水轮机转轮叶片模压成型技术

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1、第2·萼期束Lzfan~审Ele泰ctri坪cR奢eviewVoM1．a2r．O2NOo6．1年水轮机转轮叶片模压成型技术王地召，王贞凯(东方电机股份有限公司。四川德阳618000)摘要：介绍了水轮机转轮叶片模压制速所涉疲的叶片展平方法、压模设计帝】造、叶片模压成型工艺及热处理等技术，并对令后制造模压叶片提出了一些改进措施。关键词：水轮机；转轮；叶片；模压成型中国分类号：TK730．32文献标识码：B文章编号：1001—9006(2006)01—0042—05StudyonMouldPressingTechnologyofWaterTurbineR

2、unnerBladesWANGDi-zhao，WANGZhen—kai(Dongfan8ElectrialMachineryCo．，Ltd．。Deyang618000，China)Abstract：Thispaperintroducesthehotmouldpressingtechnologyoftheturbinerunnerblades，includingthemeansofoutspreadingtheblade，designandproductionofthemolding-die，thetechnologyofthebladetempla

3、temoldingandtheheattreatmentetc．Also，itshowssomemeasurestoamelioratethetechnologyofhotpressmoldingoftheturbineblades．Keywords：WaterTurbine；Runner；Blade；HotPressingMould研究实践，积累了较丰富的经验。东方电机叶片模引言压成型技术研究起步较晚，近年来组织相关技术人员进行大量的研究开发，通过福堂、吉林台等电站水轮机转轮叶片的制造质量直接影响水轮机的转轮叶片的模压成型，积累了一定的经验，使该

4、公水力效率、空化性能及机组运行稳定性。相对于叶司叶片制造技术多了一条新途径，提高了公司产品片数控加工及铲磨工艺，叶片模压成型工艺有其独的市场竞争力，具有较好的技术经济效益。特的特点，适合于生产台数相对较多的中小型水轮机转轮叶片。模压叶片具有制造成本低、叶片内部1叶片模压成型技术质量好、生产效率高等优点，是叶片制造的先进工艺技术之一。’叶片模压成型工艺涉及多方面的技术，包括叶国内外一些水轮机制造厂家为了提高叶片的制片展平计算、压模设计制造、叶片模压成型工艺及造质量，开发了叶片模压成型新技术，以取代传统热处理等。东方电机通过对福堂、吉林台等电站转的“叶

5、片砂型铸造一铲磨”工艺方法，经过多年的轮叶片的制造，开发出一套既适合高水头电站转轮收稿日期：2005—12．15作者简介：王地钥(1965一)。男，1985年毕业于四川工业学院，在东方电机股份有限公司从事水轮机制造工艺工作．高级工程师。王贞凯(1967一)，男，1989年毕业于重庆大学．在东方电机股份有限公司从事数控工艺及编程工作，高级工程师。第2O卷第1期束矛审泰坪Vo1．20No．11Mar．2oo6。4j‘2006年3月Donl妇ngElectricReview叶片，又适合中低水头电站转轮叶片的通用一次模压成型工艺。1．1叶片展平要进行叶片的

6、展开计算、压模型面计算、三维图形显示和光顺处理，必须先进行叶片型面的三维造型(见图1)。图2叶片展平后形状对应映射到展开平面上，作为该点的z坐标。这样．叶片展开后的板坯正面坐标为(蜀，，0)，背面曲。面坐标为(，，)。由于叶片背面采用了Bezier≯．曲面模型，使整个叶片展开功能既快捷又可靠，大llI一、一大提高了叶片展开计算的精度。图1叶片展平前形状1．2成型模具的设计与制造叶片由多张雕塑曲面组成，不能用解析方程来1．2．1叶片压模的设计定义这些曲面。根据叶片设计的流体动力特性的要按照优化设计出的叶片摆放位置确定热压成型求，制造出的叶片型面必须严

7、格通过设计的各型值模具的型线，叶片正面数据加上回弹量确定上模型点，如何准确地采用数值方法来模拟叶片各曲面，面，叶片背面数据加上加弹量确定下模型面(见图是叶片模压成型技术的基础。根据曲面微分几何学3)。理论，对叶片的各曲面采用双三次B样条曲面和双由于叶片压制大约在l100℃的高温下进行。模三次Bezier曲面数学模型进行数值模拟叶片空间曲具所处的工作环境相当恶劣，要求模具耐高温、耐面，并采用B样条曲面细分算法，按任意要求的网高压且受热抗变形性能良好，可选择屈服强度为格密度对叶片型值点进行密化，以便提高叶片巨型294MPa的铸钢20SiMn作为模具上、

8、下模材料，也计算的精度和图形显示的质量。可以选用易于加工的铸铁作为上、下模材料。几何上采用将叶片正面曲面上的曲边三角形曲叶