汽輪機數控加工技術(shù)探討論文
摘要：葉片的工作條件較為復雜，且需要長(cháng)時(shí)間運作，因此在進(jìn)行葉片加工時(shí)不僅要重點(diǎn)把握葉片的質(zhì)量，同時(shí)也在生產(chǎn)過(guò)程中考慮到生產(chǎn)企業(yè)自身經(jīng)濟效益。傳統葉片加工工藝不僅繁瑣，且需要人力財力較多，而數控加工技術(shù)的出現不僅能夠有效解決這一問(wèn)題，同時(shí)也有利于提升我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)整體科技水平。本文對汽輪機中的葉片及其特點(diǎn)進(jìn)行分析，同時(shí)基于并聯(lián)機床對數控加工技術(shù)在汽輪機中的應用進(jìn)行研究。
關(guān)鍵詞：數控加工技術(shù)；汽輪機；葉片；有效應用
汽輪機上的葉片能夠在運作過(guò)程中將蒸汽轉換為機械能，并通過(guò)不斷旋轉的形式為汽輪機提供動(dòng)力，使其能夠產(chǎn)生電力并不斷運行，由此可見(jiàn)，葉片作為汽輪機中的重要組成部分，在整個(gè)能量轉換過(guò)程中有著(zhù)至關(guān)重要的作用。近年來(lái)我國工業(yè)科技水平不斷受到國際化、科技化的推動(dòng)而提升，而全球工業(yè)的進(jìn)步也對汽輪機的設計提出了新要求，其中最重要的就是對葉片的型面設計。由于傳統工藝加工技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)需要，因此必須在傳統技術(shù)的基礎上融入數控加工等計算機科技手段并不斷對其優(yōu)化，在確保能夠提高其加工工藝水平的同時(shí)促進(jìn)工業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)效率，促進(jìn)我國工業(yè)實(shí)力的進(jìn)步與發(fā)展。
1汽輪機葉片結構的特點(diǎn)及運作分析
葉片作為汽輪機中的重要組成部分，不僅是使風(fēng)輪機轉換能量的重要前提，同時(shí)其質(zhì)量也決定著(zhù)風(fēng)輪機的運作效率，是決定汽輪機是否能夠正常運作的基本條件，葉片在通常情況下分為動(dòng)葉片與靜葉片兩種。就動(dòng)葉片而言，其主要由葉身、葉根、拉筋以及型面、葉冠和中間體幾個(gè)部分構成。其中，中間葉身的結構是最繁瑣的，平常見(jiàn)到的多數為扭轉型的自由曲面。通常情況下，可將葉身型面劃分成葉根圓角、進(jìn)氣邊圓角、背弧、拉筋以及葉冠圓角、出氣邊圓角和內弧幾個(gè)部分。葉身型面均由不一樣的截面型線(xiàn)擬合而成的曲面，葉身型面是由一組間距不一致的截面型線(xiàn)所形成的一種空間扭曲面，通常情況下，將葉身部分的該部分橫截面稱(chēng)作葉型，將每個(gè)橫截面的邊緣叫做型線(xiàn)，在通常，一條型線(xiàn)均由三個(gè)部分構成，即背弧、進(jìn)氣邊圓弧以及內弧與出氣邊圓弧，型線(xiàn)對葉片的具體工作有著(zhù)直接性的作用和影響，許多型面均屬于一種彎扭變截面與等截面彎扭曲面。在通常情況下，葉根形式有菱形、T形以及樅樹(shù)形與叉形四種。與動(dòng)葉片不同的是，靜葉片被固定在汽輪機中的氣缸里的葉片。而氣缸中具有許多靜葉片，每一個(gè)靜葉片都與一個(gè)動(dòng)葉片進(jìn)行組合形成一級，而當熱蒸汽進(jìn)入汽缸并進(jìn)入到第一個(gè)葉片級時(shí)，靜葉片就將蒸汽倒入動(dòng)葉片處，并使其產(chǎn)生推力推動(dòng)動(dòng)葉片旋轉，而隨著(zhù)熱蒸汽的不斷進(jìn)入，每一級葉片都因受到上一級的推動(dòng)而轉動(dòng)起來(lái)，并且隨著(zhù)蒸汽總量與速度進(jìn)入的增加，動(dòng)葉片旋轉的速度也不斷加快，最終使每一級的動(dòng)葉片都不斷運行，并產(chǎn)生機械能，為汽輪機提供動(dòng)力。
2葉片的數控加工工藝
傳統葉片加工工藝已無(wú)法滿(mǎn)足現代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)需要，而數控技工技術(shù)與葉片加工工藝的結合完美地解決了這一問(wèn)題。其中葉片在運作時(shí)產(chǎn)生的氣道對汽輪機所產(chǎn)生的功率有直接影響作用，因此在進(jìn)行葉片加工時(shí)需要將葉片氣道作為保證葉片質(zhì)量的重要指標之一。國外發(fā)達國家已經(jīng)能夠熟練地運用先進(jìn)數控加工技術(shù)來(lái)進(jìn)行葉片加工，而現如今我國仍屬于起步階段，在葉片數控加工方面略顯不足。因此，我國相關(guān)科研人員正不斷地研究該技術(shù)并創(chuàng )新，以期為促進(jìn)我國工業(yè)發(fā)展奠定基礎。數控加工葉片技術(shù)不僅具有先進(jìn)的科學(xué)性，同時(shí)也具備其它優(yōu)勢。首先，數控機加工技術(shù)在一定基礎上能夠通過(guò)智能化加工及管理有效提高葉片的質(zhì)量，在降低葉片型線(xiàn)誤差值的同時(shí)也為提高汽輪機整體質(zhì)量提供保障；其次，數控加工葉片技術(shù)的投入大量節省人力，并且有效地提高加工工作效率，為工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)節省成本的同時(shí)增加經(jīng)濟效益。由于受到其工作性質(zhì)影響，加工企業(yè)在選擇葉片材料時(shí)通常采用1Crl3與2Crl3等不銹材料，以確保能夠提高葉片的使用壽命，增加汽輪機的能量轉換率及機械利用率。但由于這兩種材料具有高強度、易變形等特點(diǎn)，因此在加工過(guò)程中增加了一定難度。
3基于并聯(lián)機床的汽輪機葉片的數控加工應用
并聯(lián)機床是近年才出現的一種有效結合了科技與工藝的新概念加工機床，該機床通過(guò)利用CAD/CAM軟件等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)將機器人結構與機床完美結合，不僅具有低成本、高效率以及結構簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，同時(shí)也因其壽命長(cháng)、加工精度較高等優(yōu)勢受到全世界工業(yè)產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。通常情況下，基于并聯(lián)機床的汽輪機葉片的數控加工程序由以下幾個(gè)部分進(jìn)行實(shí)現：第一，CAD技術(shù)的處理流程；第二，并聯(lián)機床的加工流程。并聯(lián)機床的加工內容著(zhù)重包括葉身型面、葉冠、葉根和葉身以及葉片的葉根和葉冠的交接面�；赨G的葉片數控加工的編制程序著(zhù)重涵蓋了以下幾個(gè)方面的內容：a.葉片零部件的三維造型；b.對葉片數控加工的工藝程序、加工的工具進(jìn)行確認；c.刀位的精確計算和所生成的刀具的運動(dòng)軌道；d.對刀具的運動(dòng)軌跡進(jìn)行科學(xué)的校驗以及仿真與編輯，同時(shí)形成相應的刀位文件；e.以后置處理流程為依據，將刀位文件變成數控機床可以讀取的NC代碼。運用UG軟件對葉片進(jìn)行數控加工，在通常情況下，其數控加工的編制程序均是在UG/CAM中形成了刀具的軌跡后，在進(jìn)行NT仿真與校驗，可將加工數據與信息輸出視為刀位源的一種具體文件。在刀位源文件中著(zhù)重包括刀具信息、加工坐標系信息、刀具位置以及所有的加工輔助命令信息和姿態(tài)信息，需要通過(guò)一定的后置處理器，把它轉換成數控機床可以接受的一些數控程序，同樣，也可擇取并聯(lián)機床自身所有的后處理程序進(jìn)行相應的后處理工作。在UG軟件中，供應了在形式上抽象、繁瑣的各種零件的粗精加工，廣大用戶(hù)可按照各種零件架構、加工精度以及加工表面形狀等方面的一些具體要求，對加工類(lèi)型進(jìn)行科學(xué)、合理的選擇，在所有的加工類(lèi)型中都涵蓋了多種形式的加工模塊。運用加工模塊能迅速的建立加工操作。在交互操作中，在圖形方式之下對編輯刀具路徑進(jìn)行交互，進(jìn)而形成適合于機床的數控加工流程。
4結束語(yǔ)
綜上所述，數控加工葉片工藝技術(shù)不僅能夠將傳統加工工藝中的不足進(jìn)行完善，同時(shí)也能夠提升葉片的整體質(zhì)量。此外，由于在進(jìn)行加工設計時(shí)，將傳統工藝中的去毛坯余量的步驟放在普通機床中進(jìn)行，而具體加工則采用并聯(lián)機床，不僅大大節省了加工時(shí)間，同時(shí)也能夠利用并聯(lián)機床的先進(jìn)性與智能性，在提高葉片的加工精度、降低加工誤差值的同時(shí)大量節省人力財力，從根本上提高了生產(chǎn)效益，對促進(jìn)我國工業(yè)科技水平的提高起到重要作用。
參考文獻:
[1]羅偉華.汽輪機葉片斷裂原因分析及對策[J].石化技術(shù),2016(9).
[2]潘毅,章泳健,趙軍燧.汽輪機葉片數字化檢驗技術(shù)的研究與實(shí)踐[J].汽輪機技術(shù),2011(3).
[3]朱曙光,劉華平,范可歆.基于Inventor的汽輪機直葉片三維參數化模塊設計[J].金屬加工(冷加工),2013(6).
[4]石玉文,王祥鋒,顏培剛,韓萬(wàn)金.大焓降汽輪機靜葉柵氣動(dòng)性能實(shí)驗研究(英文)[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2013(15).
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