Ремонт лопаточного аппарата осевого компрессора

8.6. Организация ремонта лопаточного аппарата осевого компрессора

Перед остановкой турбоагрегата для вывода его в ремонт очищают проточную часть осевого компрессора. Внешним осмотром после вскрытия без применения специальных средств фиксируются явно выраженные дефекты.

По признакам усталости с помощью специальных средств обнаруживают дефекты лопаточного аппарата. В зависимости от характера и степени повреждения лопаточного аппарата определяют необходимость перелопачивания той или иной ступени или замене отдельных лопаток. Все лопатки и вставки, имеющие трещины усталости, заменяются. Лопатки, имеющие небольшие вмятины, изгибы и надрывы на кромках пера, подвергаются правке (при изгибах), радиусной запиловке (при надрывах), шлифовке (при вмятинах).

Рабочие лопатки ОК больше, чем другие, подвержены эрозионному износу, поэтому при осмотре профилей этих лопаток обращают особое внимание на остроту кромок пера. При значительном износе лопатки заменяют. Мелом в порядке номеров промаркировывают каждую лопатку на перелопачиваемой ступени. Номер наносят на выпуклую поверхность, на дефектных лопатках, обозначенных буквой «Д». Выворачивают, а при необходимости высверливают до полного удаления металла замковые винты. Глубина сверления не более 45 мм. После удаления замковой лопатки поочередно выдвигают и удаляют остальные лопатки перелопачиваемой ступени. Лопатки складывают по порядку номеров. Освободившийся паз на бочке ротора предварительно протирают ветошью, смоченной в керосине, и окончательно сухой салфеткой. Поверхности пазов предъявляют на дефектоскопический контроль. Дефектные лопатки по нормам отбраковки заменяют на новые, причем их масса не должна отличаться от прежних более чем на 2,5 г. При подборе лопатки по массе разрешается снимать металл на конусе пера лопатки, образуя утонение.

Перед опиловкой рабочих лопаток ОК необходимо ознакомиться с результатами их дефектоскопии. Затем в каждой ступени наметить по две-три контрольные лопатки, наиболее изношенные и подлежащие запиловке. При этом необходимо (рис. 8.1):

— замерить на каждой контрольной лопатке хорду «Аф»;

— определить «углубление» губок штангенциркуля для каждой отобранной для контроля лопатки «С«;

— замерить штангенциркулем толщину выходной кромки «К» в контрольном сечении каждой, подлежащей запиловке, лопатки. Если «К» в контрольном сечении превысило минимально допустимую величину, то это свидетельствует о возможности исправления утоненной лопатки методом опиловки (уменьшения) хорды лопатки. В противном случае лопатка подлежит замене.

Рис. 8.1. Геометрические формы и размеры лопатки:

1 — риска; 2 — губки штангенциркуля; 3 — припуск на обработку; 4 — профиль неизношенной лопатки; 5 — фактический профиль;

6 — возможный профиль после опиловки; 7 — предельно допустимый ремонтный профиль

Расстояние от контрольного сечения до входной кромки Аназначают, исходя из минимально возможного значения хорды А. Лопатки, имеющие аналогичный дефект на высоте более 40 мм от хвостовика, опиливают. Затем анализируют результаты замеров выходных кромок в соответствии с изложенными требованиями и намечают окончательно тело лопатки к заливке или замене. При необходимости выступающую часть замковых вставок и стопорных винтов запиливают заподлицо с поверхностью ротора. Запиленные места зашлифовывают шкуркой.

Перед заменой лопаток на каждой новой из них проверяют наличие клейма ОТК, снимают консервацию, проверяют на отсутствие дефектов. В разлопаченный паз на бочке ротора заводят три — четыре не дефектные лопатки с разлопаченной ступени и замеряют их высоту пера по входной кромке. Определяют среднее арифметическое значение. Лопатки снимают и повторяют операцию для новых лопаток. При больших отклонениях по высотам необходимо замерять высоту каждой лопатки и отмечать ее размер на выпуклой поверхности. Выступающую часть полки лопаток проверяют и при необходимости запиливают заподлицо с наружной поверхности бочки ротора. Допустимое выступание — не более 0,1 мм. На верхней части пера каждой подобранной лопатки штангенциркулем размечают риску для опиловки по ней припуска по высоте. После снятия припуска производят снятие заусенцев и притупление острых кромок. При опиловке необходимо взвешивать опиливаемую лопатку, обеспечивая разницу в массе старой и новой лопатки не более 2 г.

Широкое применение при развеске лопаток получили компьютерные программы, которые позволяют с максимальной эффективностью определить место каждой новой лопатки на роторе.

После подготовки замковых вставок и контроля геометрических размеров паза под лопатку приступают к облопачиванию ротора. При производстве работ по облопачиванию ротора особое внимание уделяют требованиям по пятну контакта. Площадь требуемого контакта не менее 70%. Подогнанные лопатки после установки на ротор расклинивают. На соседние с замком лопатки устанавливают щитки из отрезанного резинового шланга для предохранения их от повреждений при толкании, затем производят установку стопорных винтов. Каждый винт закернивают в трех точках. Производят снятие вибрационных характеристик и динамическую балансировку.

Источник

Организация ремонта лопаточного аппарата осевого компрессора

Перед остановкой турбоагрегата для вывода его в ремонт очищают проточную часть осевого компрессора. Внешним осмотром после вскры­тия без применения специальных средств фиксируются явно выражен­ные дефекты.

По признакам усталости с помощью специальных средств обнару­живают дефекты лопаточного аппарата. В зависимости от характера и степени повреждения лопаточного аппарата определяют необходимость перелопачивания той или иной ступени или замене отдельных лопаток. Все лопатки и вставки, имеющие трещины усталости, заменяются. Ло­патки, имеющие небольшие вмятины, изгибы и надрывы на кромках

пера, подвергаются правке (при изгибах), радиусной запиловке (при надрывах), шлифовке (при вмятинах).

Рабочие лопатки ОК больше, чем другие, подвержены эрозионному износу, поэтому при осмотре профилей этих лопаток обращают особое внимание на остроту кромок пера. При значительном износе лопатки заменяют. Мелом в порядке номеров промаркировывают каждую ло­патку на перелопачиваемой ступени. Номер наносят на выпуклую по­верхность, на дефектных лопатках, обозначенных буквой «Д». Выво­рачивают, а при необходимости высверливают до полного удаления металла замковые винты. Глубина сверления не более 45 мм. После уда­ления замковой лопатки поочередно выдвигают и удаляют остальные лопатки перелопачиваемой ступени. Лопатки складывают по порядку номеров. Освободившейся паз на бочке ротора предварительно проти­рают ветошью, смоченной в керосине, и окончательно сухой салфет­кой. Поверхности пазов предъявляют на дефектоскопический контроль. Дефектные лопатки по нормам отбраковки заменяют на новые, причем их масса не должна отличаться от прежних более чем на 2,5 г. При под­боре лопатки по массе разрешается снимать металл на конусе пера ло­патки, образуя утонение.

Перед опиловкой рабочих лопаток ОК необходимо ознакомиться с результатами их дефектоскопии. Затем в каждой ступени наметить по две — три контрольные лопатки, наиболее изношенные и подлежащие запиловке. При этом необходимо (рис.8.1):

• замерить на каждой контрольной лопатке хорду «Аф»;

• определить «углубление» губок штангенциркуля для каждой ото­бранной для контроля лопатки «С!»;

• замерить штангенциркулем толщину выходной кромки «К» в конт­рольном сечении каждой, подлежащей запиловке лопатки. Если «К» в контрольном сечении превысило минимально допустимую величи­ну, то это свидетельствует о возможности исправления утоненной лопатки методом опиловки (уменьшения) хорды лопатки.В против­ном случае лопатка подлежит замене.

Расстояние от контрольного сечения до входной кромки А на­значают, исходя из минимально возможного значения хорды А,. Ло­патки, имеющие аналогичный дефект на высоте более 40 мм от хво­стовика, опиливают. Затем анализируют результаты замеров выход­ных кромок в соответствии с изложенными требованиями и намеча­ют окончательно тело лопатки к заливке или замене. При необходи­мости выступающую часть замковых вставок и стопорных винтов

Техническое обслуживание и ремонт ГПА

407

глава 8

Рис. 8.1.Геометрические формы и размеры’ лопатки: 1 — риска; 2 — губки штангенциркуля; 3 — припуск на обработку; 4 — профиль неизношенной лопатки; 5 — фактический профиль; 6 — возможный профиль после опиловки; 7 — предельно допустимый ремонтный профиль

запиливают заподлицо с поверхностью ротора. Запиленные мрста зашлифовывают шкуркой.

Перед заменой лопаток на каждой новой из них проверяют наличие клейма ОТК, снимают консервацию, проверяют на отсутствие дефек­тов. В разлопаченный паз на бочке ротора заводят три — четыре не де­фектные лопатки с разлопаченной ступени и замеряют их высоту пера по входной кромке. Определяют среднее арифметическое значение. Ло­патки снимают и повторяют операцию для новых лопаток. При боль­ших отклонениях по высотам необходимо замерять высоту каждой ло­патки и отмечать ее размер на выпуклой поверхности. Выступающую часть полки лопаток проверяют и при необходимости запиливают за­подлицо с наружной поверхности бочки ротора. Допустимое выступа-ние — не более 0,1 мм. На верхней части пера каждой подобранной ло­патки штангенциркулем размечают риску для опиловки по ней припус­ка по высоте. После снятия припуска производят снятие заусенцев и притупление острых кромок. При опиловке необходимо взвешивать опи-

ливаемую лопатку, обеспечивая разницу в массе старой и новой лопат­ки не более 2 г.

Широкое применение при развеске лопаток получили компьютер­ные программы, которые позволяют с максимальной эффективностью определить место каждой новой лопатки на роторе.

После подготовки замковых вставок и контроля геометрических размеров паза под лопатку приступают к облопачиванию ротора. При производстве работ по облопачиванию ротора особое внимание уделя­ют требованиям по пятну контакта. Площадь требуемого контакта не менее 70%. Подогнанные лопатки после установки на ротор расклини­вают. На соседние с замком лопатки устанавливают щитки из отрезан­ного резинового шланга для предохранения их от повреждений при тол­кании, затем производят установку стопорных винтов. Каждый винт закернивают в трех точках. Производят снятие вибрационных характе­ристик и динамическую балансировку.

8.7. Балансировка и балансировочные станки

Балансировка — процесс нахождения величины и месторасположе­ния неуравновешенности и установка уравновешивающих грузов, уст­раняющих динамические нагрузки на подшипники и изгибающие мо­менты на роторе при рабочих оборотах. Неуравновешенность обычно распределяется произвольным образом по длине ротора и при баланси­ровке устраняется грузами, устанавливаемыми в штатные балансиро­вочные пазы.

Различают два вида небаланса: статический, устраняемый двумя равными по величине и направленными в одну сторону грузами; дина­мический, устраняемый двумя равными, но противоположно направлен­ными грузами. Статический небаланс можно выявить как при вращении ротора, так и при перекатывании на призмах, динамический — только при вращении.

Балансировку на станках проводят в следующих случаях:

• агрегат имеет повышенную вибрацию при выводе в ремонт;

• после полного или частичного перелопачивания ротора;

• при торцевом биении дисков;

• при обнаружении следов задеваний;

• после шлифовки шеек.

409

Техническое обслуживание и ремонт ГПА

408

глава 8

7 «ч

\

N

N. N

N N Ч N N N N

Эффективность балансировки на станках зависит от степени жестко­сти ротора, т.е. возникновения на рабочих оборотах динамического прогиба, а значит, появления дополнительного небаланса, чувствитель­ности станка к небалансу ротора, эллипсности шеек, которая не должна превышать 0,03 мм. При больших значениях при вращении в подшипни­ках станка возникает биение ротора, что приводит к невозможности проведения балансировки.

Широкое распространение получили низкооборотные станки с ма­ятниковой подвеской двух типов: «резонансные», на которых неурав­новешенность находят путем измерения колебания подшипников на обо­ротах резонанса с помощью индикатора, и «зарезонансные», на кото­рых неуравновешенность находят путем измерения колебаний подшип­ников на зарезонансных оборотах с помощью виброаппаратуры.

Станок «резонансного» типа состоит (рис.8.2) из двух стоек 1, к ко­торым с помощью плоских пружин 2 подвешиваются люльки 4. Фикса­ция люлек осуществляется винтом 3. На люльках устанавливаются под­шипники, закрепляемыми винтами. На одной из стоек устанавливается упор с упорными колодками, препятствующими осевому перемещению ротора. Смазка подшипников проводится самотеком из масляных бач­ков. Для сбора масла служат поддоны. Разгон ротора 5 проводится элек­тродвигателем постоянного тока 6. Соединение вала электродвигателя с балансируемым ротором осуществляется с помощью пальчиковой по­лумуфты 7. Отжимные болты 8 служат для выставления ротора в гори­зонтальном положении и его прицентровки к электродвигателю. Рабо­чая длина пружины, которая определяет величину резонансных оборо­тов, регулируется и устанавливается с помощью зажимных пластин.

Правильность установки резонансных оборотов проверяют следую­щим образом: устанавливают индикаторы для замера колебаний под­шипников, включают смазку подшипников после разгона ротора до частот вращения 200-220 об/мин, отключают муфту, винтами освобож­дают один из подшипников и на выбеге ротора с помощью тахометра и индикатора фиксируют обороты, на которых амплитуда колебания под­шипника достигает максимального значения. Если резонансные оборо­ты окажутся меньше 150 об/мин, то зажимные пластины необходимо опустить, если резонансные обороты окажутся выше 160 об/мин, то за­жимные пластины необходимо поднять. Аналогичные действия поводят с пружинами другого подшипника. Подготовка стенки считается за­конченной, если показания индикатора для каждого подшипника оста­нутся стабильными после трех замеров.

Балансировку ротора начинают со стороны, имеющей наибольшую амплитуду колебаний. Другой подшипник остается закрепленным. Ба-

411

410

глава 8

Техническое обслуживание и ремонт III A

лансировка на станке основана на двух предпосылках: колебания под­шипников вызываются действием только центробежных сил небаланса и амплитуда колебаний подшипников пропорциональна небалансу.

Наиболее простой, но в тоже время и наиболее длительный, способ определения расположения небаланса основан на измерении амплиту­ды колебаний подшипников при последовательной перестановке проб­ного груза через равные отрезки окружности. При этом окажется, что в какой-то точке установки пробного груза амплитуда колебаний будет иметь максимальное значение и в противоположной — минимальное.

Более рациональным является метод двух пусков. При использова­нии этого способа необходимо:

• определить массу пробного груза по формуле Р_л = 2RO,15A G, где А- начальная амплитуда колебаний подшипника на резонансных оборотах; G- масса ротора; R- радиус установки грузов;

• установить пробный груз в произвольную позицию и зафиксировать амплитуду колебаний А,;

• передвинуть пробный груз относительно позиции по направлению

вращения на 90° и записать амплитуду А₂.

В станках «зарезонансного» типа частота вращения балансируемо-го ротора в несколько раз превышает собственную частоту колебаний подвесок. Наиболее распространенным станков из отечественных явля­ется станок типа 9719, оснащенный тремя муфтами, используемыми в зависимости от массы роторов.

Принцип работы станка состоит в следующем: неуравновешенные силы при вращении ротора вызывают колебания опор в горизонтальной плоскости; колебания каждой опоры передаются через проволочные тяги катушкам индукционных датчиков, в которых возникают электродви­жущие силы, пропорциональные амплитуде колебания опор и скорости вращения.

Массу и место небаланса определяют последовательно для каждой стороны без прекращения вращения ротора. Массу небаланса опреде­ляют с помощью ваттметрического измерителя типа Д-132 и отсчитыва­ют по шкале прибора, а угловое положение небаланса — с помощью ваттметрического измерителя ГБС-8 по лимбу, закрепленному на пере­дней части шпинделя.

Все более широкое применение получают портативные приборы виб­роконтроля с встроенной программой балансировки типа «Диамех» Аи-18, применяя которые можно вести балансировку в собственных под­шипниках. Однако их программа коррекции небаланса построена на принципах, о которых говорилось выше.

Источник