Материал: Модернизация компрессора установки валоповорота паровой турбины

Определим число режущих зубьев протяжки:

                                                                                      (85)

где n - количество проходов протяжки при обработке паза.

принимаем .

Определим глубину стружечных канавок. При конструировании протяжек необходимо рассчитать стружечную канавку на объем срезаемой стружки. Приближённо рабочая площадь стружечной канавки в осевом сечении равна площади круга , что изображено на рисунке 14.

Рисунок 14- Определение глубины канавки

Величину глубины канавки h0 определяем из условия нахождения стружки в стружечных канавках учитываем с величины подачи на зуб предпоследней ступени:

, мм                                                                            (86)

где    К - коэффициент заполнения канав стружечных ,

принимаем по при подъеме зуба а=0,1 - К = 3,5;

L - длина протягиваемой поверхности, мм;

принимаем

Определим шаг зубьев режущих . Шаг зубьев режущих для группового резания

Размер t округляем и окончательно принимаем по ГОСТ 18217-90 для паза b=32мм и L=220мм:t = 26 мм.

Основным вопросом расчета режущей части протяжки является определение формы и размеров режущих зубьев протяжки. Они определяются из условий центрирования и направления протяжки в процессе работы, заполнения впадины зуба стружкой и прочности протяжки. Основные формы зубьев протяжек по казаны на рисунке 15. Форма на рисунке 15а имеет прямолинейное очертание спинки и отличается простотой изготовления. Форма рисунке 15б имеет криволинейное очертание спинки зуба и применяется при обработке вязких металлов. Форма рисунке 14в в удлиненная и применяется при обработке глубоких и прерывистых отверстий с уступами.

Рисунок 15 - Форма зуба шпоночной протяжки

По ГОСТ 16491-70 принимаем форму с вогнутой спинкой на рисунке 16.

Рисунок 16- Размеры стружечных канавок

Определяем размеры стружечной канавки:

= (0,3…0,35)t, мм                                                                          (87)

= (0,3…0,35)26 = 7,8-9,1мм

принимаем g =10 мм

r = (0,5…0,6)h, мм                                                                         (88)

 = (0,5…0,6)10 = 5,0-6,0ммм

принимаем r =5,0 мм

R = (0,65…0,8)t, мм                                                                      (89)

R= (0,65…0,8)26 = 16,9-20,8 мм

принимаем R =16 мм

Передние углы γ всех зубьев инструмента выбираются от состава материала заготовки. γ = 150

Следующие задние углы зубьев протяжки:

зубьев режущих ;

зубьев калибрующих

Шаг калибрующих зубьев tк принимаем одинаковым шагу

режущих зубьев.

tк = 26 мм

Определим усилие протягивания. Для шпоночных протяжек сила резания рассчитывается по формуле:

<Qдоп, Н                                                      (90)

где Ср - постоянная величина, зависит от состава обрабатываемого материала, принимаем Ср=177;

x - показатель степени при величине подачи, принимаем x=0,85;

- толщина стружки, мм;

- ширина шпоночной канавки, мм;

Zmax - максимальное число зубьев работающих одновременно ;

KγKcKи -коэффициенты поправочные , учитывающие влияние переднего угла, состав СОЖ, износ зубьев,

принимаем; ;.

Теперь сила резания:

=8541,3 Н

Определяем высоту протяжки по первому зубу из условия прочности на растяжение силой Р и допускаемого напряжения :

 , мм                                                                            (91)

где Р - расчетное усилие протягивания, Н;

[s]в-величина допускаемого напряжения для материала протяжки, принимаем по кг/мм2;

b - ширина протяжки в рассматриваемом сечении, мм;

h0-принятая величину глубины канавки, мм

Определить высоту протяжки по последнему режущему зубцу

п=h1 +åDh/n, мм                                                                           (92)

hп= 60+10,10/3=63,3мм

заполняем таблицу высот зуба h по всей длине , что указано в таблице 15.

Таблица 15 - Параметры зубьев протяжки по длине

Определим размеры калибрующей части. Число калибрующих зубьев Zк выбирается от точности обрабатываемой поверхности см. рисунок 17.

Принимаем Zк = 4, при этом стружечная канавка как у режущих зубцов; фаска fк=0,8 мм.

Рисунок 17 - Расположение ленточки зуба

Длина калибрующей части для шпоночной протяжки определяется по формуле:

, мм                                                                                    (93)

Высоту калибрующей части принимаем с учетом возможной деформации - разбиения канавки со знаком минус.

, мм                                                                            (94)

Величину разбиения принимаем равной 0,01мм, тогда

С целью уменьшения трения на плоских сторонах зубьев исполняет задний угол 10, который располагается позади лент шириной 0,8 мм.

Выбираем форму, количество и размеры стружкоразделительных канавок. При профильной (одинарной) схеме резания припуск на всей заготовке срезается по всей ширине плоскости В. При В > 12 мм на зубьях протяжек делают стружкоделительные канавки в шахматном порядке (при обработке материалов, дающих сливную стружку). Отделяющие стружку канавки служат для разделения обрезаемого слоя по ширине и выполняются на всех участках режущих кромок длиной более 6 мм. Число стружечных канавок и фасок см. рисунок 18 определяют по формуле:

                                                                                            (95)

где Р1 - шаг или расстояние между канавками, выбирают от 5 до 8 мм, тогда минимальное количество канавок.

Рисунок 18 - Размеры и расположение стружкоразделительных канавок и фасок

На прерывистых краях канавки надлежит располагать на расстоянии не менее 2 мм и не более 10 мм от края .

Принимаем по ГОСТ 18217-90 для паза шириной b=32мм: Р=5,0мм; Р1=9мм.

Примем угловую конфигурацию расположения стружкоделительных канавок:

угол профиля: θ = 900 ;

ширина канавки: m = 1 мм;

радиус дна канавки: rc = 0,4 мм.

Канавки располагаем в шахматном порядке. На калибрующих зубьях и на конечном режущем зубе действие не производим.

Определим параметры задней направляющей части:

высота Н6=Н=60;

длина l6=70мм.

Определим длину протяжки до первого зуба по ГОСТ 18217-90

Определим общую длину протяжки:

Lп=l1+l+l5+l6, мм                                                                          (96)

Lп=513+884+117+60=1574мм

Проверяем толщину тела оправки по условию:

определяем наибольшую глубину паза Н из условия:

 , мм                                                             (97)

условие выполнено.

Определяем высоту установки подкладки относительно центра, см. рисунок 19.

Рисунок 19 - Для определения высоты установки подкладки по проходам

, мм                                                                      (98)

где А - максимальный припуск на протягивание, мм;

- припуск на шлифование отверстия, мм;

Si- толщина подкладки по проходам, мм;

t1 - глубина паза, мм.

Н - высота хвостовика, мм. (принимаем при t=26мм, по ГОСТ 18217-90 Н=60мм)

Результаты расчетов основных конструктивных элементов шпоночной протяжки представлены в таблице 16.

Таблица 16 - Результаты расчетов шпоночной протяжки

Шаг зубьев            t              26 мм     Задний угол       

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Валоповортное устройство это ответственный узел. С помощью него проводят подготовку турбокомпрессора к запуску (разогрев и промасливание) и остановку.

Периоды запуска и остановки занимают довольно значительное время в связи с необходимостью постепенного разогрева или охлаждения узлов для обеспечения требуемых рабочих температурных зазоров в турбине.

Резкая остановка компрессора при запуске или преждевременная при остановке приведет к выходу из строя основных дорогостоящих узлов турбокомпрессора.

Модернизация компрессора и установка валоповорота на паровую турбину позволит сократить время прогрева турбины при пуске, устранить ряд недостатков, таких как прогиб и неравномерный прогиб ротора.

А так же длительное остывание паровой турбины, а так же позволит исключить полную остановку паровоздуходувки при прекращении подачи острого пара в полости паровой турбины.

Данные меры помогут предотвратить экономические потери и выход из строя оборудования.

В ходе проделанной работы мы разработали главные узлы валоповоротной установки, рассчитали ведомый и ведущий валы понижающего редуктора.

Выбрали электродвигатель, разработали принудительную систему смазки подшипников, выбрали главное защитное оборудование, маслонасосы, предохранительные обратные клапаны, маслофильтры, а так же определили тип смазывающих материалов.

Произвели выбор станочного оборудования, разработали числовое программное обеспечение комплексов и станков для определенного инструмента.

Разработали схему технологических наладок, технологические карты.

Выбрали и рассчитали режущий инструмент для изготовления главных узлов редуктора ВПУ.

Графически изобразили схему участка паровоздуходувной станции, валоповоротное устройство и исполнительный механизм, систему смазки, технологические наладки и режущий инструмент.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.      Антонюк, Л.М. Теория газотурбинных двигателей: учеб. пособие / Л.М. Антонюк, В.С. Марусенко. - Москва: Машиностроение, 2000. - 163 с.

.        Анурьев, В.И. Справочник конструктора машиностроителя: в 3 т. Т. 3 / В.И. Анурьев. - Москва: Машиностроение, 1978. - 577 с.

.        Атлас конструкций. Детали машин: учебное пособие для вузов / под ред. Н.Д. Решетова. - Москва: Машиностроение, 1979. - 205 с.

.        Вавилов, М.П. Смазка металлургического оборудования: учеб. пособие М.П. Вавилов. - Москва: МАШГИЗ, 1954. - 176 с.

.        Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учебное пособие для машиностроительных спец. вузов / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. - Минск: Высшая школа, 1983. - 256 с.