國內(nèi)某電廠的30萬kW循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組是國產(chǎn)化的首臺，該系統(tǒng)中應(yīng)用的10臺MC系列風(fēng)機(jī)也是第一次將該系列風(fēng)機(jī)應(yīng)用在循環(huán)流化床系統(tǒng)領(lǐng)域。這對中型風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)來說算得上是一次性投產(chǎn)量較大的生產(chǎn)。MC系列風(fēng)機(jī)的關(guān)鍵零部件采用先進(jìn)的三元流動設(shè)計技術(shù)和CFD分析技術(shù)，以保證其高效性。該機(jī)組中直接影響風(fēng)機(jī)性能和效率的葉輪、導(dǎo)流環(huán)等部件為多種材料及多種規(guī)格的不可展曲面，為保證零部件的制造質(zhì)量達(dá)到設(shè)計的要求，在工裝設(shè)計、生產(chǎn)制造過程中經(jīng)歷了多次嘗試和反復(fù)的探索改進(jìn)，為該機(jī)組的正常投用積累了不少經(jīng)驗(yàn)。

一、普惠風(fēng)機(jī)分析幾種關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)

MC系列風(fēng)機(jī)中的導(dǎo)流環(huán)、葉輪的葉片和蓋盤等，都是影響氣流在風(fēng)機(jī)中的流動狀況和風(fēng)機(jī)效率的關(guān)鍵零部件。

1、葉片

葉輪的葉片為離散典型三元流鋼板結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式從理論上無法得到精確的曲面展開理論值，嘗試應(yīng)用SolidWorks、UG等軟件進(jìn)行近似展開，但由于積累誤差較大而與葉片的實(shí)際形狀相距較大，而改用托樣模壓的方法進(jìn)行葉片的展開和成型。

2、導(dǎo)流環(huán)

對導(dǎo)流環(huán)來說，結(jié)構(gòu)形式為回轉(zhuǎn)體，所用的材料為lCrl8Ni9Ti，板厚o≤4mm，法蘭直接在筒體上翻出（具體結(jié)構(gòu)見圖1)，這給設(shè)計工作帶來了很大的麻煩，經(jīng)過分析，認(rèn)為存在以下難點(diǎn)：（1)帶有翻邊結(jié)構(gòu)，要求鋼板的延伸率比較大，而且鋼板比較薄，對壓型極為不利；（2)無論是下環(huán)形料還是錐形料其焊縫邊緣處必定是開裂的薄弱環(huán)節(jié)；（3)圓弧段與法蘭段無法一次性壓曲成型；（4)過高的胚料尺寸在壓型過程中可能產(chǎn)生褶皺，使壓型過程受到限制；(5)采用冷壓型翻邊，法蘭外周處容易開裂，采用熱壓型胚料中間褶皺可能性加大，而且最終的外觀質(zhì)量比不上冷壓；（6)如果按照批量生產(chǎn)的規(guī)?？紤]，最終產(chǎn)品尺寸和外觀質(zhì)量不能用類似于單件產(chǎn)品慣用的修形、打磨工序，必須完全用模具保證。

3、葉輪蓋盤

九洲風(fēng)機(jī)葉輪蓋盤的結(jié)構(gòu)形式見圖2，材料為Q390，板厚o≤4mm，結(jié)構(gòu)形式母線為多端弧線組成，母線雖然可計算其理論長度，但經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后所形成的回轉(zhuǎn)體仍然為不可展面。根據(jù)以往類似部件的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，工裝的設(shè)計及壓型中可能存在以下難點(diǎn)：（1)近似展開面的下料形式；（2)近似展開面內(nèi)、外邊加工余量的大??；（3)壓型模設(shè)計中的定位方式及位置；（4)采用熱壓還是冷壓。這幾個方面相互關(guān)聯(lián)相互制約。

二、成型工裝的設(shè)計思路及制造過程

九州風(fēng)機(jī)通過分析導(dǎo)流環(huán)和葉輪蓋盤的結(jié)構(gòu)形式及壓型過程中的制造難點(diǎn)，確定了導(dǎo)流環(huán)和葉輪蓋盤的工藝方案。

1、導(dǎo)流環(huán)

(1)圖紙的材料限定為lCrl8Ni9Ti，這就要求只能從模具的結(jié)構(gòu)上解決問題?？紤]采用多套模具(2~3套)來完成導(dǎo)流環(huán)的圓弧段和法蘭段的成型；（2)先考慮采用冷成型，這樣可以減少熱成型所帶來的較為復(fù)雜的收縮余量的預(yù)留問題，另外，對于lCrl8Ni9Ti來說，冷壓外觀質(zhì)量優(yōu)于熱壓成型；（3)若采用冷壓成型，那么胚料焊縫周圍的應(yīng)力只能在壓型過程中用機(jī)械的方法錘擊碾壓消除，而且在壓型過程中每套模具必須分3~4次壓型，以避免導(dǎo)流環(huán)法蘭段的開裂；（4)壓型模中考慮增加內(nèi)套，以防止由于胚料過高在壓型過程中產(chǎn)生的褶皺現(xiàn)象。最終設(shè)計結(jié)構(gòu)見圖3和圖4。

2、九洲普惠風(fēng)機(jī)葉輪蓋盤

圖紙要求的材料為Q390，3段弧線相接組成的母線要求磨具加工時必須保證相切點(diǎn)過渡光滑。而且蓋盤母線弧度在設(shè)計壓型模時預(yù)留的彈性變形量，是根據(jù)理論計算值再通過壓型實(shí)驗(yàn)過程中反復(fù)的修改，以達(dá)到理想的壓型尺寸；另一方面，由于蓋盤母線相對曲率較小，上壓型模總是將蓋盤料外竄，造成外圓的加工量過大而內(nèi)圓無加工量，為此在試制過程中在壓型模上沿周邊均勻設(shè)計了4個定位銷，這樣很好的解決了蓋盤壓型外竄的問題。

通過幾次試驗(yàn)及對模具設(shè)計方案的反復(fù)修改，最終確定了模具結(jié)構(gòu)方案，并投入生產(chǎn)，取得了較好的效果。

三、結(jié)論

循環(huán)流化床系統(tǒng)用MC系列風(fēng)機(jī)一次投產(chǎn)將使用多臺風(fēng)機(jī)，對生產(chǎn)組織和工裝設(shè)計來說有著很大的優(yōu)越性；另一方面，隨著產(chǎn)品系列化程度的進(jìn)一步提高，必然有類似的結(jié)構(gòu)形式的零部件需要壓曲成型，這次試制成功為今后設(shè)計薄板件、延伸變形量大的壓型工裝積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，在一定程度上保證了批量生產(chǎn)的基本要求。

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