降低引入的不平衡和在保持低废料的同时降低对性能和耐久性的影响的涡轮机叶轮工艺改善制造技术

本发明专利技术涉及一种降低引入的不平衡和在保持低废料的同时降低对性能和耐久性的影响的涡轮机叶轮工艺改善。多个变化可以包括一种方法，所述方法可以包括生产涡轮机叶轮，生产涡轮机叶轮可以包括：设计涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮可以包括与凸头部相对的后壁；形成所述涡轮机叶轮的蜡模型；铸造所述涡轮机叶轮；确定所述涡轮机叶轮的重心；识别所述涡轮机叶轮的转动轴线；以及机加工所述涡轮机叶轮的后壁。

Improvement of Turbine Impeller Technology by Reducing the Input Imbalance and Reducing the Impact on Performance and Durability while Keeping Low Waste

The invention relates to a turbine impeller process improvement that reduces the imbalance introduced and reduces the impact on performance and durability while maintaining low waste. Variations may include a method for producing turbine impellers, which may include: designing turbine impellers, which may include a rear wall opposite the convex head; forming a wax model of the turbine impeller; casting the turbine impeller; determining the centroid of the turbine impeller; and identifying the turbine impeller. The rotating axis and the back wall of the turbine impeller are machined.

【技术实现步骤摘要】
降低引入的不平衡和在保持低废料的同时降低对性能和耐久性的影响的涡轮机叶轮工艺改善
本披露内容总体上涉及的领域包括在制造过程中质量平衡涡轮机叶轮的方法。
技术介绍
涡轮机叶轮的制造经常引起涡轮机后壁的波纹度问题。涡轮机内的波纹度问题可能由于蜡模型的波纹度或涡轮机的叶片在叶轮的轮毂之前冷冻从而由于凝固过程中金属收缩而引起下沉的情况引起，在凝固中，叶片与涡轮机叶轮的后壁接触。
技术实现思路
多个变化可以包括一种方法，所述方法可以包括：生产涡轮机叶轮；设计涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮可以包括与凸头部相反的后壁；形成所述涡轮机叶轮的蜡模型；铸造所述涡轮机叶轮；确定所述涡轮机叶轮的重心；识别穿过所述涡轮机叶轮的重心的转动轴线；以及机加工所述涡轮机叶轮的后壁。多个变化可以包括一种方法，所述方法可以包括：生产涡轮机；设计涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮可以包括后壁、轮毂部分、以及多个翅片；形成所述涡轮机叶轮的蜡模型；使用所述蜡模型铸造所述涡轮机叶轮；对所述涡轮机叶轮进行质量平衡检查以确定所述涡轮机叶轮的重心；识别所述涡轮机叶轮的转动轴线；以及机加工所述涡轮机叶轮的后壁；限定所述涡轮机叶轮的基准面；组装所述涡轮机和轴以形成涡轮机组件；将所述涡轮机叶轮连接到轴上；机加工所述涡轮机叶轮和所述轴以形成轴与涡轮机叶轮组件；对所述轴与涡轮机叶轮组件进行平衡检查；以及机加工所述轴与涡轮机叶轮组件以使所述轴与涡轮机叶轮组件进一步平衡。多个变化可以包括一种方法，所述方法可以包括：生产涡轮机；设计涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮可以包括后壁、轮毂部分、凸头部、以及多个翅片；形成所述涡轮机叶轮的蜡模型；铸造所述涡轮机叶轮；对所述涡轮机叶轮进行质量平衡检查以确定所述涡轮机叶轮的重心；识别所述涡轮机叶轮的转动轴线，可以包括暂时将所述凸头部固定到至少一个卡盘内并且对所述凸头部进行中心钻孔；以及机加工垂直于所述涡轮机叶轮的所述转动轴线的所述后壁，并且其中，所述后壁可以进一步包括置于所述后壁内的中心的第一部分和与所述第一部分切向偏移某一拔模角的机加工部分，所述拔模角在大约一度至大约十度的范围内；限定所述涡轮机叶轮的基准面；组装所述涡轮机和轴以形成涡轮机组件；将所述涡轮机叶轮连接到轴上；机加工所述涡轮机叶轮和所述轴以形成轴与涡轮机叶轮组件；对所述轴与涡轮机叶轮组件进行平衡检查；以及机加工所述轴与涡轮机叶轮组件以使所述轴与涡轮机叶轮组件进一步平衡。本专利技术范围内的其他说明性变化将从以下所提供的详细说明中变得清楚。应该理解，详细说明和列举的变化虽然披露了可选的变化，但旨在仅用于说明的目的而并非旨在限定本专利技术的范围。附图说明本专利技术范围内的变化的选定实例将从详细说明和附图中得到更全面的理解，在附图中：图1描绘了形成涡轮机叶轮的方法的一种变化的流程图；图2描绘了涡轮机叶轮的一种变化的一个截面图；并且图3描绘了涡轮机叶轮的一种变化。具体实施方式以下对这些变化的说明在性质上仅是说明性的而绝非旨在以任何方式限制本专利技术的范围、其应用或用途。以下对变化的描述仅说明了被认为落入本专利技术范围内的部件、元件、动作、产品和方法而不旨在以任何方式限制明确披露的或没有明确阐述的范围。如在此所描述的部件、元件、动作、产品和方法可以如除本文所明确描述之外地进行组合和重新安排并且仍然被认为是落入本专利技术的范围内。参见图1；形成涡轮机叶轮的方法可以包括设计10涡轮机叶轮，所述方法包括第一步骤12，所述第一步骤可以包括形成涡轮机叶轮蜡模型22、以及铸造涡轮机叶轮20。所述方法还可以包括第二步骤14，所述第二步骤可以包括：对涡轮机叶轮进行质量平衡检查30；识别叶轮轴线28，包括识别涡轮机叶轮的质量不平衡和/或力偶不平衡以及识别涡轮机叶轮的质心；机加工后壁26；以及限定涡轮机叶轮的基准面24。基准面可以是坐标集、参考面集、或参考点集，根据所述基准面，机加工或质量平衡机械可以识别涡轮机叶轮24或叶轮轴线28。第三步骤16可以包括：将涡轮机叶轮和轴连接36；将涡轮机叶轮机加工成最终整形34；以及组装轴和叶轮以形成轴与叶轮组件32。第四步骤18可以包括：对轴与叶轮组件进行质量平衡检查42；进行叶轮平衡切割40以产生平衡的轴与叶轮组件38。参见图2和图3；铸造涡轮机叶轮44可以包括后壁46(比如全背部或超背部)，所述铸造涡轮机叶轮可以是具有后壁的涡轮机叶轮，所述后壁具有过渡到平坦部分的总体锥形的加强区，其中，后壁46可以包括第一部分50、以及铸造部分52、机加工部分51以及第一部分50与机加工部分51之间的过渡部分54。机加工部分51可以与第一部分50切向偏移某一拔模度A，所述拔模角可以在大约一度至大约十度的范围内。拔模角A可以在大约二度至大约五度的范围内。接合点48可以位于铸造部分50与过渡部分54之间或过渡部分54与机加工部分51之间或这两种情况，并且可以是在相邻部分50、52、以及54之间的光滑接合点。参见图1-3；第二步骤14可以包括对涡轮机叶轮进行质量平衡检查30，所述涡轮机叶轮包括后壁46和与后壁相反的凸头部60，其中，可以通过卡盘或对凸头部进行中心钻孔来限定涡轮机叶轮的转动轴线来将凸头部保持在适当位置。叶轮轴线可以以这样的方式进行限定28，以找到更接近如通过质量平衡仪经由涡轮机叶轮的几何形状或重心或两者确定的重心的转动轴线。例如，通过创建垂直于平坦后壁的平面的转动轴线来限定转动轴线，即使维持转动轴线垂直于平坦后壁，也可能引起转动轴线偏离重心。在已经识别了叶轮轴线28之后，随后可以机加工垂直于转动轴线的后壁26。随后，在步骤三16之前，可以在铸件上限定机加工涡轮机壁的基准面24。根据变化1，方法可以包括：生产涡轮机叶轮；设计涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮可以包括与凸头部相反的后壁；形成所述涡轮机叶轮的蜡模型；铸造所述涡轮机叶轮；确定所述涡轮机叶轮的重心；识别所述涡轮机叶轮的转动轴线；以及机加工所述涡轮机叶轮的后壁。变化2可以包括变化1中所述的产品，其中，确定涡轮机叶轮的重心可以包括对涡轮机叶轮进行质量平衡检查。变化3可以包括变化1或变化2中所述的产品，其中，机加工涡轮机叶轮的后壁可以包括机加工垂直于涡轮机叶轮的转动轴线的后壁。变化4可以包括变化1至3中的任一变化所述的产品，其中，机加工涡轮机叶轮的后壁可以包括机加工垂直于涡轮机叶轮的转动轴线的后壁，并且其中，后壁可以进一步包括在后壁内居中的第一部分和与所述第一部分偏移某一拔模角的外机加工部分，所述拔模角在大约一度至大约十度的范围内。变化5可以包括如变化1至4中的任一变化所述的产品。如权利要求1所述的方法，其中，机加工涡轮机叶轮的后壁可以包括机加工垂直于涡轮机叶轮的转动轴线的后壁，并且其中，后壁可以进一步包括在后壁内居中的第一部分以及与所述第一部分偏移某一拔模角的机加工部分，所述拔模角在大约二度至大约五度的范围内。变化6可以包括如变化1至5中的任一变化所述的产品，并且可以进一步包括：组装所述涡轮机和轴以形成涡轮机组件；将所述涡轮机叶轮连接到轴上；以及机加工所述涡轮机叶轮和所述轴以形成轴与涡轮机叶轮组件。变化7可以包括如变化1至6中的任一变化所述的产品，并且可以进一步包括：对所述轴与涡轮机叶轮组件进行平衡检查；以及机加工所述轴与涡轮机叶轮组件以使所述轴与涡轮机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：制造涡轮机叶轮，包括；设计涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮包括与凸头部相对的后壁；形成所述涡轮机叶轮的蜡模型；铸造所述涡轮机叶轮；确定所述涡轮机叶轮的重心；识别所述涡轮机叶轮的与所述重心相对应的转动轴线；以及机加工所述涡轮机叶轮的所述后壁。

【技术特征摘要】
2017.07.28 US 15/663,0461.一种方法，包括：制造涡轮机叶轮，包括；设计涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮包括与凸头部相对的后壁；形成所述涡轮机叶轮的蜡模型；铸造所述涡轮机叶轮；确定所述涡轮机叶轮的重心；识别所述涡轮机叶轮的与所述重心相对应的转动轴线；以及机加工所述涡轮机叶轮的所述后壁。2.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述涡轮机叶轮的重心包括：对所述涡轮机叶轮进行质量平衡检查。3.如权利要求1所述的方法，其中，机加工所述涡轮机叶轮的所述后壁包括：机加工垂直于所述涡轮机叶轮的转动轴线的所述后壁。4.如权利要求1所述的方法，其中，机加工所述涡轮机叶轮的所述后壁包括：机加工垂直于所述涡轮机叶轮的转动轴线的所述后壁，并且其中，所述后壁进一步包括在所述后壁内居中的第一部分以及从所述第一部分偏离一拔模角的外机加工部分，所述拔模角在大约一度至大约十度的范围内。5.如权利要求1所述的方法，其中，机加工所述涡轮机叶轮的所述后壁包括：机加工垂直于所述涡轮机叶轮的转动轴线的所述后壁，并且其中，所述后壁进一步包括在所述后壁内居中的第一部分以及从所述第一部分偏离一拔模角的机加工部分，所述拔模角在大约二度至大约五度的范围内。6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：组装所述涡轮机和轴，以形成涡轮机组件；将所述涡轮机叶轮连接到轴上；以及机加工所述涡轮机叶轮和所述轴，以形成轴与涡轮机叶轮组件。7.如权利要求6所述的方法，进一步包括：对所述轴与涡轮机叶轮组件进行平衡检查；以及机加工所述轴与涡轮机叶轮组件，以使所述轴与涡轮机叶轮组件进一步平衡。8.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述涡轮机叶轮的重心包括：对所述涡轮机叶轮进行质量平衡检查。9.如权利要求1所述的方法，其中，机加工所述涡轮机叶轮的所述后壁包括：机加工所述后壁，以限定垂直于所述涡轮机叶轮的所述转动轴线的背面。10.一种方法，包括：制造涡轮机，包括；设计涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮包括后壁、轮毂部分、以及多个翅片；形成所述涡轮机叶轮的蜡模型；铸造所述涡轮机叶轮；对所述涡轮机叶轮进行质量平衡检查，以确定所述涡轮机叶轮的重心；识别所述涡轮机叶轮的转动轴线；以及机加工所述涡轮机叶轮的所述后壁；限定所述涡轮机叶轮的基准面；组装所述涡轮机和轴，以形成涡轮机组件；将所述涡轮机叶轮连接到轴上；机加工所述涡轮机叶轮和所述轴，以形成轴与涡轮机叶轮组件；对所述轴与涡轮机叶轮组件进行平衡检查；以及机加工所述轴与涡...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·耶拉普拉加达，G·詹克斯，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国,US