СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОГО РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОГО РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА


RU (11) 2186261 (13) C1

(51) 7 F04D29/28, B23K31/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2001130073/02 
(22) Дата подачи заявки: 2001.11.06 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.11.06 
(45) Опубликовано: 2002.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2120567 C1, 20.10.1998. SU 1116223, 30.09.1984. SU 844829, 07.07.1981. US 5336050, 09.08.1994. 
(71) Заявитель(и): ЗАО "Интерневмаш" 
(72) Автор(ы): Анофриев В.Ю.; Гецов Л.Б.; Ермилов В.В. 
(73) Патентообладатель(и): ЗАО "Интерневмаш" 
Адрес для переписки: 195251, Санкт-Петербург, ул.Политехническая, 29, СПбГТУ, патентный отдел 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОГО РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА 

Способ может быть использован при изготовлении сварных рабочих колес, в том числе крупногабаритных, для работы в условиях повышенных механических нагрузок. Изготавливают основной и покрывной диски и заготовки лопаток. Производят сварку лопаток с покрывным диском по всему периметру внутренней поверхности покрывного диска в месте сопряжения торцевых поверхностей лопаток с поверхностью покрывного диска. Выполняют сварное соединение покрывного диска с приваренными лопатками с основным диском. Способ обеспечивает высокую механическую прочность, надежность и долговечность рабочего колеса центробежного компрессора за счет бездефектности и равнопрочности выполняемых сварных соединений. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано при изготовлении сварных рабочих колес, в том числе крупногабаритных, для работы в условиях повышенных механических нагрузок. Изобретение также может быть использовано при изготовлении нагнетателей, вентиляторов, воздуходувок и аналогичных турбомашин.

Известен способ изготовления рабочего колеса центробежного компрессора путем приклепывания и приваривания покрывного диска к лопаткам, выполненным заодно с основным диском или приваренным предварительно к основному диску (А.С. СССР 844829, Пат. США 4201516, 4296308, 4720243, 5336050). Недостатком способа является низкое качество сварного соединения торцевых частей лопаток с внутренней поверхностью покрывного диска вследствие затрудненности доступа к участку сварки в области входной части лопаток рабочего колеса.

Известен способ изготовления сварного рабочего колеса центробежного компрессора путем выполнения заготовок основного и покрывного дисков с частями лопаток, фрезерования этих частей и последующей сварки, при этом среднюю часть лопаток выполняют штамповкой из листового материала (А. С. СССР 1116223). Недостатком способа является низкая надежность изготовляемой конструкции из-за наличия сварного шва в области высокого уровня напряжений.

Известен способ приварки лопаток, в процессе которого сварные соединения выполняют через прорези в покрывном диске (пат. США 4302657, 5735672). Недостатком способа является существенное увеличение напряжений в месте сварки из-за наличия концентраторов в тяжелонагруженных дисках рабочего колеса.

Известен способ изготовления неразъемного соединения рабочего колеса (основного диска с выфрезерованными лопатками и покрывного диска) путем вакуумной пайки (Пат. Польши 164401В1). Способ применим для ограниченного круга материалов, требует использования специальных дорогостоящих типов сталей и припоев на основе золота или платины. Кроме того, для крупногабаритных рабочих колес способ трудноприменим из-за необходимости использования дорогостоящих крупногабаритных установок вакуумной пайки.

Наиболее близким к заявленному изобретению (прототипом) является способ изготовления рабочего колеса центробежного компрессора, который включает изготовление основного и покрывного дисков и заготовок лопаток с вспомогательными припусками и технологическими базами, установку заготовок лопаток в сборочное приспособление, их обработку с получением поверхностей сопряжения с основным диском, соединение основного диска с лопатками методом пайки или сварки, выемку основного диска с лопатками из сборочного приспособления и его установку на металлообрабатывающее оборудование, обработку лопаток с получением поверхностей сопряжения с покрывным диском и соединение покрывного диска с лопатками (Патент РФ 2120567). Недостатком способа является низкое качество сварного соединения торцевых частей лопаток с внутренней поверхностью покрывного диска вследствие затрудненности доступа к участку сварки в области входной части лопаток рабочего колеса.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение бездефектности сварного соединения элементов конструкции, повышение механической прочности и надежности работы колеса, а также упрощение технологии изготовления рабочего колеса центробежного компрессора и экономия дорогостоящего материала.

Поставленная задача достигается за счет того, что операцию соединения лопаток с дисками начинают с выполнения сварного соединения лопаток с покрывным диском в месте сопряжения торцевых поверхностей лопаток с внутренней поверхностью покрывного диска, сварку ведут по всему периметру упомянутой поверхности покрывного диска. После чего выполняют сварное соединение покрывного диска с приваренными лопатками с основным диском. Такая последовательность выполнения соединения лопаток с дисками обеспечивает свободный доступ для проведения процесса сварки и контроля качества сварного соединения на различных этапах его выполнения, что позволяет выполнить сварное соединение бездефектным; это в свою очередь обеспечивает высокую механическую прочность рабочего колеса в целом и надежность его работы. Кроме того, упрощается технология изготовления рабочего колеса центробежного компрессора и экономится дорогостоящий материал.

Фиг.1 - продольный разрез рабочего колеса.

Фиг.2 - вид рабочего колеса в радиальной плоскости.

Фиг.3 - сечение рабочего колеса.

На фиг. 1: 1 - основной диск, 2 - покрывной диск, 3 - лопатки рабочего колеса.

На фиг.3 показано сварное соединение торцевых поверхностей лопаток 4 и 5 соответственно с внутренними поверхностями основного 6 и покрывного 7 дисков.

Способ осуществляется следующим образом. Изготавливают основной и покрывной диски и заготовки лопаток. Основной диск рабочего колеса 1 изготавливают известным способом, а именно ковкой из традиционных материалов с категорией прочности до КП-80. Покрывной диск рабочего колеса 2 изготавливают штамповкой с последующей термообработкой из листового материала высокопрочной стали КП-90. Изготовление покрывного диска методом штамповки существенно повышает коэффициент использования дорогостоящего материала, обеспечивает оптимальную ориентацию волокон материала и высокую конструктивную прочность как покрывного диска, так и рабочего колеса в целом, упрощает технологию изготовления. Рабочие лопатки 3 выполняют штамповкой из листового материала высокопрочной стали КП-90, проводят механическую обработку торцов лопаток 5 и 6, прилегающих к поверхностям 6 и 7 основного и покрывного дисков 1 и 2. Выполнение лопаток штамповкой обеспечивает возможность широкого выбора требуемого аэродинамического профиля трехмерной поверхности лопаток 3.

Далее производят размещение лопаток 3 на предварительно размеченной поверхности покрывного диска 2 и в специальном кондукторе выполняют сварное соединение торцевой поверхности штампованной лопатки 5 и внутренней поверхности покрывного диска 7, сварное соединение выполняют по всему периметру лопаток. После этого проводят термообработку и зачистку сварного шва, обработку в окончательный размер покрывного диска с лопатками, поэлементную балансировку и контроль качества сварного соединения. Указанная технология выполнения сварного соединения обеспечивает доступ для получения высококачественного сварного соединения, его технологической доводки и надежного контроля на разных этапах выполнения.

Такое сварное соединение лопаток 3 с покрывным диском 2 обладает равнопрочностыо по всей длине шва и бездефектностью. После этого выполняют заключительное сварное соединение покрывного диска 2 с приваренными лопатками 3 с основным диском 1. Далее проводят операции термообработки, зачистки, балансировки и контроля остаточных напряжений в сварных швах, чистовую механическую обработку дисков 1 и 2 и балансировку рабочего колеса центробежного компрессора.

Способ обеспечивает высокую механическую прочность, надежность и долговечность рабочего колеса центробежного компрессора за счет бездефектности и равнопрочности выполняемых сварных соединений. Способ высокотехнологичен, снижает трудоемкость изготовления рабочего колеса центробежного компрессора, обеспечивает экономию используемого материала, снижает в целом стоимость процесса изготовления. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ изготовления сварного рабочего колеса центробежного компрессора, включающий изготовление основного и покрывного дисков и заготовок лопаток с последующей сваркой лопаток с основным и покрывным дисками, отличающийся тем, что первоначально производят сварку лопаток с покрывным диском по всему периметру внутренней поверхности покрывного диска в месте сопряжения торцевых поверхностей лопаток с упомянутой поверхностью покрывного диска, после чего выполняют сварное соединение покрывного диска с приваренными лопатками с основным диском.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru