本文關鍵詞：2500KW汽輪機轉子加工關鍵工藝研究

  更多相關文章： 鎳基高溫合金 汽輪機轉子 表面粗糙度 復合噴霧冷卻 顫振

【摘要】：作為一種以蒸汽為動力,并將蒸汽的熱能轉化為機械功的旋轉機械,汽輪機在各種能源轉換機械中,有著不可替代的作用,它是現(xiàn)代火力發(fā)電廠中應用最廣泛的原動機。汽輪機的復雜苛刻工況導致對其復雜零部件的機械加工制造質量有極高的要求。汽輪機轉子是一種典型的復雜成型表面,其加工涉及高溫合金難加工材料、高成形精度和高表面完整性等特殊要求。由于汽輪機轉子的加工質量直接影響到最終的發(fā)電機組發(fā)電效率和使用壽命,對轉子加工工藝進行深入研究,一直是難加工材料切削領域的重要研究課題。本項目在總結國內外有關高溫合金加工切削工藝的基礎上,研究采用鎳基高溫合金(30Cr2Ni4MoV)的汽輪機低壓轉子端面的加工工藝。主要研究內容與結論如下:首先,研究了包括干切削、最小冷卻液法、低溫冷風法和低溫冷風復合噴霧冷卻法等多種冷卻潤滑方式對鎳基高溫合金加工質量的影響。從刀具磨損、切削溫度以及已加工表面的粗糙度等方面進行了深入分析,研究結果表明,采用復合噴霧法可以獲得最佳的加工表面質量。其次,在采用復合噴霧冷卻潤滑方式的基礎上,分析了包括主軸轉速、切削深度以及進給量等不同的切削用量,對刀具磨損、加工表面粗糙度等的影響,研究刀具磨損形貌和磨損機理。獲得了切削轉子端面的最優(yōu)加工工藝參數(shù)。再次,對轉子端面的加工過程進行顫振測量試驗;采集并分析了測自轉子加工機床的刀尖、主軸和尾座三部分在切削加工過程中的頻率變化信號。分析結果表明,顫振主體的為刀尖,并在此基礎上提出改進措施。最后,對轉子平衡孔、輪槽進行了加工工藝優(yōu)化試驗研究。在理論分析和前期試驗基礎上,提出了平衡孔、輪槽等關鍵環(huán)節(jié)的優(yōu)化加工方法。通過對刀具的改進、加工方法的優(yōu)化和加工工藝參數(shù)的調整,達到了保證零件較高的加工精度、刀具壽命可靠、效率較高以及降低成本的目的。
【關鍵詞】：鎳基高溫合金 汽輪機轉子 表面粗糙度 復合噴霧冷卻 顫振
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK263.61
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 項目提出的目的及意義7-10
• 1.1.1 高溫合金的性能、分類及其發(fā)展7-8
• 1.1.2 鎳基合金的切削特性8-9
• 1.1.3 鎳基高溫合金的切削加工現(xiàn)狀研究9-10
• 1.2 低溫冷風復合噴霧冷卻方式的機理及應用現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 冷卻方式概述10-11
• 1.2.2 低溫冷風切削研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 低溫冷風復合噴霧切削研究現(xiàn)狀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 本項目的研究內容12-14
• 第二章 切削參數(shù)對加工過程的影響14-32
• 2.1 工件材料及性能14
• 2.2 切削系統(tǒng)14-17
• 2.2.1 刀具的選擇14-15
• 2.2.2 車床15-16
• 2.2.3 低溫冷風復合噴霧切削復合噴霧裝置16-17
• 2.3 測量系統(tǒng)17-19
• 2.4 試驗方案設計19-21
• 2.4.1 冷卻潤滑方式對比試驗19
• 2.4.2 切削用量對比的單因素試驗19-20
• 2.4.3 基于提高表面粗糙度的切削用量正交試驗優(yōu)化20-21
• 2.5 冷卻潤滑方式對切削溫度和表面粗糙度的影響21-23
• 2.5.1 冷卻潤滑方式對切削溫度的影響21-22
• 2.5.2 冷卻潤滑方式對表面粗糙度的影響22-23
• 2.6 切削用量對表面粗糙度的影響23-25
• 2.6.1 切削速度的影響23
• 2.6.2 進給量的影響23-24
• 2.6.3 切削深度的影響24-25
• 2.7 冷卻方式對刀具磨損的影響25-26
• 2.8 切削用量對刀具磨損的影響26-29
• 2.8.1 切削速度的影響26-27
• 2.8.2 進給量的影響27-28
• 2.8.3 切削深度的影響28-29
• 2.9 以最小RA為目標的切削參數(shù)正交試驗優(yōu)化分析29-30
• 2.10 本章小結30-32
• 第三章 車床切削顫振試驗32-46
• 3.1 試驗材料與設備32-33
• 3.2 試驗參數(shù)33
• 3.3 切削時的振動33-44
• 3.3.1 空載切削時的振動33
• 3.3.2 切削用量與切削振動的關系33-43
• 3.3.3 地基振動情況43-44
• 3.4 切削顫振改善方法44-45
• 3.5 本章小結45-46
• 第四章 轉子平衡孔、輪槽加工工藝優(yōu)化46-58
• 4.1 試驗方案46-52
• 4.1.1 汽輪機轉子孔槽結構工藝性加工難點分析46-48
• 4.1.2 汽輪機孔槽優(yōu)化前加工方案48-52
• 4.2 試驗優(yōu)化改進52-56
• 4.2.1 汽輪機轉子輪槽優(yōu)化加工方案52-54
• 4.2.2 汽輪機轉子平衡孔優(yōu)化加工方案54-56
• 4.3 本章小結56-58
• 第五章 結論58-60
• 參考文獻60-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文63-65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 王明海;于超;單寶峰;;K477鎳基高溫合金切削加工預測模型的建立及切削參數(shù)優(yōu)化[J];機械設計與制造;2012年04期

2 孫克江;;淺談高溫合金的切削加工[J];科技與企業(yè);2012年01期

3 黃甌;余炎;;我國百萬千瓦級以上核電汽輪機組現(xiàn)狀及發(fā)展[J];發(fā)電設備;2010年05期

4 何寧;;高速切削應用技術[J];金屬加工(冷加工);2009年22期

5 劉戰(zhàn)強 ,艾興;高速切削刀具磨損壽命的研究[J];工具技術;2001年12期

6 陳德成,鈴木康夫,加茂進;冷風切削加工對不銹鋼加工表面的效果[J];機械工程學報;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 胡華南;徐大源;張崇高;;高溫合金切削加工技術現(xiàn)狀與展望[J];安徽工學院學報;1990年04期

，

本文編號：1061295