PL164401B1

PL164401B1 - A method of producing the rotor of a discharge compressor

Info

Publication number: PL164401B1
Application number: PL28893691A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Nowacki; Zdzislaw Has; Andrzej Bartczak
Original assignee: Politechnika Lodzka
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1991-02-01
Publication date: 1994-07-29
Also published as: PL288936A1

Abstract

Sposób wytwarzania wirnika sprężarki przepływo- ' wej, w postaci tarczy wirnikowej z przymocowanym do niej wieńcem łopatek, osadzonej na podstawie zamkniętej od przodu pokrywą złączoną z łopatkami, polegający na wykonaniujego elementów ze stali na drodze obróbki skrawaniemz zachowaniem naddatków technologicznych i następnie połączeniujego elementów, to jest osadzeniu tarczy wirnikowej na podstawie 1 połączeniu pokrywy z łopatkami wirnika, znamienny tym, ze tarczę z łopatkami oraz pokrywę, wykonane ze stali, poddaje się, przed połączeniem, odprężeniu cieplnemu w temperaturze 870 -975 K w czasie 2-4 godzin, następnie tarczę wirnika osadza się na podstawie 1 i łączy z pokrywą za pomocą krążka centrującego wyposażonego w kołki ustalające, ewentualnie także odprężone cieplnie w podany wyżej sposób, natomiast łopatki wirnika łączy się z pokrywą przy pomocy co najmniej dwóch elementów dystansowych o wysokości 0,10 - 0,20 mm za pośrednictwem taśmy ze stopu lutowniczego, o grubości równej co najmniej 1,5 wysokości elementówdystansowych i temperaturze wyższej o co najmniej 30 deg od temperatury hartowania lub przesycenia stali, z której wykonano elementy wirnika, po czym tak zmontowany wirnik poddaje się dwuetapowej obróbce cieplnej pod obniżonym ciśnieniem rzędu 10”® -10_eMPa,A method of manufacturing a flow compressor rotor in the form of a rotor disc with a blade ring attached thereto, mounted on a base closed at the front by a cover connected to the blades, consisting in making its elements from steel by machining while maintaining technological allowances and then connecting its elements, i.e. mounting the rotor disc on the base 1 and connecting the cover with the rotor blades, characterized in that the disc with the blades and the cover, made of steel, are subjected, before being connected, to thermal stress relief at a temperature of 870 - 975 K for 2-4 hours, then the rotor disc is mounted on the base 1 and connected to the cover by means of a centring disc equipped with locating pins, optionally also thermally stress relieved in the above-mentioned manner, while the rotor blades are connected to the cover by means of at least two spacers with a height of 0.10 - 0.20 mm via a soldering alloy tape with a thickness equal to at least at least 1.5 times the height of the spacers and at a temperature at least 30 degrees higher than the hardening or supersaturation temperature of the steel from which the rotor elements are made, after which the rotor thus assembled is subjected to a two-stage heat treatment under reduced pressure of the order of 10”® -10_eMPa,

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wirnika sprężarki przepływowej.The present invention relates to a method of manufacturing a rotor for a continuous flow compressor.

Dotychczas wirniki tarczowe sprężarek przepływowych, w postaci tarczy z przymocowanym do niej wieńcem łopatek, osadzonej na podstawie, zamkniętej od przodu pokrywą złączoną z łopatkami, wykonuje się ze stali lub stopów lekkich na drodze obróbki skrawaniem z zachowaniem naddatków technologicznych, przy czym łopatki łączy się z pokrywą przy pomocy nitów i/lub spawania. Ze względów bezpieczeństwa najczęściej stosuje się połączenie nitowe.Until now, the disc rotors of flow compressors, in the form of a disc with a ring of blades attached to it, mounted on a base, closed at the front with a cover connected to the blades, are made of steel or light alloys by machining with technological allowances, while the blades are connected to cover with rivets and / or welding. For safety reasons, the riveted joint is most often used.

Połączenie łopatek z pokrywą na drodze nitowania jest trudne pod względem technologicznym, a nadto nie zapewnia wymaganej wytrzymałości, zarówno doraźnej, jak i zmęczeniowej oraz trwałości eksploatacyjnej wirnika.The connection of the blades with the cover by riveting is difficult in terms of technology, and also does not provide the required strength, both short-term and fatigue strength, as well as the operational life of the rotor.

Sposób wytwarzania wirnika sprężarki przepływowej, w postaci tarczy wirnikowej z przymocowanym do niej wieńcem łopatek, osadzonej na podstawie, zamkniętej od przodu pokrywą złączoną z łopatkami, polegający na wykonaniu jego elementów ze stali na drodze obróbki skrawaniem z zachowaniem naddatków technologicznych i następnie połączeniu jego elementów, to jest osadzeniu tarczy wirnikowej na podstawie i połączeniu pokrywy z łopatkami wirnika, według wynalazku charakteryzuje się tym, że tarczę z łopatkami oraz pokrywę wykonane ze stali poddaje się, przed połączeniem, odprężeniu cieplnemu w temperaturze 870 - 975 K w czasie 2-4 godzin, następnie tarczę wirnika łączy się z pokrywą za pomocą krążka centrującego wyposażonego w kołki ustalające, ewentualnie także odprężone cieplnie w podany wyżej sposób, natomiast łopatki wirnika łączy się z pokrywą przy pomocy co najmniej dwóch elementów dystansowych o wysokości 0,10 - 0,20 mm za pośrednictwem taśmy ze stopu lutowniczego, o grubości równej coA method of manufacturing a rotor of a flow compressor, in the form of a rotor disc with a ring of blades attached to it, mounted on a base, closed at the front with a cover joined with the blades, consisting in making its elements from steel by machining with technological allowances and then joining its elements, that is, the mounting of the rotor disk on the base and the connection of the cover with the rotor blades, according to the invention, is characterized in that the disk with blades and the cover made of steel are subjected to thermal relaxation at the temperature of 870 - 975 K for 2-4 hours prior to joining, then the rotor disk is connected to the cover by means of a centering disk equipped with locating pins, possibly also thermally relieved in the above-mentioned manner, while the rotor blades are connected to the cover by at least two spacers 0.10 - 0.20 mm high by through a strip of solder, with a thickness equal to

164 401 najmniej 1,5 wysokości elementów dystansowych i temperaturze wyższej o co najmniej 30deg od temperatury hartowania lub przesycania stali, z której wykonano elementy wirnika, po czym tak zmontowany wirnik poddaje się dwuetapowej obróbce cieplnej pod obniżonym ciśnieniem rzędu 10^-9 -10^-6 MPa, przy czym pierwszy etap obróbki polega na podgrzaniu do temperatury niższej o 10 - 30 deg od temperatury hartowania lub przesycenia stali, z której wykonano elementy wirnika, z szybkością 200 - 300 deg/godzinę, a następnie ogrzewaniu w tej temperaturze w czasie 0,5 - 1,5 godziny, zaś drugi etap obróbki polega na podgrzaniu do temperatury wyższej o 10 - 70 deg od temperatury topnienia lutu, z którego wykonano taśmę umieszczoną między łopatkami i pokrywą, z szybkością 100 - 200 deg/godzinę i następnie wygrzewaniu w tej temperaturze w czasie 0,2 -1,5 godziny, po czym tak obrobiony wirnik schładza się i po zdemontowaniu krążka centrującego wraz z kołkami ustalającymi wirnik poddaje się ostatecznej obróbce mechanicznej.164 401 at least 1.5 times the height of the spacers and a temperature at least 30deg higher than the hardening or supersaturation temperature of the steel of the rotor components, after which the assembled rotor is subjected to a two-stage heat treatment under reduced pressure of 10 ^-9 -10 ^-6 MPa, the first stage of treatment consists in heating the steel used for the rotor elements to a temperature 10-30 deg / h lower than the hardening or supersaturation temperature, at a rate of 200-300 deg / hour, and then heating at this temperature for 0, 5 - 1.5 hours, and the second stage of treatment consists in heating to a temperature 10 - 70 deg / h higher than the melting point of the solder, from which the tape was made, placed between the blades and the cover, at a speed of 100 - 200 deg / hour, and then heating in this temperature for 0.2-1.5 hours, then the rotor treated in this way is cooled down and, after disassembling the centering disk with the rotor locating pins, the last other machining.

Wirnik wykonany sposobem według wynalazku charakteryzuje się znacznie wyższą wytrzymałością doraźną i zmęczeniową oraz znacznie wyższą odpornością na korozję, a tym samym dłuższym czasem eksploatacji w porównaniu z wirnikami wytwarzanymi dotychczas i jednocześnie wykazuje wysoki stopień bezpieczeństwa podczas eksploatacji.The rotor made by the method according to the invention is characterized by a much higher immediate and fatigue strength as well as a much higher corrosion resistance, and thus a longer service life compared to the rotors produced so far, and at the same time demonstrates a high degree of safety during operation.

Sposób według wynalazku ilustruje bliżej poniższy przykład z powołaniem się na rysunek przedstawiający wirnik wykonany sposobem według wynalazku w przekroju wzdłużnym.The method according to the invention is illustrated in the following example with reference to a drawing showing a rotor according to the invention in longitudinal section.

Przykład . Tarczę 2 wirnika z łopatkami 3 oraz pokrywę 6, wykonane ze stali żarowytrzymałościowej chromo-niklowej metodą obróbki skrawaniem z zachowaniem naddatków technologicznych poddano odprężeniu cieplnemu w temperaturze 925 K w czasie 3 godzin. Następnie tarczę 2 wirnika osadzono na podstawie 1 i połączono ją z pokrywą 6 przy pomocy krążka centrującego 9 wyposażonego w kołki ustalające 7 i 8 pasowane obrotowo i z luzem, zaś między łopatkami 3 wirnika i pokrywą 6 umieszczono dwa elementy dystansowe z drutu wolframowego o średnicy 0,1 mm oraz taśmę 4 wykonaną ze stopu 82 Au 18 Ni, o szerokości 3 mm i grubości 0,25 mm. Tak zmontowany wirnik podgrzano w piecu próżniowym, z szybkością 250 deg/godzinę pod ciśnieniem 10^_8 MPa, do temperatury 1190 K i wygrzewano w tej temperaturze w czasie 1 godziny, a następnie z szybkością 200 deg/godzinę, podgrzano do temperatury 1280 K i wygrzewano w tej temperaturze w czasie 1 godziny. Następnie schłodzono wirnik do temperatury 1150 K i po usunięciu z niego krążka centrującego 9 wraz z kołkami ustalającymi 7 i 8, poddano wirnik ostatecznej obróbce mechanicznej.An example. The rotor disc 2 with blades 3 and the cover 6, made of high-temperature chrome-nickel steel by machining with technological allowances, were subjected to thermal stress relief at the temperature of 925 K for 3 hours. Then the rotor disc 2 was mounted on the base 1 and connected to the cover 6 by means of a centering disc 9 equipped with rotating and loosely fitted locating pins 7 and 8, and two spacers made of tungsten wire with a diameter of 0 were placed between the rotor blades 3 and the cover 6, 1 mm and the strip 4 made of 82 Au 18 Ni alloy, 3 mm wide and 0.25 mm thick. The assembled rotor was heated in a vacuum furnace at a rate of 250 deg / hour under a pressure of 10 ⁸ MPa, to a temperature of 1190 K and heated at this temperature for 1 hour, then at a rate of 200 deg / hour, heated to a temperature of 1280 K and annealed at this temperature for 1 hour. Then the rotor was cooled down to a temperature of 1150 K and after removing the centering disk 9 from it with locating pins 7 and 8, the rotor was subjected to final mechanical treatment.

164 401164 401

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 10 000 złPrice: PLN 10,000

Claims

Patent claim

The method of manufacturing the rotor of the flow compressor, in the form of a rotor disc with a ring of blades attached to it, mounted on a base closed at the front with a cover connected to the blades, consisting in making its elements from steel by machining with technological allowances and then joining its elements, is the mounting of the rotor disk on the base and connection of the cover with the rotor blades, characterized in that the disk with blades and the cover, made of steel, are subjected to thermal relaxation at the temperature of 870 - 975 K for 2-4 hours before joining the rotor is mounted on the base 1 and connected to the cover by means of a centering disk equipped with locating pins, possibly also thermally relieved in the above-mentioned manner, while the rotor blades are connected to the cover by at least two spacers 0.10 - 0 in height, 20 mm via a strip of solder, thickness equal to at least 1.5 heights of spacers and a temperature higher by at least 30deg than the hardening or supersaturation temperature of the steel from which the rotor elements are made, then the assembled rotor is subjected to a two-stage heat treatment under reduced pressure of 10 "9 -10" ⁶ MPa, the first stage of treatment consists in heating the steel from which the rotor elements are made to a temperature lower by 10-30deg than the temperature of hardening or supersaturation, at a rate of 200-300 deg / hour, and then heating at this temperature for 0.5-1 , 5 hours, and the second stage of treatment consists in heating to a temperature 10 - 70 deg / h higher than the melting point of the solder from which the tape was made, placed between the blades and the cover, at a rate of 100 - 200 deg / hour, and then heating at this temperature for 0 , 2 - 1.5 hours, then the rotor treated in this way is cooled down and, after removing the centering disk with locating pins, the rotor is subjected to final machining mechanical.