|
Турбина — ротационный двигатель с непрерывным рабочим процессом и вращательным движением рабочего органа
Турбина — ротационный двигатель с непрерывным рабочим процессом и вращательным движением рабочего органа (ротора), преобразующий кинетическую энергию и/или внутреннюю энергию рабочего тела (пара, газа, воды) в механическую работу.
Струя рабочего тела воздействует на лопатки, закреплённые по окружности ротора, и приводит их в движение.
Применяется в качестве привода электрического генератора на тепловых, атомных и гидро электростанциях, как составная часть приводов на морском, наземном и воздушном транспорте, а также гидродинамической передачи, гидронасосах.
Турбина состоит из 2-х основных частей.
Ротор с лопатками — подвижная часть турбины.
Статор с выравнивающим аппаратом — неподвижная часть.
По направлению движения потока рабочего тела различают аксиальные паровые турбины, у которых поток рабочего тела движется вдоль оси турбины, и радиальные, направление потока рабочего тела в которых перпендикулярно оси вала турбины.
Центробежные турбины (турбокомпрессоры) также выделяют как отдельный тип турбин.
По числу контуров турбины подразделяют на 1-контурные, 2-контурные и 3-контурные.
Очень редко турбины могут иметь 4 или 5 контуров.
Многоконтурная турбина позволяет использовать большие тепловые перепады энтальпии, разместив большое число ступеней разного давления.
По числу валов различают 1-вальные, 2-вальные, реже 3-вальные, связанных общностью теплового процесса или общей зубчатой передачей (редуктором).
Расположение валов может быть как коаксиальным так и параллельным с независимым расположением осей валов.
В местах прохода вала сквозь стенки корпуса установлены концевые уплотнения для предупреждения утечек рабочего тела наружу и засасывания воздуха в корпус.
На переднем конце вала устанавливается предельный регулятор (регулятор безопасности), автоматически останавливающий (замедляющий) турбину при увеличении частоты вращения на 10-12 % сверх номинальной.
По типу рабочего тела турбины делятся на Газовые турбины, Паровые турбины и Гидротурбины.
Для того чтобы увидеть внутреннее устройство турбины, при ее изображении «вырезана» передняя верхняя четверть. Точно также показана лишь задняя часть кожуха 2. Турбина состоит из трех цилиндров (ЦВД, ЦСД и ЦНД), нижние половины корпусов которых обозначены соответственно 39, 24 и18. Каждый из цилиндров состоит из статора, главным элементом которого являются неподвижный корпус, и вращающегося ротора. Отдельные роторы цилиндров (ротор ЦВД 47, ротор ЦСД 5 и ротор ЦНД 11) жестко соединяются муфтами 31 и 21. К полумуфте 12 присоединяется полумуфта ротора электрогенератора (не показан), а к нему — ротор возбудителя. Цепочка из собранных отдельных роторов цилиндров, генератора и возбудителя называется валопроводом. Его длина при большом числе цилиндров (а самое большое их число в современных турбинах — 5) может достигать 80 м.
Валопровод вращается во вкладышах 42, 29, 23, 20 и т.д. опорных подшипников скольжения на тонкой масляной пленке и не касается металлической части вкладышей подшипников. Как правило, каждый из роторов размещают на двух опорных подшипниках. Иногда между роторами ЦВД и ЦСД устанавливают только один общий для них опорный подшипник (см. позицию 29 на рис. 6.1). Расширяющийся в турбине пар заставляет вращаться каждый из роторов, возникающие на них мощности складываются и достигают на полумуфте 12 максимального значения.
К каждому из роторов приложено осевое усилие. Они суммируются, и их результирующая осевая сила передается с гребня 30 на упорные сегменты, установленные в корпусе упорного подшипника.
Каждый из роторов помещают в корпус цилиндра (см., например, поз. 24). При больших давлениях (а в современных турбинах оно может достигать 30 МПа 300 ат) корпус цилиндра (обычно ЦВД) выполняют двухстенным (из внутреннего 35 и внешнего 46 корпусов). Это уменьшает разность давлений на каждый из корпусов, позволяет сделать его стенки более тонкими, облегчает затяжку фланцевых соединений и позволяет турбине при необходимости быстро изменять свою мощность.
Все корпуса в обязательном порядке имеют горизонтальные разъемы 13, необходимые для установки роторов внутри цилиндров при монтаже, а также для легкого доступа внутрь цилиндров при ревизиях и ремонтах. При монтаже турбины все плоскости разъемов нижних половин корпусов устанавливают специальным образом (для простоты можно считать, что все плоскости разъема совмещают в одной горизонтальной плоскости). При последующем монтаже ось валопровода помещают в эту плоскость разъема, что обеспечивает центровку — ось валопровода будет точно совпадать с осью кольцевых расточек корпусов. Этим будут исключены задевания ротора о статор, которые могут привести к тяжелой аварии.
Пар внутри турбины имеет высокую температуру, а ротор вращается во вкладышах на масляной пленке, температура масла которой как по соображениям пожаробезопасности, так и необходимости иметь определенные смазочные свойства, не должна превышать 100 °С (а температура подаваемого и отводимого масла должна быть еще ниже). Поэтому вкладыши подшипников выносят из корпусов цилиндров и размещают их в специальных строениях — опорах (см. поз. 45, 28, 7 на рис. 6.1). Таким образом, вращающиеся концы каждого из роторов соответствующего цилиндра необходимо вывести из невращающегося статора, причем так, чтобы с одной стороны исключить какие-либо (даже малейшие) задевания ротора о статор, а с другой — не допустить значительную утечку пара из цилиндра в зазор между ротором и статором, так как это снижает мощность и экономичность турбины. Поэтому каждый из цилиндров снабжают концевыми уплотнениями (см. поз. 40, 32, 19) специальной конструкции.
Турбина устанавливается в главном корпусе ТЭС на верхней фундаментной плите 36 (см. рис. 2.6). В плите выполняются прямоугольные окна по числу цилиндров, в которых размещаются нижние части корпусов цилиндров, а также осуществляется вывод трубопроводов, питающих регенеративные подогреватели, паропроводы свежего и вторично перегретого пара, переходный патрубок к конденсатору.
После изготовления турбина проходит контрольную сборку и опробование на заводе-изготовителе. После этого ее разбирают на более-менее крупные блоки, доводят до хорошего товарного вида, консервируют, упаковывают в деревянные ящики и отправляют для монтажа на ТЭС.
Монтаж турбины осуществляют в следующем порядке. Сначала устанавливают нижнюю половину ЦНД 18 опорным поясом 15, расположенным по периметру обоих выходных патрубков ЦНД. ЦНД имеет собственные вваренные в них опоры ротора. Затем на перемычке между окнами под ЦВД и ЦСД и слева от окна под ЦВД размещают нижние половины корпусов опор соответственно 28 и 41. После этого на опоры подвешивают нижние половины корпусов наружных цилиндров 39 и 24, в них помещают статорные элементы и осуществляют центровку всех цилиндров турбины.
В опоры ротора вставляются нижние половины опорных вкладышей 42, 29, 23, 20 и 16, и на них опускают отдельные роторы. Их строго прицентровывают друг к другу и соединяют с помощью муфт 31 и 21.
Затем в верхние половины корпусов помещают необходимые внутренние статорные элементы и турбину закрывают. Для этого в отверстия на горизонтальные разъемы корпусов ввинчивают шпильки и опускают верхние половины (крышки — см., например, поз. 46 на рис. 6.1), после чего с помощью шпилек и специальных приспособлений верхние и нижние половины корпусов плотно стягиваются по фланцевым разъемам.
Аналогичным образом закрываются опоры роторов. После изоляции турбины, ограждения кожухом и многочисленных проверок ее доводят для состояния, пригодного к несению нагрузки.
При работе турбины пар из котла (см. рис. 2.2) по одному или нескольким паропроводам (это зависит от мощности турбины) поступает сначала к главной паровой задвижке, затем к стопорному (одному или нескольким) и, наконец, к регулирующим клапанам (чаще всего — 4). От регулирующих клапанов (на рис. 6.1 не показаны) пар по перепускным трубам 1 (на рис. 6.1 их четыре: две из них присоединены к крышке 46 внешнего корпуса ЦВД, а две других подводят пар в нижние половины корпуса) подается в паровпускную камеру 33 внутреннего корпуса ЦВД. Из этой полости пар попадает в проточную часть турбины и, расширяясь, движется к выходной камере ЦВД 38. В этой камере в нижней половине корпуса ЦВД имеются два выходных патрубка 37. К ним приварены паропроводы, направляющие пар в котел для промежуточного перегрева.
Вторично перегретый пар по трубопроводам поступает через стопорный клапан (не показан на рис. 6.1) к регулирующим клапанам 4, а из них — в паровпускную полость ЦСД 26. Далее пар расширяется в проточной части ЦСД и поступает в его выходной патрубок 22, а из него — в две перепускные трубы 6 (иногда их называют ресиверными), которые подают пар в паровпускную камеру ЦНД 9. В отличие от однопоточных ЦВД и ЦСД, ЦНД почти всегда выполняют двухпоточными: попав в камеру 9, пар расходится на два одинаковых потока и, пройдя их, поступает в выходные патрубки ЦНД 14. Из них пар направляется вниз в конденсатор. Перед передней опорой 41 располагается блок регулирования и управления турбиной 44. Его механизм управления 43 позволяет пускать, нагружать, разгружать и останавливать турбину.
Сокращение времени цикла в 6-10 раз за счет высоких скоростей, которые не исчезают при резке!
Запатентованный регулятор шпинделей Air Turbine® увеличивает поток воздуха в соответствии с нагрузкой при резке, поддерживая номинальную высокую скорость движения инструмента. Производительность режущего инструмента до ¼ дюйма / 6 мм оптимизирована при высокой скорости вращения шпинделя, что повышает срок службы концевых фрез и качество обработки поверхности.
Руководство по выбору шпинделя
Воздушные турбинные шпиндели® представляют собой пневматические шпиндели с прямым приводом, не выделяющие тепла, что приводит к отсутствию рабочего цикла и термического воздействия на сертифицированную точность в 2 микрона.
Вы ищете двигатель шпинделя, который повысит производительность вашего станка с ЧПУ? Воздушные турбинные шпиндели® превращают станки с ЧПУ в высокоскоростные обрабатывающие центры с регулируемой частотой вращения от 25 000 до 90 000 об/мин.
Наши запатентованные высокоскоростные шпиндели с ЧПУ позволяют сократить время цикла, уменьшить время обработки и стоимость одной детали. Станки с ЧПУ шпинделя с управляемой турбиной контроллера могут поддерживать высокую скорость, повышать производительность инструмента и продлевать срок службы двигателя шпинделя.…
В отличие от ускорителей шпинделя или умножителей шпинделя, здесь нет шестерен, лопастей или электрощеток, которые нагреваются и перегорают. Использование двигателя шпинделя с ЧПУ на высокой скорости приводит к сокращению срока службы, дорогостоящему ремонту и простоям.
Получите максимум от шпинделя станка с ЧПУ. Независимо от того, ищете ли вы лучший шпиндельный двигатель для фрезерования металла или аналогичного материала, ваш фрезерный шпиндель с ЧПУ должен быть разработан для работы в условиях высокой скорости с точностью.
Air Turbine Spindles® автоматическая смена инструмента из вашего магазина на резку за считанные секунды на любом станке с ЧПУ. Наши шпиндели продлевают срок службы шпинделей ваших станков, предотвращают дорогостоящий ремонт и обеспечивают круглосуточное производство на высокой скорости без рабочего цикла.
Наши мощные фрезерные шпиндели с ЧПУ не будут существенно замедлять траекторию движения инструмента. Это экономит ваше время и деньги, поскольку позволяет освободить станки с ЧПУ для выполнения дополнительной работы.
Air Turbine Spindles® — это технология, отличающаяся от ускорителей шпинделя.
Эти пневматические шпиндели загружаются в станок с ЧПУ так же, как шпиндель станка с ЧПУ, и доступны во всех популярных держателях инструментов, таких как BT30, BT40, DIN30/40/50, CAT30/40/50, HSK 40/40/63/80. /100 и JS с прямым хвостовиком ¾” / 20 мм и т. д. Благодаря нашему шпиндельному двигателю станки с ЧПУ можно модернизировать в соответствии с вашими потребностями.
Используйте главный шпиндель станка с ЧПУ для фрезерования, черновой или дробеструйной обработки, а затем автоматическую смену инструмента, загружая шпиндели воздушной турбины® для обработки деталей и чистовой обработки на высокой скорости с режущими инструментами, концевыми фрезами менее ¼ дюйма / 6 мм, включая миниатюрные и микроинструменты. Системы Air Turbine Spindles® предлагают всеобъемлющее решение для оптимизации современного производства.
Концевые микрофрезы и малые твердосплавные концевые фрезы любят скорость! Высокая скорость оптимизирует срок службы инструмента для микрорежущей обработки и качество обработки. Благодаря шпинделям с ЧПУ Air Turbine вы получаете точность 2 микрона и отсутствие тепловых эффектов.
Вы также продлите срок службы основного шпинделя ЧПУ, сократив частоту дорогостоящих ремонтов и время простоя станка. Благодаря нашему прямому приводу без зубчатых колес, высокочастотных щеток или лопастей, которые нагреваются и выгорают, а также с керамическими подшипниками с воздушным охлаждением, шпиндели с ЧПУ с воздушной турбиной долговечны. Кроме того, турбинный воздух охлаждает наши керамические подшипники, повышая надежность шпинделя в эксплуатации.
Наше руководство по сериям шпинделей поможет выбрать шпиндель для высокоскоростной обработки.
ТМА (блок + воротник) | |
---|---|
Модель | Деталь № |
602 – Универсальный конус 40** | 36227 |
602 – Универсальный конус 30** | 36276 |
602 – Конус Haas 40 | 36218 |
602 – Конус Haas 30 | 36278 |
602 – Конус Fadal 40 | 36221 |
602 – СЕРИЯ Hurco VM / VMX | 36284 |
625(X) – универсальный конус 40** | 36228 |
625(X) – универсальный конус 30** | 36277 |
625(X) – Конус Haas 40 | 36219 |
625(X) – Конус Haas 30 | 36279 |
625(X) – Конус Fadal 40 | 36222 |
625(X) – Конус Fadal 30 | 36281 |
625(X) – СЕРИЯ Hurco VM / VMX | 36285 |
650(X) / 660(X) – универсальный конус 40** | 36229 |
650(X) / 660(X) – универсальный конус 50** | 36290 |
650(X) / 660(X) – конус Haas 40 | 36220 |
650(X) / 660(X) – конус Haas 50 | 36291 |
650(X) / 660(X) – Конус Fadal 40 | 36223 |
650(X) / 660(X) – Конус Fadal 50 | 36292 |
650(X) / 660(X) – СЕРИЯ Hurco VM / VMX | 36286 |
**На универсальных блоках требуется сверление отверстий для монтажных блоков
Только блок | |
---|---|
Модель | Деталь № |
Монтажный блок Haas | 36210 |
Монтажный блок Fadal | 36211 |
Универсальный монтажный блок** | 36213 |
**На универсальных блоках требуется сверление отверстий для монтажных блоков
Только хомут | |
---|---|
Модель | Деталь № |
602 Кольцо конуса 40 | 36215 |
625(X) Воротник 40 Конус | 36216 |
650(X) / 660(X) Муфта, конус 40 | 36217 |
1.
Что такое устройства автоматической смены инструмента?
Устройство автоматической смены инструмента (ATC) — это устройство, позволяющее станку быстро и автоматически менять инструменты во время работы.
ATC представляет собой моторизованное устройство, встроенное в станок и способное быстро заменять инструменты. ATC подключен к блоку управления, который позволяет оператору выбирать инструменты, которые необходимо использовать. Он автоматически переместится к выбранному инструменту и установит его на станок.
2.
Каковы преимущества устройства автоматической смены инструмента?
ATC предлагает множество преимуществ для механического цеха. Первым преимуществом является повышение эффективности. Используя устройство ATC, оператор станка может выбирать необходимые инструменты без необходимости каждый раз вручную менять инструмент.
Предоставляя возможность автоматической смены инструмента, оператор может выполнять больше задач за меньшее время. Кроме того, ATC также снижает риск ошибки оператора, устраняя необходимость в ручной замене инструмента. Это приводит к более стабильным и точным результатам обработки.
3.
Какие типы шпинделей совместимы с устройством автоматической смены инструмента?
Существует множество различных типов держателей инструмента, совместимых с устройствами автоматической смены инструмента, включая CAT, DIN, BT, HSK. Если у вас нет станка с ЧПУ, оснащенного возможностью подачи воздуха через шпиндель, вам может потребоваться дополнительное приспособление, которое мы называем монтажным узлом устройства смены инструмента (TMA).
TMA легко устанавливается на большинство станков с ЧПУ всего за несколько минут.
Шпиндели воздушной турбины® совместимы с различными станками, включая токарные станки с ЧПУ, фрезерные станки и сверлильные станки.
4.
Какие компоненты устройства автоматической смены инструмента?
Шпиндель ATC состоит из двигателя, устройства смены инструмента, блока управления и шпинделя.