Способ изготовления рабочего колеса радиально-осевой гидромашины

.Остро 3(088,8).свидетельст21 В 1/78,идетельствоОЗ В 3/02,о СССР1970.СССР1976. Изобретение относится к гидромашиностроению, конкретнее к изготовлениюрабочих колес радиально-осевых гидромашин,Целью изобретения является повьппение эксплуатационной надежности рабочего колеса путем создания остаточных объемных напряжений сжатия всварном соединении.На чертеже изображено колесорадиально-осевой гидромашины,П р и м е р. Материал рабочегоколеса: лопасти и ободстальной листовой прокат марки 06 Х 12 НЗП; верхнийобод - отливка из стали 06 Х 12 НЗЭ-Л.На фиг, 1 показана схема изготовления рабочего колеса. Рабочее колесосодержит нижний обод 1 и верхний ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Производстатомного турбостурбинный заводи Научно-произвние по технолог(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЧ РАБОЧЕГО КОЛНСА РАДИАЛЬНО-ОСНВОИ ГИДРОИАШИНЫ (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изготовлению рабочих колес радиально-осевых гидро машин, Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности рабочего колеса. Способ включает сварку попас тей, термическую обработку колеса, нагрев нижнего обода и средней часоти лопастей до 250-358 С со скорость 100-300 С/ч, охлаждение на воздухе и окончательную механическую обработку колеса. Применение способа позволяет повысить сопротивление образованию усталостных трещин н эксплуатационную надежность рабочего колеса. 1 ил. обод 2, между которыми устанавливают лопасти 3, имеющие входные кромки 4 и выходные 5. Лопасти 3 примыкают тор цами 6 к нижнему ободу 1 и торцами 7 к верхнему ободу 2. На лопастях 3, в местах примыкания к нижнему ободу 1, устанавливают электрорадиационные нагреватели 8.При изготовлении рабочего колеса производят сборку механически обработанных лопастей 3 и верхнего обода 2 путем приварки соединяющих их жестких связей (на чертеже не показано). Затем производят окончательную сварку лопастей 3 по торцам 7 с верхним ободом 2. Подогрев верхнего обода 2 с лопастями 3 осуществляют электро- радиационными нагревателями 8 перелсваркой до 175225 С. Подогрев осуществляют равномерно по всему периметру верхнего обода 2. В процессе на-грева верхний обод 2 с лопастями 3закрывают асбестовым полотном, Конт."5роль за температурой нагрева осуще-,ствляют в процессе сварки. При понижении температуры ниже 150 С сваркаоне допускается, Контроль за температурой осуществляют термопарами, приваренными к лопастям 3 (на чертежене показано). Сварку выпоЛняют электродами ЦП 51. Режимы сварки: электрод гр 4 сила тока 1 ев 130 - 150 А;электрод 4 5 сила тука Хз 160 - 170 А,Производят последующую термообработку по режиму: нагрев до 640+10 С,,выдержка 15 ч; скорость нагрева50 С/ч; скорость охлаждения по 250 Сф осоставляет 30 С/ч в интервале темпео.оратур 250-150 С скорость охлаждения15 С/ч, после температуры 150 С ох,лаждения на воздухе,Производят механическую обработкуторцов 6 лопастей 3 по поверхностисопряжения с нижним ободом 1, а затемприварку нижнего обода 1 к лопастям 3(аналогично сварке лопастей 3 с верхним ободом 2) и:,опончательную термообработку колеса.Производят предварительную механическую обработку рабочего колеса составлением припуска по 10 мм на сто.рону по диаметру нижнего обода, Затем проводят измерение остаточных напряжений в указанных зонах лопастей,Измерение проводят малоразрушающимметодом (отверстия 4 1,7 мм, глубиной 1,2 мм) с помощью специальныхтрехкомпонентных тенэорозеток на 8лопастях (через 1 лопасть).Перед окончательной механическойобработкой рабочего колеса нижнийобод 1 и среднюю часть о лопастей 3между выходными 5 и входными 4 кром 45ками нагревают электрорадиационныминагревателями 8 до 280-300 С. Нагревдо заданной температуры производятв течение Зх ч (со скоростью100 С/ч) с последующей выдержкой в 50течение трех часов для выравниваниятемпературы по окружности обода с естественным охлаждением на воздухе,Участки, колеса, не подвергаемые местному нагреву электрорадиационными нагревателями 8, специального охлаждения не имеют. Производят окончательную механическую обработку рабочего колеса иизмерение остаточных напряжений вовсех 15 лопастях у сварного шва,примыкающего к нижнему ободу на расстоянии 120 мм от торца выходнойкромки и дополнительно на расстояниях 250 и 400 мм от торца выходнойкромки на двух лопастях, Измерениедеформации производят измерителемстатических деформаций "ИСД",Для сравнения проводят изготовление рабочего колеса гидромашины поспособу-прототипу, включающему сварку лопастей с нижним и верхним ободами и термическую обработку колеса.В результате использования предлагаемого способа для изготовления рабочего колеса гидромашины установлено, что в средних зонах лопастей наблюдаются остаточные напряжения сжатия, которые составляют 20-30 ИПа,В средних зонах лопастей колес, изготовленных по известному способу, наблюдаются остаточные напряжения растяжения н они составляют 120-200 1 Шас рабочей стороны и 120 - 250 ИПа снерабочей стороны лопасти,Применение предлагаемого способапозволяет существенно повысить эксплуатационную надежность (более 5 лет)работы рабочего колеса путем создания остаточных объемных напряженийсжатия в сварном соединении. Крометого, значительно повышается сопротивление образованию усталостных трещин и разрушений лопастей при эксплуатации гидромашин.Формула и з о б р е т е н и яСпособ изготовления рабочего колеса радиально-осевой гидромашины, включающий сварку лопастей с верхним и нижним ободами и последующую термообработку колеса, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем создания остаточных объемных напряжений сжатия в сварном соединении, после термообработки колесанагревают нижний обод и средние части лопастей между выходными и входными кромками со скоростью 100-300 С/ч до температуры 250 - 350 С, охлаждают на воздухе. и проводят механическую обработку колеса.го комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС5, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5