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时间:2018-07-07
《空分压缩机组增压机叶轮流道加工抛光工艺研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、空分压缩机组增压机叶轮流道加工抛光工艺研究摘要:文章研究了增压机叶轮加工方法选择,分析了电加工叶轮变质层控制及去除方法,对比了不同加工方法制造的叶轮流道磨料流前后粗糙度变化情况。结果表明:电加工叶轮可以获得更低的流道粗糙度,磨料流前粗糙度低的叶轮会获得更好的抛光效果,磨料流抛光技术更适合应用于电加工叶轮。中国1/vie 关键词:叶轮;电火花;磨料流;粗糙度 引言 空分压缩机组广泛应用于煤化工、化肥、炼油等领域,是整个化工流程的核心装备。目前,全球仅有西门子、曼透平、沈鼓集团等少数企业具备10万等级及以上空分压缩机组设计、制造能力。 空分压缩机组由空压机和增压机
2、组成,为长周期连续运转设备,其增压机由叶轮进行做功,工作介质为空气,叶轮效率稍有提升,即可大大降低能源消耗,节约数以百万计的运营成本。 1叶轮流道粗糙度对增压机效率的影响 20世纪70年代以来,压缩机企业广泛采用“三元流”设计理论对叶轮子午流道结构尺寸进行优化,改善流场,提升其对内部工作介质做功能力,进而提高效率[1]。 此外,工作介质在叶轮流道中流动时,由于流体存在粘性产生阻力,会造成流动损失,流动损失的计算公式为[2]: 其中:λ-沿程阻力系数;l-流道长度,m;R-流道截面水力半径,m。 介质在叶轮中高速流动,其沿程阻力系数主要与流道表面粗糙度相关。因
3、此,在叶轮流道加工完成后,对流道进行抛光,降低流糙度,可有效提高叶轮效率。 沈鼓集团刘向东等人,通过对离心压缩机窄流道闭式叶轮进行磨料流抛光,使叶轮流道粗糙度降低两个数量级,压缩机整机效率提高1%左右[3]。 2增压机叶轮流道加工及抛光 以某10万等级空分增压机为例,共有6级叶轮,其首级叶轮为半开式三元叶轮,2-6级叶轮为闭式三元叶轮。叶轮材质为FV520B,是由英国Firth-Vickers材料研究室开发的一种具有高强度、良好耐蚀性能、冲击韧性和焊接性能的马氏体沉淀硬化不锈钢,化学成分如表1所示: 2.1叶轮流道加工方式选择 为保证叶轮流道加工精度,该增压
4、机首级叶轮采用五坐标加工中心铣制加工。2、3级叶轮由于流道较宽,通过三维仿真,可采用整体铣制方法进行加工。4-6级叶轮由于流道出口较窄,受刀具可达性限制,无法进行整体铣制,为保证流道精度,选择电火花加工方式加工。 在电火花加工时,由于叶轮受到局部骤热、骤冷及高温、高压的物理化学作用影响,会在流道表面形成变质层,产生残余拉应力。由于增压机叶轮工况为高转速、高离心力,为保证可靠性与安全性,不能允许变质层存在。 经过H.Ramasay等研究,变质层平均厚度与电火花加工参数经验公式为[5]: A].北京:中国电力出版社,2004. [3]刘向东,季田,庞占元,等.离心
5、压缩机叶轮流道磨料流抛光及其对压缩机效率的影响[J].组合机床与自动化加工技术,2009(3):12-15. [4]刘晓禹,于丽萍.热处理对马氏体不锈钢FV520B的组织和力学性能的影响[J].一重技术,2005(4):27-28. [5]RamasayH,BluntL,RajurkarKP.InvestigationoftherelationshipbetetersinthediesinkingEDMprocess[J].PrecisionEngineering,2005,29:479-490. [6]LovelessTR,aterialsProcessing
6、Technology,1994(47):133-151. [7]高航,�敲�宇,等.流体磨料光整加工理论与技术的发展[J].机械工程学报,2015(4):174-187. [8]周锦进,方建成,徐文骥.光整加工技术的研究与发展[J].制造技术与基础,2004(3):7-11.
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