Geum.ru

Применение компьютерных технологий при изготовлении выплавлямых моделей рабочих колес нАсосов

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
Применение компьютерных технологий
при изготовлении выплавлямых моделей
рабочих колес нАсосов

Сероштан В.Ю., Пирогов А.Д.
(ОАО "СМНПО им. М.В. Фрунзе", г.Сумы, Украина)


This article represents the examples of computer tehnologies implementation for special form-building tooling which is used for casted models of operating parts of centrifugal pumps.


Одним из главных направлений модернизации насосов (и особенно насосов для АЭС) является повышение КПД за счет совершенствования гидродинамических характеристик проточных частей на базе сочетания современных технологий и компьютерного моделирования сложных криволинейных пространственных поверхностей.

В этом отношении особого внимания заслуживают рабочие колеса и направляющие аппараты насосов, изготовление которых предполагает применение технологии литья по выплавляемым моделям. Суть процесса заключается в изготовлении отдельных элементов изделия из парафино-стеаринового состава, их сборке и последующего многослойного покрытия для получения прочных корок, которые после удаления из них легкоплавкой сердцевины образуют литейные формы будущих деталей. Вполне понятно, что на первый план здесь выходит точность сборки и надежная фиксация составных элементов выплавляемой модели.

Рассмотрим решение проблемы в условиях производства на примере рабочего колеса насоса (Рисунок 1а, б). По существующей технологии оно состоит из следующих частей (Рисунок 1в): диск основной, лопатки и диск покрывной. Главными базирующими элементами сборки являются внутренние поверхности дисков, а также торцовые поверхности и знаковые части лопаток (Рисунок 2а). Традиционная технология получения дисков и лопаток без предварительного компьютерного моделирования и изготовления технологической оснастки на обрабатывающих центрах с ЧПУ – приводила к неточностям изготовления, нарушала условия базирования собираемых элементов. Возникавшая в результате этого погрешность прилегания изменяла геометрию выплавляемой модели еще на начальной стадии ее сборки и усугублялась в процессе последующих технологических операций. Все это отражалось на расположении лопаток относительно поверхностей основного и покрывного диска, ухудшало гидродинамические характеристики и снижало КПД насоса. Одна из причин возникновения погрешности базирования заключалась в невозможности точной подгонки контура знаковой части лопатки к профилю технологического канала на основном диске (Рисунок 2а, б). Это вызывало изменение угла установки лопаток и неприлегание диска покрывного к их торцевым поверхностям при сборке парафино-стеариновой модели. Требовалась последующая подгонка поверхности покрывного диска, а это в свою очередь нарушало исходный профиль канала рабочего колеса.

Все перечисленные недостатки традиционной технологии изготовления составных элементов и процесса сборки выплавляемых моделей были успешно устранены после применения компьютерных технологий.

Во-первых, высокая точность изготовления самих элементов выплавляемой модели теперь обеспечивается точностью обрабатывающих центров с ЧПУ или электроэрозионным оборудованием, на котором изготавливается технологическая оснастка для получения деталей парафино-стеариновой модели.

Во-вторых, повышение точности сборки выплавляемой модели обеспечивается высокой точностью изготовления ее отдельных элементов, выполненных на базе единой математической модели рабочего колеса (Рисунок 1а), где на стадии проектирования уже решены вопросы сопряжения собираемых деталей.

В-третьих, происходит улучшение гидравлических параметров лопаток за счет математического анализа, корректировки рабочих поверхностей и их последующего воспроизведения в виде формообразующих элементов точной литейной оснастки, изготовляемой на станках с ЧПУ (Рисунок 2в).

При этом необходимо отметить значительное сокращение сроков подготовки производства, как новых насосов, так и большой номенклатуры запасных частей к ним, поскольку в основном – это рабочие колеса. Легко предугадать насколько важно потенциальному заказчику сокращение сроков изготовления запчастей насосов, и, особенно, если речь идет о ремонте или модернизации насосного оборудования для АЭС. Отдельно хотелось бы заострить внимание на том, что применение компьютерных технологий в разработке и изготовлении технологической оснастки для литья по выплавляемым моделям, а также применение математического моделирования – позволило обеспечить возможность изготовления сложных формообразующих элементов пресс-форм на станках с ЧПУ, исключив, таким образом, высококвалифицированный труд при выполнении модельных работ и работ по слесарной доводке, которые предполагают помимо всего прочего применение дорогостоящих материалов, в частности, ПОССу (припоя оловянисто-свинцового сурьмянистого).