汽轮机高速轴承可倾瓦块单件制造工艺及其主要工装设计开题报告

1、湖 南 工 业 大 学 毕业设计（论文）开题报告 （2016届）教 学 部： 机电信息工程 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 2015年 12 月 25 日题目：汽轮机高速轴承可倾瓦块单件制造工艺及其主要工装设计1. 结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写15002000字左右的文献综述。1.1 课题任务1.1.1设计的主要技术参数 （1）轴承直径：76.2 (2)汽轮机转速：11000rmin1.1.2总体要求 根据给定的主要技术参数，结合毕业实习工厂类似产品，对汽轮机高速可倾轴承制造工艺及其工装进行设计，力争编制的工艺和设计的工装能直接

2、运用工厂生产。 可倾轴承1.2 研究背景 汽轮机是19世纪80年代发展起来的一种将蒸汽热能转变为机械能的动力机械，具有单机功率大、效率高、调速方便、使用寿命长、运行安全等特点。它通常在高温、高压及高转速的条件下工作，是一种较为精密的机械。汽轮机的研发和制造及发展涉及到许多科技领域和工业部门，如高强度耐热合金钢的研制，优质大锻件、铸件的供应，机组运行中的自动控制水平的提高，以及热工学、流体力学、强度振动，计算和测试技术等方面的理论和实验研究。因此，汽轮机制造业的发展是反映一个国家工业技术水平的标志之一。同时，汽轮机在也在舰船上有着广泛的的应用，对我国现代航海事业做出了巨大的贡献。我深知一个国家工

3、业发展的重要性和海洋强国的道理，所以我选择了汽轮机高速可倾轴承的制造作为毕业设计。可倾瓦轴承具有抗振能力强，承载能力高，功率损失小等优点，特别是对解决高中压转子振动问题有显著的效果。本人在大学期间学习机械原理、机械制造技术基础，机械设计、机械一体化系统设计、数控技术、机械优化设计、机械制造工艺学、材料力学、理论力学等等课程，自己还在图书馆查阅了工业汽轮机、可倾瓦块制造规程等等的一系列书籍，并在老师的带领下去工厂专门学习可倾瓦轴承制造工艺和工装设计的学习，在工厂里面看着实物和加工流程，让我收获颇多，为本次本科毕业设计打下良好的基础。随着信息数字化、网络化时代的到来，各种信息的网络化处理已成了今天

4、的重要的特征。通过网上有关资料的查阅与自己的所学知识相结合，我相信会做好这次毕业设计论文。1.3 国外可倾瓦轴承制造技术现状 进入21世纪，许多发达国家把机械制造工艺至于更为优先的发展地位，机械制造工艺的基础地位毫不动摇。国外工业汽轮机的发展动向，仍然是向着提高转速、效率和可靠性三大目标迈进，如日本、美国、德国等发达国家。工业发达国家不断加大对机械制造工艺的研发投入，持续加强核心技术不断创新，增强高技术在机械制造工艺发展中的影响力和渗透力，从而更加凸显现代机械制造工艺对于推动产业技术升级和国民经济发展的重要性。经过不断的发展，可倾瓦轴承制造技术也逐渐的走向成熟。目前生产的可倾瓦轴承基本能够满足

5、汽轮机的使用要求，但也存在一些技术难题，使可倾瓦轴承不能够低成本、高品质的生产。1.4 国内可倾瓦轴承制造技术现状随着我国装备制造业的发展，特别是结合国家重大装备研制与技术引进、技术改造，制造业总体工艺水平和综合制造能力提高。我国已经掌握了一批重大装备的成套制造工艺技术，对规模制造产品，能较快的形成规模化、集成画的工艺结构与制造能力，装备制造业的机床数控化率有了较大提高，产品装备工艺有新的突破，在铸造、锻压、热处理、电镀等行业普遍推行专业化生产，涌现出许多较高水平的工艺创新成果。以杭州汽轮机股份有限公司、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司为代表的我国汽轮机制造业。通过不断的发展，我国也掌握了可倾瓦轴承

6、的制造工艺技术，特别是可倾瓦轴承浇注巴氏合金及巴氏合金的焊补，瓦背型线加工，可倾瓦块的内孔精车工艺方法。但可倾轴承制造技术要求高，制造工艺复杂，生产出的可倾轴承依旧不能很好的满足使用要求。与工业发达的国家相比，我国的制造工艺水平还存在阶段性的差距。主要表现在产品质量和水平不高，基础元件和制造工艺不过关，生产率低，科技投入严重不足等，还有就是制造人员的整体专业水平还不够高不均匀甚至是敬业精神欠缺。1.5 可倾瓦轴承制造技术轴瓦制造的方法很多，可用铸坯、轧材精机械加工成型，也可用卷制板材或烧结材料制得。为改善承载能力，轴承用低碳钢和轴承合金复合在一起的双金属带冲压成型后再经机械加工制成。有时也用烧

7、结法生产，即在低碳钢带上烧结一层减摩合金。为了进一步改善摩擦性能，在双层金属轴承表面加镀层后，即可制得三层合金属轴承。目前国内外的的可倾瓦块制造技术的关键：（1） 瓦块在设计和制造时，应具有较高的精度和表面光洁度。（2） 可倾瓦轴承材料的选择。（3） 巴氏合金的成分、浇注温度、冷却时间、离心转速的确定等。可倾瓦轴承与一般轴承相比，具有如下优点： (1）每一块瓦块均能自由摆动，任何情况下都能形成最佳油楔。（2）瓦块的自由摆动具有很好的减振性，因而可提高汽轮机的抗振性。（3）可倾瓦块具有较高的稳定性，可以避免油膜振荡的产生。（4）具有较高的稳定性和承载能力，在大功率机组中可以得到广泛的应用。但可倾

8、瓦轴承制造业存在一些制约其推广应用的问题：（1）对可倾瓦轴承的制造研究不够深入尤其是单件小批量生产研制不够深入，理论上没有较大的突破，指导作用未能充分发挥，不利于工艺改进。（2）可倾瓦块加工复杂、安装和检修比较困难，加工成本高。（3）巴氏合金的浇注技术不是很成熟，经常出现巴氏合金脱落、脱壳现象。（4)对于浇注好的轴瓦，剖开的时候，由于加工的影响，剖开后的轴瓦的的直径不容易的确定，从而影响装备精度。（5）可倾瓦背面加工程序复杂，不易加工。1.6 研究意义 随着化工、炼油、石油化工、冶金、轻工和纺织等工业的发展，以及节约能源，工业汽轮机将得到更广泛的应用。随着石油化工等生产流程系统向大型、高效方向

9、发展，工业汽轮机的蒸汽参数和功率等级范围也将相应的提高。为了更好的节约和保护资源，工业汽轮机也占领着比较重要的地位，尤其是燃气汽轮机取代燃煤汽轮机对大环境保护，尽早除雾霾有着极大帮助。 但是汽轮机运行时常发生油膜失稳，引发了人们对轴瓦的分析研究。圆形轴瓦轴承在运行时，油膜会形成一个高压和一个空穴区，轴系振动较大；椭圆轴瓦轴承因为其有椭圆度，轴系振动有所改善；可倾瓦轴承的发明对于轴系润滑来说具有划时代的意义，其中瓦块随着轴颈位置不断调整，不仅保证了油膜的稳定性，同时也能够使轴承具有更大的承载力。 可倾瓦轴承具有良好的抗失稳能力、已经广泛应用于大型汽轮机发电机组上，对保证机组轴系统稳定性特别是解决

10、大型汽轮机组高中压转子振动问题起到了很好的作用，但是可倾轴承技术要求高、制造工艺比较复杂。所以可倾轴承的制造工艺还要不断的进行研究，使其更加满足工业汽轮机的使用要求。2. 研究的基本内容及解决的的主要问题2.1 基本内容2.1.1设计说明书 可倾瓦轴承工作原理、用材 巴氏合金浇注规程 可倾瓦轴承加工精度控制及轴承体加工时不变形的保证措施 工装设计理念2.1.2制造工艺编制 编制科学、完整、规范额工艺卡和工序卡。2.1.3工装装配图、零件图 钻孔工装装配图及其主要零件图。2.2 解决的主要问题 （1）如何选择可倾瓦块的制造材料。 （2）如何保证轴瓦剖开之后的直径。 （3）如何让巴氏合金浇注之后不

11、脱壳。 （4）怎样使加工程序由复杂变为简单。3. 研究的步骤、进度 （1）2015.12.152015.12.31 查阅相关资料，文献综述，完成开题报告。 （2）2016.01.012016.03.08 工厂实习并查阅相关资料，完成设计方案。 （3）2016.03.092016.03.31 确定制造工艺，中期报告送检。 （4）2016.04.012016.04.15 毕业设计说明书初稿（含CAD设计图纸）送检。 （5）2016.04.162016.04.30 毕业设计说明书第二稿（含CAD设计图纸）送检。 （6）2016.05.012016.05.25 完善设计说明书、图纸设计及绘制。 （7）

12、2016.05.262016.06.01 完成毕业设计、仿真制作、毕业答辩4. 研究方法及措施 （1）利用学校图书馆查找相关的书籍资料，并结合现实例子，并充分利用Internet网络资源，明确毕业设计方向。 （2）认真分析手头文献资料，结合现实例子对现有资料再进行深化。 （3）研究分析过后，确定总体的设计方案 （4）去相关产品生产厂家实习，在技术人员和工人师傅的指导指教下，弄懂弄通实际问题，甚至做一些相关的实验。 （5）方案经论证确定后，进行工艺和工装设计，然后编制科学、完整、规范额工艺卡和工序卡，在绘制工装装配图、零件图。5. 主要参考文献 1 王学义.工业汽轮机技术.北京：中国石化出版社.2011.11 2 大连工学院工业涡轮机教研室.年产三十万吨合成氨（工业汽轮机部分）. 北京：化