Кокиль для изготовления колеса компрессора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (11) В 22 О 1 00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЦТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЯ .: ня; р аз днойжня;Ч - угол между образующей поверхности выходной частистержня,формирующей вогнутую часть лопатк в плоскости разъема входной и выходной частей стержня .и касательной к выходной кромке. выходной части соседнего стержня, Формирующей выпуклую часть лопатки.2. Кокиль по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что один из стержней выполнен с соотношением уг- лов и, ф 25-0,гол в плоскости,оскости разъема вчастей стержня,поверхностями выхседних стержней,ную кромку лопатк арал- одной где Чзлельной и и выходно выходными частей сцими выход междуодныхформири. протяженность выходти стержня;(56) 1, Авторское свидетельство ССь 800431, кл, Г 04 О 29/28, 1979,2. Байков БП. и др, Т урбокомпрессоры для наддува дизелей. Справочное пособие. Л , "Машиностроени1975, с. 122-125,(54)(57) 1, КОКИЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕСА КОМПРЕССОРА, содержащий основание; установленные на основании стержни, выполненные составными из входной и выходной частей, образующих полости, формирующие колесо и ло патки, и крышку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологического процесса, стерж ни выполнены со следующим соотношением геометрических размеровЧ/ЧО = 1) 0-1,15,. ве ст Формирующей в плоскости КОСТЬЮ ВХОД колесо, и о входной час мирующей вы плоскости р частей стертральныи угол стержл между образующей похности входной частиржня,вогнутую часть лопатксовпадающей с плосв полость, формирующразующей поверхностии соседнего стержня,уклую часть лопатки,ъема входной и выхо1076183 10 55 Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологической оснастке для отливки колесцентробежных компрессоров,Известно изготовление рабочихколес компрессоров по частям, когдалопатки изготавливаются отдельноот диска, а соединение их с дискомпроизводится пайкой 13,Подобная технология изготовленияколес является дорогой и не обеспечивает достаточной производительности.Известен кокиль для изготовлениярабочих колес центробежных компрессоров, состоящий из основания, крышки и стержней, выполненных в формемежлопаточных каналов. Стержни выполнены составными из входной и выходной частей, устанавливаются наосновании и закрываются крышкой,После заливки кокиль разбираетсяснимается крышка, основание, а части стержней растаскиваются в разныхнаправлениях 2 3.Недостатком кокиля является сложность разборки его, что усложняеттехнологический процесс.Цель изобретения - упрощение технологического процесса.Поставленная цель достигается темчто в кокиле для изготовления колеса компрессора, содержащем основа"ние, установленные на основаниистержни, выполненные составными извходной и выходной частей, образующих полости, формирующие колесо илопатки, и крышку, стержни выполнены со следующим соотношением геометрических размербв/= 1,0-.1,152/о = 1 ф 0-1 ф 15Е /Е -- 0,1-0,35где 1 - осевая протяженность стержня;- осевая протяженность выходной части стержня;Чо - центральный угол стержня;- угол между образующей поверхности входной части.стержня,Формирующей вогнутую часть лопатки,в плоскости, совпадающей с плоскостью входа в полость, формирующуюколесо, и образующей поверхностивходной части соседнего стержня,формирующей выпуклую часть лопатки, в плоскости разъема входной ивыходной частей стержня; 20 )5 30 35 40 45 .,10 гУ - угол между образующей поверхности выходной частистержня,Формирующей вогнутую часть лопатки,в плоскости разъема входной и выходной частей стержня и касательной квыходной кромке выходной части со"седнего стержня, формирующей выпуклую часть лопатки,Один из стержней выполнен с соотношением углов= 0,25-0,5где 93 - угол в плоскости, параллельной плоскости разъема входнойи выходной частей стержня, междувыходными поверхностями выходныхчастей соседних стержней, формирующими выходную кромку лопатки,На фиг. 1 показан кокиль в сборе; на фиг, 2 - стержень в сборе;на фиг. 3 - часть кокиля с отливкой(двумя лопатками), аксонометрия;на фиг, 4 - зависимость измененияКПД компрессора ак и изменениякоэФфициента адиабатического напоракомпрессора йЙ от угла 2, т.е.угла между касательной к выходнойкромке лопатки и окружной скоростью,отсчитываемого от касательной к выходной кромке лопатки в противоположную сторону от направления вращения колеса.Кокиль содержит основание 1, накотором установлены стержни 2, выполненные составными из входной 3 и выходной 4 частей и крышку 5 с заливочной горловиной 6, Взаимное расположение входной и выходной частейкаждого составного стержня обеспечи-.вается с помощью паза 7 входной части 3 и выступа 8 выходной части 4.Входные части устанавливаются на основании 1 так, что выступы 9 входятв пазы 10 до упора в выступ 11. Относительное перемещение частей 3 и 4стержня ограничивается буртом 12.К основанию стержни прижимаются конусным буртом 13 крышки 5. Скрепление крышки и основания осуществляется держателем 14 с гайкой 15. На Фиг. 1 показана, часть кокиля, с залитыМ в него металлом, где стержни 2 обработаны вместе с залитым в кокиль компрессорным колесом по контуру внешнего обвода колеса. Межлопаточный канал колеса Формируется составным стержнем, показанным на Фиг. 2. Прямая 0-0 - ось кокиля,3 107совпадающая с осью колеса; 0-0ось образующих поверхностей стержней,формирующих выпуклую часть 16 лопатки 17; О -02 - ось образующих поверхностей стержней, формирующихвогнутую часть 18 лопатки. ТочкиО , О , 0 являются точками пересечения укаэанных осей с плоскостьюразъема частей стержня. Эта плоскость делит составной стержень надве части - входную .и выходную, Прямая О- а получена путем параллель/ного йереноса образующей поверхности входной части стержня, формирующей вогнутую часть лопатки, из плоскости входной части стержня, совпадающей с плоскостью входа в плоскость колеса, в плоскость разъемастержня. Прямая Ь -Ь получена путемпараллельного переноса образующейповерхности входной части стержня,формирующей вогнутую часть 18 лопатки 17 из плоскости разъема стержнейв плоскость выходной части стержня,совпадающую с плоскостью выхода изполости колеса,Известно, что удачный подбор угла р позволяет увеличить на 3-4КПД компрессора , но при этом существенно уменьшается коэффициентадиабатического напора компрессораЙк КПД компрессорак особенно сильно увеличивается при изменении углаф 2 от 90 до 35 для компрессорныхколес закрытого типа с лопатками,имеющими мало изменяющийся радиускривизны,При профилировании компрессорныхколес с лопатками, имеющими радиальное расположение в средней части, изагнутыми назад на выходе, повышение КПД а= 3-й достигается призначении угла р равном б 0 , чтос учетом уменьшения напорности позволяет определиГь оптимальный уголщ = 65-75 , Выбор угла р в ука 2занных пределах позволяет уменьшитьчастоту вращения компрессора, чтоведет к снижению напряженности и,следовательно, к улучшению массогабаритных показателей турбокомпрессора.Установлено, что при значенияхугла 62 в диапазоне 65-75 Р разборность кокиля обеспечивается при условии, что соотношение геометрических размеров выбрано в диапазонеР 1 1 Ч = 1,0-ч15Ч 2 И, = 1,0-1,1 Ь;0,1-0 ЛРазборности кокиля способствуетподатливость лопаток, слой сажи, которой покрываются вытеснители перед 15 .заливкой .металла, усадка металлапосле остывания. В выбранном диапазоне соотношений большие значения углов р слеР 2 20 дует применять для небольших колес(с малым числом лопаток), а меньшиезначения углов /3 - для больших колес.Для облегчения разборки .кокиля 25 один из стержней, с которого наци"нается разборка кокиля, может бытьвыполнен с соотношением углов, выбранным в диапазоне У /Чр = 0,250,5, При этом клиновидность выходной кромки лопатки, характеризуемаяуглом , будет увеличена за счетнекоторой подрезки лопатки со стороны выпуклой части ее, получаемойувеличением угла касательной к выходной поверхности одной из выходмных частеи стержнеи в плоскости, параллельной плоскости разъема стержней.Кокиль позволяет получить отливки колес компрессоров с загнутыминазад лопатками, а также с лопатками, не имеющими изгиба на выходе,но имеющими значительный нахлестодной лопатки по отношению к другой.45Годовой экономический эффект отприменения предлагаемого кокилятолько для турбокомпрессоров ТК,установленных на двигателях12 ЧН 18/20, составит 19,3 тыс,руб.1076183 ВНИИПИ Тираж илиал ППП "Патент",Ужгород, ул. Проектная, 4