水轮发电机组是最为关键的过流部件-转轮浆叶,其作用是将水流的动能转换为旋转的机械能。因此,它是整个机组机电能量交换的核心部件。质量的好坏,直接影响机组内部的流态、水力效率、稳定性以及气蚀等重要性能。所以,能否加工出高质量、高精度桨叶,对整机的运行而言,具有举足轻重的意义。
然而,水轮机的转轮桨叶具有形状复杂、曲面非规则以及曲率变化大等特点。这就决定了生产工艺的复杂性,同时也加大了产品的生产难度。传统的加工方法,是采用模压毛坯,再人工铲磨成型。这种方法费时费力,且精度较低,变形量大。因此,采用数控技术的加工方法,有利于弥补传统工艺的不足,生产出高质量的叶片。
1、 桨叶三维模型的构建
传统的桨叶设计加工步骤,主要是依靠叶片断面的木模图进行放样。而木模图也存在着相应的弊端,比如叶片各断面之间的光滑搭接、精度的偏差以及尺寸的误差等都无法得到保证。故针对这些不足,以叶片断面型线图尺寸为基础,利用绘图软件,构建光滑的桨叶三维实体模型,为后续采取数控加工生产工艺的奠定理论基础。本文以某电站混流式机组为例,根据相应参数,构建叶片模型[2](如图1~图2 所示)。
2 、数控加工技术
2.1 桨叶数控加工工艺流程
桨叶数控加工工艺流程如图3 所示。