SU301113A1 - METHOD OF MANUFACTURING A COMPOSITE ROTOR OF A POWERFUL TURBO-GENERATOR-PATENTNO-PHK ^ Y ^ FIRST LIBRARY - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURING A COMPOSITE ROTOR OF A POWERFUL TURBO-GENERATOR-PATENTNO-PHK ^ Y ^ FIRST LIBRARYInfo
- Publication number
- SU301113A1 SU301113A1 SU1368153A SU1368153A SU301113A1 SU 301113 A1 SU301113 A1 SU 301113A1 SU 1368153 A SU1368153 A SU 1368153A SU 1368153 A SU1368153 A SU 1368153A SU 301113 A1 SU301113 A1 SU 301113A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- rotor
- generator
- phk
- patentno
- library
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 13
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged Effects 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 1
Description
Изобретение относитс к энергетическому машиностроению, в частности к изготовлению крупных роторов турбогенераторов.The invention relates to power engineering, in particular to the manufacture of large rotors of turbo-generators.
В насто щее врем проблемным вопросом энергетического машиностроени вл етс создание мош,ных турбогенераторов, в частности генераторов атомных электростанций, имеющих при меньщих числах оборотов соответственно увеличенные крут щий момент и габариты ротора.Currently, the problem of power engineering is the creation of mosh turbogenerators, in particular nuclear power plant generators, which, at lower revolutions, have correspondingly increased torque and rotor dimensions.
Одним из факторов, ограничивающих освоение производства все более крупных турбогенераторов , вл етс трудность изготовлени поковок роторов.One of the factors limiting the development of the production of ever larger turbo generators is the difficulty of producing rotor forgings.
Так, например, дл генераторов атомной электростанции мощностью 500 мв по предварительным данным требуютс поковка весом 200 т и слиток весом 370 т.For example, for nuclear power plant generators with a capacity of 500 mV, according to preliminary data, a forging of 200 tons and an ingot of 370 tons is required.
Однако с увеличением размеров слитка и поковки снижаетс качество металла, так как возрастают ликваци , газонасыщенность, содержание и размеры неметаллических включений , уменьшаютс степень и равномерность укова, ухудшаетс прокаливаемость при термообработке . Кроме того, существенно снижаетс эффекти.вность дефектоскопии и контрол качества металла поковок.However, as the size of the ingot and forgings increases, the quality of the metal decreases, as liquation, gas saturation, content and dimensions of nonmetallic inclusions increase, the degree and uniformity of the hem decreases, and the hardenability during heat treatment deteriorates. In addition, the effect of defectoscopy and quality control of metal forgings is significantly reduced.
из предварительно сваренных заготовок, что позволит увеличить вес поковки до 140 т. Однако дальнейшее увеличение веса сварноковапых роторов ограничиваетс возможност ми оборудовани дл ковки и термообработки . Примерно на таком же уровне наход тс возможности мировой техники по производству цельных поковок роторов. В насто щее врем известен р д способовfrom pre-welded blanks, which will increase the weight of the forging to 140 tons. However, a further increase in the weight of the welded rotors is limited by the capabilities of the equipment for forging and heat treatment. At about the same level are the capabilities of world technology for the production of rotor forged whole forgings. Currently, a number of ways are known.
изготовлени составных роторов мощных турбогенераторов путем соосного соединени кольцевых секций между собой и с одной из концевых секций сваркой и ст гиванием элементов ротора в аксиальном направленииmanufacturing composite rotors of powerful turbo-generators by coaxially connecting the annular sections between themselves and with one of the end sections by welding and tightening the rotor elements in the axial direction
ст жками.Clicks.
Изготовление роторов генераторов без использовани цельнокованых заготовок основано на следующих двух методах:The manufacture of generator rotors without the use of solid-forged blanks is based on the following two methods:
1.Сборка из отдельных частей с последующей ст жкой механическими устройствами1. Assembly from separate parts with subsequent tightening by mechanical devices.
или предварительно нагретыми элементами.or preheated items.
2.Сборка из отдельных частей с последующей сваркой в цельный ротор.2. Assembly from separate parts with the subsequent welding in an integral rotor.
Каждый из этих методов имеет апецифические недостатки, значение которых возрастает с увеличением размеров роторов в такой степени , что они не могут быть успешно использованы дл изготовлени особо крупных роторов. Недостатки сборных роторов с центральнойEach of these methods has specific deficiencies, the value of which increases with the size of the rotors to such an extent that they cannot be successfully used for the manufacture of very large rotors. The disadvantages of precast rotors with central
ст жкой заключаютс в том, что крут щий момент передаетс только за счет сил трени между стыкующимис детал ми. Дл мощных генераторов, имеющих большие крут щие моменты, стыки ротора, расположенные ближе к приводной муфте, станов тс ненадежными , так как сила трени в этих стыках может оказатьс недостаточной дл передачи крут щего момента, особенно в случае короткого замыкани .The tightening is that the torque is transmitted only by the frictional forces between the joint parts. For high-power generators with large torques, the rotor joints closer to the drive coupling become unreliable, since the frictional force in these joints may be insufficient to transmit torque, especially in the case of a short circuit.
Недостатки сборных роторов с периферийными ст жками заключаютс в том, что периферийные ст жки неприменимы дл двухполюсных роторов, а дл крупных четырехполюсных роторов количество их стано витс столь большим, что дл равномерного их нагрул ;ени требуетс повышенна точность изготовлени , котора не может быть обеспечена обработкой на металлорежущих станках, примен емых в генераторостроении. При неравномерном нагружении периферийных ст жек возникает опасность расшатывани и вибраций элементов сборного ротора или разрушени отдельных ст жек.The disadvantages of prefabricated rotors with peripheral straps are that the peripheral straps are not applicable for bipolar rotors, and for large four-pole rotors the number of them becomes so large that they require increased manufacturing accuracy that can not be ensured by uniform loading. on metal-cutting machines used in generator construction. With uneven loading of the peripheral straps, there is a danger of loosening and vibrations of the elements of the assembled rotor or the destruction of the individual straps.
Недостатки сварных роторов (например, патент Броун-Бовери № 150099 или Э-шер Висе № 520324) заключаютс в том, что существующие методы сварки и дефектоскопии сварных соединений не могут гарантировать отсутстви дефектов, особенно в корневой части шва (непровары, включени , трещины). Веро тность возникновени этих дефектов возрастает с увеличением размеров роторов. Одновременно увеличиваетс опасность этих дефектов из-за увеличени нагрузок на сварные соединени . Дефекты сварных соединений , вл сь концентраторами напр жени , могут развиватьс под действием циклических раст гивающих напр жений, возникающих нри знакопеременном изгибе. Возможность развити дефектов увеличиваетс еще и тем, что нри сварке высокопрочных роторных сталей трудно гарантировать стабильную высокую пластичность и ударную в зкость.The disadvantages of welded rotors (for example, Brown-Bowery patent No. 150099 or E-Scher Visse No. 520324) are that existing methods of welding and testing of welded joints cannot guarantee the absence of defects, especially in the root of the seam . The likelihood of the occurrence of these defects increases with the size of the rotors. At the same time, the risk of these defects increases due to increased loads on the welded joints. Defects of welded joints, being stress concentrators, can develop under the action of cyclic tensile stresses arising at alternating bending. The possibility of developing defects is also enhanced by the fact that when welding high-strength rotary steels it is difficult to guarantee stable high ductility and toughness.
Целью изобретени вл етс предупреждение развити сварочных дефектов при длительном воздействии знакопеременных изгибающих моментов. Предлагаемый способ отличаетс тем, что элементы ротора ст гивают в аксиальном направлении после наложени сварных швов с усилием, обеспечивающим превышение напр жени сжати над изгибающими напр жени ми, возникающими при вращении ротора.The aim of the invention is to prevent the development of welding defects with prolonged exposure to alternating bending moments. The proposed method is characterized in that the rotor elements are tightened in the axial direction after the welds are applied with a force that ensures that the compressive stress exceeds the bending stresses that occur when the rotor rotates.
На чертеже приведена схема составного ротора.The drawing shows a diagram of the composite rotor.
Ротор состоит из образующего бочку набора соосно скрепленных кольцевых секций / с центрирующими выступами 2 на тордовых поверхност х. Секции соединены кольцевыми сварными щвами 3. С внещних торцовых сторон бочка сжата концевыми ведущей и ведомой секци ми и 5, соединенными ст жным стержнем 6. Обе концевые секции и стержень имеют в осевой части полости, при The rotor consists of a barrel-forming set of coaxially bonded annular sections / with centering lugs 2 on the tordovy surfaces. The sections are connected by circumferential welded grooves 3. The barrel is compressed with the end leading and driven sections and 5 connected by a stem rod 6 on the external end sides. Both end sections and the rod have in the axial part of the cavity,
сборке образующие единый канал 7 дл подсоединени к источнику теплоносител , например пара.the assembly forming a single channel 7 for connection to a source of heat carrier, for example, steam.
Ведуща секци 4 жестко соединена со смежной секцией бочки сваркой. Концева ведома секци 5 свободно прижата к торцовой поверхности (бочки) и соединена со стержнем винтовой резьбой.The master section 4 is rigidly connected to the adjacent section of the barrel by welding. The end of the driven section 5 is freely pressed against the end surface (barrel) and is connected to the rod by a screw thread.
Дл сжати сварных щвов 3 ведомую секцию 5 навинчивают на локально нагретый стерл ень 6. При этом температура теплоносител должна обеспечить заданные напр жени сжати сварных соединений при последующем охлаждении стержн .To compress the welds 3, the driven section 5 is screwed onto the locally heated ground 6. At the same time, the temperature of the heat transfer medium must provide the specified compressive stresses of the welded joints during the subsequent cooling of the rod.
Это открывает перспективы применени наиболее прогрессивных методов выплавки металла, в частности электрошлакового и вакуумно-дугового переплава, коренным образом улучшающих эксплуатационные и технологические свойства металла.This opens up prospects for the application of the most progressive methods of metal smelting, in particular, electroslag and vacuum arc remelting, which radically improve the operational and technological properties of the metal.
На данном чертеже все стыки частей ротора , образующих бочку, соединены кольцевыми сварными швами, кроме последнего стыка (наиболее удаленного от ведущей секции ) . Можно применить сварные соединени только на первых стыках, количество которых , а также глубина сварного шва определ ютс величиналш крут щих моментов, передаваемых стыками.In this drawing, all the joints of the rotor parts forming the barrel are connected by circumferential welds, except for the last joint (furthest from the lead section). It is possible to apply welded joints only at the first joints, the number of which, as well as the depth of the weld, are determined by the magnitude of the torques transmitted by the joints.
Расчеты показывают, что необходима глубина сварного шва обычно невелика. Даже дл первого стыка четырехполюсного ротора мощностью 2000 мв глубина щва составл ет 100-150 мм. При такой относительно небольшой глубине шва становитс возможным применение таких прогрессивных методов сварки, как электроннолучева сварка в вакууме.Calculations show that the required depth of the weld is usually small. Even for the first joint of a four-pole rotor with a capacity of 2000 mV, the depth of the schv is 100-150 mm. With such a relatively small weld depth, it becomes possible to use such advanced welding methods as electron beam welding in vacuum.
В случае необходимости размер сварного шва первого стыка может быть уменьшен путем увеличени размера первой сещии, что соответственно уменьшает крут щий момент, передаваемый первым стыком.If necessary, the weld size of the first joint can be reduced by increasing the size of the first section, which correspondingly reduces the torque transmitted by the first joint.
С целью унификации все сварные соединени могут быть одинаковыми (такими же как первое, наиболее нагруженное).For the purpose of unification, all welded joints may be the same (the same as the first, most loaded).
Усилие предварительного сжати сварных швов должно обеспечить создание в них напр жений сжати , исключающих возможность возникновени раст гивающих напр жений при воздействии изгибающего момента. Дл этого создаваемые осевые сжимающие напр жени должны превыщать расчетные изгибающие напр жени от собственного веса ротора . Сварно-сборна конструкци роторов позвол ет выполнить это условие с большим запасом. Например, дл сварно-сборного ротора генератора мощностью 2000 мв по схеме, приведенной на чертеже, дл наиболее нагруженных стыков могут быть созданы предварительные напр жени сжати , в 5 раз превышающие напр жени изгиба.The prestressing force of the welds should ensure the creation of compressive stresses in them, which exclude the possibility of tensile stresses when subjected to a bending moment. To do this, the generated axial compressive stresses must exceed the calculated bending stresses due to the rotor's own weight. The welded-assembled design of the rotors allows this condition to be fulfilled with a large margin. For example, for a welded-assembled rotor of a generator with a capacity of 2000 mV, according to the scheme shown in the drawing, for the most loaded joints, preliminary compressive stresses can be created that are 5 times higher than the bending stresses.
динеии кольцевых секций между собой и с одной из .концевых секций сваркой и ст гиванием элементов ротора в аксиальном направлении ст жками, отличающийс , тем, что, с целью предупреждени развити сварочных дефектов при длительном воздействии знакопеременных изгибающих .моментов, ст гивание элементов ротора в аксиальном нанравлении производ т после наложени сварных швов с усилием, обеспечивающим превыщение напр жени сжати над изгибающими напр жени ми , возникающими при вращении ротора .of the ring sections between themselves and from one of the end sections by welding and tightening the rotor elements in the axial direction with strings, characterized in that, in order to prevent the development of welding defects during prolonged exposure to alternating bending moments, the rotor elements are tightened in the axial The machining is performed after welding is applied with a force that ensures that the compressive stress exceeds the bending stresses that occur when the rotor rotates.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1612670A CH518642A (en) | 1969-10-31 | 1970-10-30 | Method for manufacturing the rotor of a turbo generator |
DE2053747A DE2053747B2 (en) | 1969-10-31 | 1970-11-02 | Process for the manufacture of the rotor Ines turbo generator |
AT984070A AT300101B (en) | 1969-10-31 | 1970-11-02 | Method for manufacturing the generator rotor of a turbine set |
GB5203470A GB1304204A (en) | 1969-10-31 | 1970-11-02 | |
US00086564A US3780428A (en) | 1969-10-31 | 1970-11-03 | Method of making generator rotor of turbogenerator unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU301113A1 true SU301113A1 (en) |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20070189894A1 (en) | Methods and apparatus for turbine engine rotors | |
TWI670918B (en) | Stacked flywheel rotor | |
SU301113A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING A COMPOSITE ROTOR OF A POWERFUL TURBO-GENERATOR-PATENTNO-PHK ^ Y ^ FIRST LIBRARY | |
EP2540963A2 (en) | Turbine disk preform, welded turbine rotor made therewith and methods of making the same | |
JP2009520603A (en) | Method for manufacturing a welded rotor in a low-pressure turbine | |
US4629353A (en) | Manganese steel shroud for pin | |
US3780428A (en) | Method of making generator rotor of turbogenerator unit | |
CN110315286A (en) | Welding process of integrated drill rod for blast furnace | |
CN112894120B (en) | Double-shaft-shoulder friction stir welding stirring head with 4 sets of auxiliary devices and method for welding medium-thickness steel piece curve butt weld joint by using stirring head | |
Chavdar et al. | Hot hydroforging of lightweight bimaterial gears and hollow products | |
CN104227187A (en) | Large cardan shaft flange welding method | |
US4627144A (en) | Method of making pin with manganese steel shroud | |
CN205380403U (en) | Online prosthetic devices of package cage shoe axle | |
JP2007105735A (en) | Friction welding method | |
CN102029511B (en) | Method for manufacturing novel wear-resistance brake hubs for oil drilling and workover rigs | |
JP2020029609A (en) | Treatment method for improving fretting fatigue strength | |
CN110788335B (en) | Forming method of composite piston pin | |
Rashid et al. | Topology optimization of rigid flanged couplings using finite element analysis | |
JPH11165221A (en) | Manufacture of gear wheel | |
SU303004A1 (en) | TURBOGENERATOR ROTOR | |
Gautam et al. | Influences of forced frequency and its Static Analysis of Kaplan Turbine Shaft with Different Engineering Materials | |
Martsynkovskyy¹ et al. | Check for updates Technology Support for Protecting Contacting Surfaces of Half-Coupling Shaft Press Joints Against Fretting Wear | |
BUERLIHAN et al. | Numerical study on Improving Fatigue Strength in Out-of-Plane Gusset Welded joints by Additional Weld Using Normal Welding Materials | |
JPH0413815A (en) | Method for relieving residual stress in rotor welding part | |
RU117843U1 (en) | DEVICE FOR PRECISION CENTERING OF SHAFT |