CN103157765A - 大型汽轮机静叶片树脂砂铸造全抛磨成型装置 - Google Patents

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Abstract

一种大型汽轮机静叶片树脂砂铸造全抛磨成型装置，树脂砂铸造装置型砂强度高、尺寸稳定、型砂流动性好、溃散性好以及能耗低、旧砂回收利用，而且全抛磨成型效果好；叶片竖直排列在架上进炉，由于竖直放置的叶片有一定的宽度，增加了叶片的抗弯力矩，因而较有效地防止了叶片自重引起的弯曲变形；对变形叶片进行矫形处理。

Description

大型汽轮机静叶片树脂砂铸造全抛磨成型装置
所属技术领域
本发明涉及一种机加工成型装置，主要是针对大型汽轮机静叶片树脂砂铸造全抛磨成型装置。
技术背景
目前，现有的技术是采用模锻(铸造)毛坯，机加工成型装置制造。由于生产周期长、成本高、效率低及占用大型精密加工机床等，已成为制约汽轮机生产发展的因素。我们采用树脂铸造装置生产无加工余量的全抛磨成型叶片的装置。
发明内容
为了避免生产周期长、成本高、效率低及占用大型精密加工机床，本发明提供一种大型汽轮机静叶片树脂砂铸造全抛磨成型装置。树脂砂铸造装置不仅型砂强度高、尺寸稳定、型砂流动性好、溃散性好以及能耗低、旧砂回收利用，而且全抛磨成型效果好。
本发明为了解决其技术问题所采取的技术方案是：通过实例1：树脂砂铸造生产“851”静叶毛坯的装置试验、实例2：“710”静叶片内背弧全抛磨成型装置试验对比，大型汽轮机静叶片树脂砂铸造全抛磨成型装置是可行的，是大型静叶片的一种新的生产装置。
本发明的有益效果是：所述的一种大型汽轮机静叶片树脂砂铸造全抛磨成型装置，是一种新型的生产装置，采用树脂砂铸造装置不仅型砂强度高、尺寸稳定、型砂流动性好、溃散性好以及能耗低、旧砂回收利用，而且全抛磨成型效果好。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步说明：
图1为叶片自重引起弯曲变形图，1是叶片
图2为叶片冷却收缩变形图，2是内弧收缩
图3为叶片入炉热处理时放置位置图
图4为叶片矫形示意图
具体实施方式
实例1
树脂砂铸造生产“851”静叶毛坯的装置试验
“851”静叶是我厂300MW机组低压末级静叶，其机构复杂(波浪形曲面)，叶高度996mm，最大弦度330mm，最小弦度190mm，最大厚度：大头70mm，小头37mm，叶片净重64.5kg，叶片要求高需求量大，一直是一个关键的零件，过去采用的铸造毛坯，大型仿形刨加工成型，毛坯由精铸车间采用防陶瓷型装置铸造，由于供不应求。为此，我们选用“851”静叶片作为试验叶片。
1.采用金属模树脂砂铸造，预放加工余量单边4mm，每箱浇两片，缝隙浇口，保温冒口，每箱浇铸重量250kg，毛坯重90kg，铸造件出品率72％。
2.叶片在铸态，热处理后及加工时都测量了型线和毛坯余量分布情况如下：
Figure BSA00000643243300021
3.从何测量结果看，毛坯大多都比较均匀，只是在出气边出现在少量的变形，叶片背弧余量普遍比预防量增大1.5～2.0mm，分析可能是由于热处理变形，铸造时金属模的误差，涂料涂刷不均匀及合型时中分面抬高等因素造成。
实例2
“710”静叶片内背弧全抛磨成型装置试验
“710”静叶是我厂200MW机组末级导片，叶片高712mm，大头弦宽183mm，小头弦宽117mm，最大厚度：大头42.28小头21.66mm，是一种辐射型叶片，型线结构较“851”静叶简单，过去由于考虑到锻模的制造费用及周期(一套锻模造价约40～50万元，制造周期约1～2年)，因而一直借用“800”静叶的毛坯加工，其加工余量大，耗时长，生产成本高，为工厂生产考虑，股选用“710”静叶进行少余量铸造装置试验。
试验方法
从大余量铸造到少量铸造，存在的主要问题是铸件的尺寸误差及变形，从经验上看，铸件的尺寸误差主要由母模的精度、涂料的厚度及均匀性、中分面倾斜及抬高等因素引起，一般情况下变形较小，因而铸件变形大多由热处理引起，为此，在试验中采取里如下措施：
a.修准母模：铸件收缩按20％计算，抛磨余量均匀放1mm，型线漏光控制在0.5mm以内，并根据叶片抛磨时反映的余量分布情况进一步修正母模。
b.控制涂料的粘度，并严格控制操作装置、以保证涂料层的厚度及均匀性。
c.严格控制合箱操作，并成功地取消了分型面上防跑火用石棉绳(已纳入装置)
d.热处理变形的防止
导致热处理变形的因素很多，在一般情况下，主要有以下两种：其一自重引起的弯曲变形，如图1.由于叶片一般都放在支架上入炉热处理，当温度逐渐上升，叶片刚性下降后，就会在自重作用下产生弯曲变形。其二是叶片不均匀冷却变形，如图2.
在一般情况下，由于内弧比背弧的冷却条件差，往往背弧先冷却收缩，由于此时叶片内背弧均成塑性状态，因而导致叶片内弧冷却收缩时，由于背弧已有较高的强度和刚度，因而不能压缩而形成变形，要防止叶片变形，就必须避免出现上述两种情况，经过多次试验，我们取得了较为成功的经验(见图3)。叶片竖直排列在架上进炉，由于竖直放置的叶片有一定的宽度，增加了叶片的抗弯力矩，因而较有效地防止了叶片自重引起的弯曲变形。同时，由于叶片内弧紧靠背弧排列，内背弧冷却条件基本一致，因而也大大降低了因冷却不均匀造成的收缩变形。
e.矫形：变形是热加工行业中难以避免的问题，虽然我们采取了上述一系列措施使叶片变形大大减小，但部分叶片仍然存在一定的变形，因此，对变形叶片必须进行矫形处理。矫形在50t压力机进行(图4)，矫形后用样板及平尺测量，直到达到装置要求为止。

Claims (3)

1.大型汽轮机静叶片树脂砂铸造全抛磨成型装置，其特征是：树脂砂铸造装置型砂强度高、尺寸稳定、型砂流动性好、溃散性好以及能耗低、旧砂回收利用，而且全抛磨成型效果好。
2.根据权利要求1所述的大型汽轮机静叶片树脂砂铸造全抛磨成型装置，其特征是：叶片竖直排列在架上进炉，竖直放置的叶片有一定的宽度，增加了叶片的抗弯力矩，因而较有效地防止了叶片自重引起的弯曲变形。
3.根据权利要求1所述的大型汽轮机静叶片树脂砂铸造全抛磨成型装置，其特征是：对变形叶片进行矫形处理。
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