在加工的时候应该有不同的标准，来提高压气机的性逡逑能。逡逑榫头不仅是叶片的尺寸基准，还直接决定着叶片在燃气轮机上的安装定位。榫头逡逑压力面作为叶片的尺寸基准，故有很高的精度要求。榫＇火一般为燕Ｍ形，枞树型等，逡逑结构复杂，加工难度大。榫头的加工重点在压力面的加丁．，压力面是叶片的设计基准，逡逑也是装配面。叶片的检测以及型面的加工都以Ｈ力面为基准
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG659;TK473

【参考文献】