[发明专利]一种大流量超大直径半铣半焊闭式三元叶轮及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种大流量超大直径半铣半焊闭式三元叶轮及制造方法，属于离心式压缩机叶轮及制造技术领域。

背景技术

大流量超大直径半铣半焊闭式三元叶轮为离心压缩机的做功元件，该叶轮的特点为：叶片扭曲程度大，轮盘面和盖盘回转面曲率较大，流道偏差对叶轮气动性能影响较大。闭式叶轮一般包含轮盖、轮盘和叶片三大件，小流量小直径的闭式三元叶轮可以采用整体铣制或将叶片整体铣制在轮盘或轮盖上，然后将两部件通过电焊、钎焊、铆接或组合方式进行连接，而大流量超大直径的闭式三元叶轮，由于叶片扭曲程度相当大，一直采用三部分焊接的方式进行连接，其流道相对于整体铣制的流道来说无法保证其精确性，从而或多或少对叶轮的气动性能产生影响，是提高此类叶轮效率的一个瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种可以保证加工流道和设计型线的一致性，能提高叶轮的加工质量和气动效率的大流量超大直径半铣半焊闭式三元叶轮及制造方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种大流量超大直径半铣半焊闭式三元叶轮，它主要包含轮盖、轮盘和叶片，所述的叶片被均分为两半，其中一半叶片与轮盖一体铣制成型，另一半叶片与轮盘一体铣制成型，且两半叶片通过在对接处焊接形成整体叶片。

所述两半叶片的对接处开设有坡口，并通过焊接后在整个叶片中间形成有一条焊缝。

一种如上所述大流量超大直径半铣半焊闭式三元叶轮的制造方法，该制造方法包括以下步骤：

a）将叶轮轮盘和轮盖的锻件分别安装在数控机床的车削加工中心上，对其进行半精加工；

b）将叶轮轮盘和轮盖分别安装在五轴数控铣床上，将三元流的叶片进行均分，一半叶片在轮盘的锻件上整体铣制成型，一半叶片在轮盖的锻件上整体铣制成型；

c）在步骤b）中所述两部分叶片的对接处开坡口，完成后将轮盘，轮盖用键定位，校正完成后用模具压紧，并对所有叶片进行焊接；

d）焊接后消除应力，将叶轮的外轮廓精车成型；

e）对叶片的焊接处进行手工打磨至光滑；

所述的步骤a）中，对叶轮轮盘和轮盖锻件进行半精加工车削，并在轮盘和轮盖侧要保证4-6mm的加工余量。

步骤b）中，所述三元流的叶片均分为两部分，一半整体铣制在轮盘上，一半整体铣制在轮盖上。

所述的步骤c）中，在两半叶片的对接处开坡口，并在用工装固定后将整个叶片进行焊接，在整个叶片中间形成一条焊缝。

所述的步骤d）、e）中，在叶轮的轮盖和轮盘焊接完成后，消除应力，重新装夹后在数控机床的车削加工中心，对叶轮的外轮廓进行精车；最后将叶片焊接处手工打磨至光滑。

本发明所述超大直径的半铣半焊三元闭式叶轮改变了传统的三大件焊接制造方式，变两条焊缝为一条焊缝，且由于焊缝在流道中间，容易打磨光滑，叶片全部数控铣制，形状及定位都十分精确，有效地降低气动阻力；它具有有较好的气动性能和气动效率，加工质量好、叶轮强度高等特点。

本发明具有如下技术效果：

1、本发明和传统三大件叶轮加工工艺相比，其流道比较光滑，能有效地降低气动阻力；

2、本发明的叶轮，其流道完成通过数控铣制加工，能完全符合叶轮设计型线要求，具有较好的气动性能和气动效率；

3、采用本发明的三元叶轮，其加工质量好、叶轮强度高。

附图说明

图1为本发明所述的叶轮部件结构示意图；

图2为本发明所述加工方法的流程图之一；

图3为本发明所述加工方法的流程图之二；

图4为本发明所述加工方法的流程图之三；

图5为本发明所述加工方法的流程图之四。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步详述。图1所示，本发明所述的一种大流量超大直径半铣半焊闭式三元叶轮，它主要包含轮盖b、轮盘a和叶片，所述的叶片被均分为两半，其中一半叶片与轮盖一体铣制成型，另一半叶片与轮盘一体铣制成型，且两半叶片通过在对接处焊接形成整体叶片。

所述两半叶片的对接处开设有坡口，并通过焊接后在整个叶片中间形成有一条焊缝。

图1中，a为流道已经完成铣制的叶轮轮盘部分，b为流道已经完成铣制的叶轮轮盖部分。在图1中还有：11为叶轮旋转中心， 51为叶轮进风口，52为叶轮出风口，53为叶轮轮盘子午面型线，54为叶轮轮盖子午面型线，55为叶轮轮盘叶片和叶轮轮盖叶片对接线。

本发明所述闭式三元叶轮的制造方法包括以下步骤：