Шлифование рабочих поверхностей лопаток турбин

Лопатки турбин соединяют с дисками турбины при по­мощи елочного замка. Конструкция елочного замка и схема крепления с его помощью лопатки показаны на рис. 1.32, а, б. Фасонные профили замков лопаток шлифуют многониточными кругами на специальных станках. Схема шлифования елочного профиля замка лопатки показана на рис. 1.33. Оси шпинделей шли­фовальных кругов 2 и 4 должны быть расположены па­раллельно или под углом, равным половине общего угла клина замка лопатки 3. Правку кругов осуще-

ствляют накатным роликом /. Станок имеет оптическое устройство, регистрирующее положение профиля впа­дины зуба, изнашивание круга и автоматическую ком­пенсацию его износа. Съем припуска осуществляется по схеме глубинного шлифования. Рекомендуемая рабо­чая скорость шлифовального круга 24А25СМ2К5 35— 50 м/с, глубина шлифования 0,2—0,3 мм, продольная подача 1 м/мин. Шлифовальная бабка станка оснащена редуктором, при помощи которого скорость вращения круга во время правки уменьшают до 3—5 м/с. Шли­фование лопаток и правку кругов выполняют с обиль­ным охлаждением. Производительность шлифования — 50—60 деталей в час.

Перо лопатки представляет собой лопасть перемен­ного сечения. Оно ограничено выпуклой поверхностью спинки и вогнутой поверхностью корыта. Эти поверх­ности имеют сложное очертание, переменную кривизну

поперечного сечения, нелинейное продольное сечение. Они точно ориентированы относительно замка лопатки. Абразивную обработку элементов пера лопатки вы­полняют шлифовальными кругами и лентами. И в том и другом случаях применяют два варианта шлифо­вания по способу обкатки: сопряженное шлифование и шлифование с управлением перемещения круга отно­сительно детали при помощи объемного копира.

При сопряженном шлифовании профиль круга в се­чении, перпендикулярном к его оси очерчен замкнутой кривой, сопряженной с профилем детали. Сопряжен­ными называют такие профили, которые, взаимодей­ствуя друг с другом, обеспечивают передачу заданного закона движения. Движение от звена /, вращающегося вокруг оси Oi с угловой скоростью сої, звену 2, вра­щающемуся вокруг ОСИ 02 С угловой скоростью (02, передается при помощи сопряженных профилей (рис. 1.34). В точке контакта сопрягаемых профилей наблюдается их относительное скольжение со скоростью По™. В то же время имеется точка, принадлежащая обоим звеньям, в которой скорость относительного скольжения звеньев равна нулю. Эту точку называют мгновенным центром вращения или полюсом зацепле­ния. При противоположном направлении вращения звеньев полюс зацепления лежит внутри отрезка Оі02, соединяющего центры вращения звеньев, при одно­направленном — вне этого отрезка. Еслн звенья вра­щаются с постоянной угловой скоростью (передаточное отношение постоянно), полюс зацепления занимает не­изменное положение по отношению к центрам вра­щения колес. В этом случае передача вращения со­пряженными профилями равносильна передаче вра­щения двумя обкатывающимися без скольжения ок­ружностями Ц и Ц2, Про­веденными через ПОЛЮС зацепления с центрами в точках 0 и 02. Эти окруж­ности называются центро­идами. При противопо­ложном направлении вра­щения звеньев наблюдает­ся внешнее зацепление центроид, при однонаправ­ленном — внутреннее. Внешнему зацеплению со­ответствует отрицательное

передаточное отношение, внутреннему — положитель­ное.

Скорость скольжения сопряженных профилей Усти в точке их контакта К равна произведению расстояния этой точки от полюса зацепления, умноженному на ал­гебраическую разность скоростей вращения звеньев: По™— КР («і — <оя). При внешнем зацеплении угловые скорости слагаются, при внутреннем — вычитаются. Так как расстояния от точки контакта сопряженных про­филей до полюса зацепления во время передачи дви­жения сопряженными профилями изменяются, меняется и скорость скольжения профилей. При внутреннем зацеп­лении могут быть получены большие значения длины отрезка КР по сравнению с внешним. Отсюда внут­реннему зацеплению соответствует большее значение скорости скольжения профилей.

Взаимодействие поверхностей круга и детали при сопряженном шлифовании аналогично взаимодействию сопряженных профилей, передающих вращение от од­ного звена к другому. Схема сопряженного шлифо­вания спинок лопаток на станке ХШ-116 показана на рис. 1.35. Лопатки по две штуки собирают на оправке, которую устанавливают в центрах станка. Вращение шлифовального круга кинематически связано с враще­нием круга. В целях повышения скорости скольжения поверхности круга относительно поверхности детали принимают однонаправленное вращение круга и оп­равки. За один оборот оправки круг делает два обо­рота. Средняя скорость скольжения вследствие разности диаметров круга и детали приближается по своему зна­чению к обычной скорости шлифования при работе кру­гами на керамических связках и составляет 30 м/с. Обработку спинок лопаток выполняют широким кругом одновременно по всей длине лопаток. Профилирование круга производят по объемному копиру, вращающемуся вместе с кругом. Это обеспечивает возможность высоко-

производительного шлифования сложной поверхности спинок лопаток, продольное сечение которой не явля­ется прямолинейным, а поперечное — круговым.

Обработку деталей на станке ХШ-116 выполняют в полуавтоматическом цикле. После сборки лопаток на оправке и пуска станка включают вращение оправки, подачу СОЖ, быстрый подвод шлифовальной бабки, черновую и чистовую врезные подачи, выхаживание, быстрый отвод шлифовальной бабки, останов враще­ния оправки и подачи охлаждающей жидкости. Опе­ратор снимает с оправки обработанные детали и цикл повторяется. Скорость подач, а также время выхажива­ния без подачи регулируют гидравлическим приводом.

Основным недостатком сопряженного шлифования яляется то, что угол поворота детали при обработке участков ее профиля, очерченных дугами большого ра­диуса, имеет меньшее значение, чем при обработке уча­стков профиля, очерченных дугами малого радиуса. Поэтому скорость съема металла на участках, обра­зованных большими радиусами, выше, чем на участках, образованных малыми радиусами. Поскольку одни и те же участки профиля детали при сопряженном шли­фовании обрабатывают одними и теми же участками профиля круга, круг изнашивается неравномерно. Вслед­ствие этого в местах профиля лопатки, образованных наибольшими радиусами, спинка лопатки может быть недошлифована.

В целях повышения точности обработки спинок ло­паток применяют станки, в которых управление пере­мещением круга относительно детали осуществляется при помощи объемного копира (рис. 1.36). На одной оси с шлифовальным кругом 1 закрепляют ролик 4. В процессе формообразования профиля круг и ролик остаются неподвижными.

На качающуюся люльку устанавливают соосно ко­пир 3 и шлифуемую лопатку 2.