Упрочнение поверхности лопаток

УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ЛОПАТОК [c.77]

Прогрессивным способом упрочнения поверхности лопаток паровых турбин в настоящее время считается упрочнение электроискровым способом [Л. 5, 37 и 40]. Сущность этого способа упрочнения поверхностного слоя заключается в том, что под действием искрового разряда, возникающего между электродом и лопаткой, происходит оплавление небольших участков электрода и детали и одновременно перенос материала электрода на деталь. Перенесенный материал электрода, смешиваясь с оплавленным материалом лопатки, образует легированный слой на ее поверхности. Этот твердый [c.79]

Перечисленные сепарационные устройства не могут, однако, обеспечить полное удаление влаги из проточной части турбины. Поэтому для обеспечения дополнительной эрозионной устойчивости металла принимаются меры по упрочнению поверхностей лопаток хромирование, азотирование, местная закалка кромок лопаток, установка на лопатках накладок из эрозионно стойких материалов, упрочнение поверхностного слоя электроискровым способом и т. п. Наибольшее распространение в турбостроении получило применение накладок из твердых материалов. Эти накладки припаиваются [c.362]

Существуют разные способы предотвращения эрозии турбинных лопаток. Поскольку причиной эрозии являются удары капель о поверхность лопаток, одним из наиболее эффективных способов ее предотвращения является отвод конденсата из проточной части турбины при помощи сепарационных устройств. Значительное снижение эрозии можно получить, производя поверхностное и местное упрочнение наиболее подверженных эрозии участков лопаток. Существенное значение для уменьшения эрозии имеет рациональный выбор конструктивных и газодинамических параметров при проектировании турбин. Наконец, имеются сведения об электрических способах защиты от эрозии. Рассмотрим все эти способы подробнее. [c.66]

Для уменьшения эрозионного износа турбинных лопаток используются различные методы отвод конденсата из проточной части турбины с помощью сепарационных устройств, местное упрочнение поверхности наиболее подверженных эрозии участков лопаток, рациональный выбор конструктивных и газодинамических параметров ступени. [c.361]

Известны попытки упрочнения поверхностей электрическим хромированием и азотированием лопаток турбин. Сведения об эффективности этих методов пока разноречивы. Важное значение для уменьшения эрозии имеет рациональный выбор конструктивных и термо-газодинамических параметров при проектировании турбин. Значительное уменьшение конечной влажности в турбине достигается введением промежуточного перегрева пара, а также путем рационального выбора начальных и конечных параметров. Для уменьшения эрозии рабочих лопаток полезно увеличивать осевой зазор между сопловым аппаратом и рабочей решеткой. Меридиональный обвод проточной части турбины необходимо выполнять плавным, без резких уступов и перегородок, способствующих концентрации на отдельных участках влаги. Геометрические углы выхода из соплового аппарата и входа на рабочие лопатки должны обеспечивать минимальное рассогласование скоростей фаз и безударный вход двухфазного потока. [c.363]

Исследования показали, что сопротивление усталости при рабочих температурах образцов и лопаток из жаропрочных сплавов и стали после ЭХО определяется в основном шероховатостью поверхности и наличием следов растравливания по границам зерен. После ЭХО с последующим шлифованием абразивной лентой, фетровым кругом и виброконтактным полированием, а также деформационным упрочнением после ЭХО с шероховатостью поверхности у9—VlO усталостная прочность в основном определяется поверхностным наклепом. Поверхностный наклеп в зависимости от методов и режимов окончательной обработки может изменяться в широких пределах, соответственно меняются и характеристики усталости материалов. Он является наиболее чувствительным параметром качества поверхностного слоя, и для каждого сплава и температуры нагрева суш,ествует своя оптимальная степень наклепа, обеспечивающая максимальную усталостную прочность. [c.223]

В работе [621 сделана попытка разработки метода оценки уровня поврежденности лопатки в целом. Поскольку даже для обычных образцов, испытываемых в равномерном температурном поле и при однородном напряженном состоянии, линейное суммирование повреждений может производиться весьма условно, то суммирование повреждений столь сложного элемента, как лопатка, должно производиться с еще большей осторожностью. При циклических тепло-сменах в агрессивном газовом потоке по телу испытуемого элемента в различных его участках могут идти одновременно процессы упрочнения и разупрочнения. При длительных испытаниях в одни и те же моменты времени вблизи поверхности кромок происходит наблюдаемое визуально разрушение материала, а в сердцевине под воздействием благоприятных теплосмен материал упрочняется. Испытания на малоцикловую усталость образцов, вырезанных из лопаток, прошедших стендовую либо эксплуатационную наработку, свидетельствуют об улучшении механических свойств материалов. В то же время в других случаях можно наблюдать одновременное появление трещин в зонах экстремальных нагрузок. [c.205]

Холодная пластическая деформация поверхности в зоне концентрации напряжений для жаропрочных никелевых сплавов сопровождается уменьшением чувствительности к концентрации напряжений при симметричном цикле и умеренных температурах примерно в два раза, С ростом асимметрии цикла и продолжительности испытаний, особенно при высокой температуре, положительная роль холодной пластической деформации существенно снижается и нри базе более 1000 ч может привести к снижению сопротивления усталости. Исследования усталости замковых соединений рабочих лопаток турбин, изготовленных из различных жаропрочных никелевых сплавов, показывают, что холодная поверхностная пластичен ская деформация впадин хвостовиков при упрочнении обкаткой ро- [c.139]

Из-за сложности установок, их большой энергоемкости УЗУ не нашло широкого применения. В основном УЗУ используется для упрочнения турбинных и компрессорных лопаток небольших размеров. После применения стальных шариков диаметром 1...3 мм получают шероховатость поверхности й = 0,3...0,6 мкм. [c.226]

Поскольку эрозионные разрушения лопаток паровых турбин начинаются с поверхности лопаток, предпринимались различные попытки бороться с эрозией путем упрочнения поверхности лопаток (хромирование, местная закалка кромок лопаток, нагартование, азотирование, установка на лопатку накладок из эрозионно-стой- [c.77]

Для предотвращения эрозии турбинных лопаток используются отвод конденсата из проточной части турбины с помощью сепарационных устройств, местное упрочнение поверхности наиболее подверженных эрозии участков лопаток, рациональный выбор конструктивных и газодинамических параметров турбины. Высокая эффективность влагоудаления за рабочим колесом достигается за счет выполнения широкого и короткого влагоотводящего канала при минимальной иерекрыше и некотором открытии межлопаточных каналов рабочего колеса на периферии. Влагоотводящее устройство перед рабочим ко.яесом целесообразно выполнять с плавным входом (рис. 46). Эффективность этого устройства растет с увеличением осевого зазора между сопловым аппаратом и рабочим колесом. В современных паровых турбинах с высокими окружными скоростями по концам лопаток наиболее эффективной мерой борьбы с эрозией лопаток последних ступеней является экспериментально проверенная система влагоудаления в сочетании с упрочнением поверхности лопаток вблизи передних кромок электроискровым способом или установкой накладок из твердых сплавов (например, из стеллита). [c.87]

Рентгеноструктурньтм методом на поверхности лопаток после наработки выявлены сжимающие напряжения, величина которых достигает 50—80 кгс/мм (табл. 184) и наклепанный слой на глубине до 30 мкм. Повышение величны остаточных напряжений на поверхности лопаток (без упрочнения) в процессе эксплуатации, по-видимому, связано с обдувкой их частицами пыли в потоке воздуха при эксплуатации. [c.405]

С целью упрочнения поверхности деталей машин при грубой обработке рабочих поверхностей, например зубьев экскаваторов, бегунков, щек дробилок и землечерпалок, ножей бульдозеров, буровых долот, лопаток дымососов, а также соединительных муфт, деталей прокатных станов и т. д., применяют зернообразные сплавы. Зернообразными называются твердые сплавы, которые имеют вид мелкозернистых или порошкообразных материалов, наплавляемых на поверхности деталей. Наплавку осуществляют газовой сваркой ацетилено-кислородным пламенем или электродуговой (по методу Бенардоса угольной электрической дугой). Чаще всего как зернообразный сплав применяют сталинит, который характеризуется высокой твердостью (HR 56—47), износостойкостью и малой стоимостью. [c.34]

Изменяя технологические параметры, можно управлять степенью, глубиной наклепа, шероховатостью поверхности и остаточными напряжениями в ПС. Рациональные технологические режимы упрочнения для конкретных деталей устанавливаются экспериментально. Например, обработку лопаток из стали 13Х12Н2ВМФ ведут стальными шариками 01,6...2,5 мм на следующем режиме амплитуда колебаний вертикальная - 2,9... 3,6 мм боковая - 1...1,1 мм осевая - 0,1...0,15 мм частота колебаний - 24 Гц шероховатость поверхности лопаток после виброупрочнения соответствует =0,16...0,32 мкм. [c.223]

При сравнении различных видов упрочняющей обработки поверхности обращают внимание не только на уровень получаемых характеристик механических свойств, но и на их разброс. Так, например, применение ультразвукового деформационного упрочнения пера лопаток после виброабразивной обработки признано нецелесообразным, так как усталостная прочность меняется мало, повышается разброс характеристик у отдельных лопаток. Для повышения сопротивления усталости турбинных лопаток получил распространение предложенный Б.А. Кравченко метод термопластического упрочнения. Этот метод заключается в создании весьма больших градиентов температур на поверхности за счет интенсивного охлаждения нагретых лопаток. Он позволяет существенно повысить усталостную прочность лопаток при низких температурах (на 20-60%). [c.269]

Электроэрозионная обработка имеет ограниченное применение для обработки силовых деталей авиационных и ракетных двигателей из жаропрочных сплавов. Но поскольку в некоторых случаях этот метод применяется, например, для обработки лопаток турбин за одно целое с диском в ТНА, то следовало выяснить состояние поверхностного слоя и его влияние на усталостную прочность. Исследование показало, что поверхностный слой сплава ЭИ437А после электроэрозионнрй обработки и последующей термообработки (см. табл. 3.6, режим 35) имеет глубину упрочненного слоя до 35—50 мкм. Интенсивность упрочнения поверхностного слоя при этом незначительна и составляет примерно 13—15%. Такая глубина и степень упрочнения поверхностного слоя связаны с особенностями физико-химических процессов электроэрозионной обработки высокими мгновенными температурами на отдельных участках обрабатываемой поверхности, насыщением поверхностного слоя, преимущественно по границам зерен, углеродом из рабочей жидкости (керосина) и образованием в нем карбидов хрома и титана [1 ]. [c.109]

Основными параметрами качества поверхностного слоя, определяющими характер влияния технологических факторов на усталость лопаток, являются глубина и степень наклепа, так как шероховатость поверхности обычно соответствует 9-му классу независимо от метода изготовления их. Если упрочнение образцов виброгалтовкой и гидродробеструйной обработкой (режимы 94—95) снижает усталостную прочность при 450° С, то при комнатной температуре в лопатках 3-й ступени ротора компрессора изделия Б этот же наклеп по сравнению с ЭХО повышает сопротивление усталости на 30—45% (база испытания 20 млн. циклов). [c.212]

Пневмодинамическое упрочнение позволяет производить упрочнение отдельных поверхностей (шлицев, поверхностей замков лопаток) деталей, находящихся вне камеры упрочнения. Продолжительность обработки поверхности стальными шариками определяют экспериментально. Расстояние между [c.347]

Пневмоди- намическое упрочнение Упрочнение отдельных поверхностей деталей, находящихся вне камеры сварные швы трубопроводов, ласточкины хвосты лопаток газовых турбин, шлицы валов 900 0,4 Для замков, лопаток газовых турбин из стали ХН45МВТЮБР [c.351]

Усталостная прочность имеет важное значение главным образом для лопаток компрессора двигателей. Наибольшее число случаев разрушения лопаток компрессоро , , как правило, связано с усталостью материала. Как и ч-вестно, усталостная прочность зависит от многих факторов и, в частности, от характера макро- и микроструктуры, качества обработки поверхности (чистота поверхности), поверхностного упрочнения, величины и характера остаточных напряжений, а также режимов термической и термомеханической обработки. [c.274]

Дробеструйная обработка. В работе В. В. Петросова изучено влияние поверхностного упрочнения путем дробеструйной и гидродробеструйной обработки на предел выносливости образцов и лопаток компрессора из сплава ВТЗ-1 (база испытания 2-10 циклов). В данной работе показано (табл. 127), что на предел выносливостт в большей степени влияет поверхностная твердость, чем чистота поверхности. В качестве примера приведены данные, полученные после обработки образцов и лопаток по двум вариантам (табл. 128). [c.293]

Установку УДМ-2 применяют для упрочнения лопаток компрессоров и турбин, деталей с резьбой и др. (рис. 46). При подаче микрошариков из бункера 6 в дробемет 2 через расходную втулку 5 микрошарики под действием центробежных сил вращающегося дробемета выбрасываются со скоростью до 124 м/с на поверхность вращающихся деталей, закрепленных в кассетах 10 и установленных внутри камеры 9. Отраженные от деталей и экрана камеры 9 микрошарики под действием силы тяжести по наклонному дну камеры /У и каналу/5 попадают к транспортирующему эжекторному соплу 8, а оттуда по каналу 72 в бункер 6. Таким образом происходит циркуляция микрошЕфиков в камере. [c.519]

Рис. 8.17. При развитии однотипных газотурбинных двигателей с центробежными компрессорами Уделялось большое внимание конструированию елочных замков соединения лопаток турбин с дисками. Изменения нагрузок, рабочих температур, применяемых материалов, ресурса работы двигателей и т. д. требовало упрочнения замков. Прочность соединения во многом зависела от точности изготовления элементов замка, чистоты обработки поверхностей и, особенно, от величины радиуса скругления во впадинах между выступами. Так, при переходе от двигателя РД-45 (рис. 8.17, а) к двигателю ВК-1 (рис. 8.17, б) в диске была изменена форма паза под зуб и увеличен радиус скругления во впадине. При выбранных размерах пазов размещение галтели с радиусом г=0,7 о,1 привело к расположению плоскостей контакта под уголрм 90 —V к оси 0—0. Размеры элементов пазов елочных замков дисков турбин даны в таблице.

Большие местные напряжения возникают также при передаче усилия с одной детали на другую, прижатую к ней небольшим участком поверхности, например в зонах соприкосновения зубьев зубчатых колес, в шариковых и роликовых подшипниках, в замковых соединениях рабочих лопаток турбомашин с диском и т. п. Такие напрянсения называют контактными. Так как с увеличением нагрузки размер контактной плошадки увеличивается, то контактные напряжения возрастают медленнее, чем нагрузка. Для обеспечения контактной прочности материалы подвергают поверхностному упрочнению, повышаюш,ему их твердость (более подробно см. гл. 35). [c.15]

Гидродробеструйноеупрочнение. Особенность этого вида упрочнения состоит в снижении параметров шероховатости поверхности, что важно для зубчатых колес, лопаток компрессора, трубопроводов и др. Обработка деталей осуществляется струей трансформаторного масла при давлении = 3 -н 5 кгс/см и стальными шариками. Благодаря применению масла (и других смазывающе-охлаждающих жидкостей) понижается температура в зоне контакта шариков с поверхностью и исключается трение без смазки. Образующаяся пленка защищает впадины на поверхности детали, выступы (гребешки) деформируются. [c.647]

Таким способом производят упрочнение сепараторов подшипников, лопаток турбин и др. После виброобработки уменьшается шероховатость поверхности и повьшда-ется выносливость деталей за счет абразивного и упрочняющего действия рабочих тел смеси [3]. [c.648]

Для восстановления и упрочнения лопаток асфальтосмесителей на Ростовском асфальтобетонном была осуществлена попытка примепепия наплавки рабочих поверхностей сплавом типа "Сормайт", имеющем агрегатную твёрдость 45-54 НКС и 60% карбидных включений в ледебуритной основе [16]. [c.41]

Упрочнение наружной Термопластическое упрочнение ЖС6У ЭИ598 и внутренней поверхности пера охлаждаемых лопаток [c.268]

Методом рентгенографии установлено, что металл (ст. 12X13) большей части рабочих компрессорных лопаток, отработавших первоначальный ресурс, находится в напряженно-деформированном состоянии. В результате воздействия рабочих напряжений в условиях повышенных температур в материале лопаток происходит перестройка дислокационной структуры. Формируется структура с крупным субзерном и высокой плотностью дислокаций внутри него ( 10" см ) (табл.1). Поверхностный слой лопаток находится в состоянии деформационного упрочнения (микротвердость поверхности пера на глубине 1,5 мкм повышена на 35 % (рис.1, кривая 2) с высоким уровнем микродеформаций в зерне -0,0012. Пределы упругости и текучести, полученные из релаксационных испытаний, на 20 % превышают нормативные значения (СТо 280 МПа, атек=490 МПа) (табл.2) для данного материала. Описанные выше процессы характерны для 1-й стадии старения. Эта стадия связана с накоплением обратимых повреждений, которые могут быть устранены в результате ремонтно-восстановительных работ. [c.97]

Методом рентгенографии установлено, что металл (ст.12X13) большей части рабочих компрессорных лопаток, отработавших первоначальный ресурс, находится в напряженно-деформированном состоянии. В результате воздействия рабочих напряжений в условиях повышенных температу р в материале лопаток происходит перестройка дислокационной структуры. Формируется структура с крупным субзерном и высокой плотностью дислокаций внутри него ( 10" см" ) (табл.1). Поверхностный слой лопаток находится в состоянии деформационного упрочнения (микротвердость поверхности пера на глубине 1,5 мкм повышена на 35 % (рис.1, кривая 2) с высоким уровнем микродеформаций в зерне -0,0012. Пределы упругости и текучести, полученные из релаксационных испытаний, на 20 % превышают нор- [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...