1、Southwest university of science and technology本 科 毕 业 设 计 （ 论 文 ）核电大叶片用液压快速装夹传动盘的设计学 院 名 称 制 造 科 学 与 工 程 学 院专 业 名 称 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化学 生 姓 名学 号指 导 教 师二一三年六西南科技大学本科生毕业论文核电大叶片用液压快速装夹传动盘的设计摘要：叶片加工过程中，一些叶片汽道型面较长且出汽侧较薄，在这样的工件上加工容易出现变形及颤动，这样就出现质量控制难的问题，于此特设计一种液压自动控制、浮动拉伸、快速装夹的传动盘，从而提高产品合格率，减少操作人员劳动强度，
2、实现自动控制，缩短其生产周期，降低其生产成本，并且其结构强度也完全能满足使用。由于传动盘需要连接机床主轴或尾座，且需要具有夹具定位和夹紧功能，故传动盘应具有传递动力和定位、夹紧功能。因此，特设计两部分结构，一部分为传动盘体，另一部分为夹具体，并将两者连接，从而满足功能需求。根据所需功能和结合现有的使用情况及工件加工公差，从而选用恩派克公司的工模具液压成套解决方案的产品，由此选用摆动油缸、弹簧支撑油缸、油路块油缸等液压元件，并根据所设计的液压系统图组装传动盘。同时，根据液压系统图、夹具功能要求、设计经验、精度要求、定位基准和相关计算等，设计夹具体的结构，同时相应地设计传动体的结构。设计中通过相关
3、实验获得重要数据。设计结束后，通过评审，制定加工工艺，试制产品，并实验修正，最后大量生产。关键词：叶片；传动盘；液压自动控制；合格率；西南科技大学本科生毕业论文Design of nuclear power blade with hydraulic quick clamping drive disk Abstract：Blade machining process, some road-surface steam leaves the steam side is long and thin, in such a workpiece machining prone to distortion a
4、nd vibration, so that the difficult problem of quality control, this particular design of a hydraulic automatic control floating stretch, quick clamping disk drive, thereby improving product yield and reduce labor intensity of operators, and automatic control, shorten the production cycle, reducing
5、its production costs, and its structural strength is also fully able to meet with.Since the drive tray need to connect the machine spindle or tailstock, and the need to have the fixture locating and clamping function, it should have the power transmission drive plate and positioning, clamping functi
6、on. Therefore, the special design of the structure of two parts, a part of the drive plate body, another part of the specific folder, and the two are connected, to meet the functional requirements.Depending on the desired functionality and combined with the existing usage and workpiece machining tol
7、erances, so choose Enerpacs hydraulic complete tooling solutions products, which use swing cylinders, spring-loaded cylinders, manifold cylinders and other hydraulic components, and depending on the design of the hydraulic system diagram disk drive assembly. Meanwhile, according to the hydraulic sys
8、tem diagram fixture functional requirements and design experience, accuracy, positioning reference and related calculation, design specific folder structure, while the corresponding design of the structure of the drive body. Design by relevant experimental access to important data. After the design,
9、 through the assessment, the development process, prototype products, and experiment corrected final mass production.Key words: Blade； Drive plate； Hydraulic automatic control； Pass rate西南科技大学本科生毕业论文目 录第 1 章 绪 论 .11.1 概述 .11.2 汽轮机介绍 .11.2.1 国际发展状况 .11.2.2 我国发展状况 .31.2.3 汽轮机工作原理 .31.2.4 汽轮机配套设施 .41.3
10、 汽轮机叶片介绍 .41.4 汽轮机叶片汽道型面介绍 .51.5 传动盘介绍 .51.6 本章小结 .5第 2 章 课题分析 .62.1 课题目标及难点 .62.2 课题实施方案 .62.3 课题预期效果及重要技术经济指标 .62.4 本章小结 .6第 3 章 总体方案设计 .83.1 设计目标 .83.2 总体方案设计 .83.3 夹具设计思路 .83.4 叶片加工相关数据参数 .93.5 夹具设计相关数据参数 .93.6 本章小结 .9西南科技大学本科生毕业论文第 4 章 部件方案设计 .104.1 液压夹具介绍 .104.1.1 液压夹具的工作原理和构成 .104.1.2 液压夹具的设计
11、 .104.1.3 液压夹具的应用 .104.2 夹具定位原理介绍 .104.2.1 工件的定位类别 .114.2.2 工件定位的实质 .114.2.3 工件避免过定位的措施 .124.3 夹具夹紧原理介绍 .124.4 叶片夹具类型 .134.5 叶片夹具分析与设计 .134.5.1 叶片夹具设计分析 .134.5.2 定位基准的选择 .144.5.3 定位误差分析 .164.5.4 本工序加工按铣削估算夹紧力 .174.6 叶根夹具 .224.6.1 叶根图 .224.6.2 叶根介绍 .224.6.3 叶根夹具图 .234.6.4 叶根夹具体结构图 .244.6.5 叶根夹具体的弯曲应力
12、及强度分析 .254.6.6 叶根夹具体有限元分析 .314.7 叶冠夹具设计 .344.7.1 叶冠图 .344.7.2 叶冠夹具 .344.7.3 叶冠夹具体结构图 .364.7.4 叶冠夹具体的弯曲应力及强度分析 .37西南科技大学本科生毕业论文4.7.5 叶冠夹具体的有限元分析 .374.8 本章小结 .39第 5 章 夹具液压元件 .405.1 夹具设计动作 .405.2 叶根夹具液压元件 .405.2.1 摆动油缸 .405.2.2 蓄能器 .425.2.3 顺序阀 .465.2.4 其他液压元件的选择 .485.3 叶冠夹具液压元件 .495.3.1 油路块油缸 .495.3.2
13、 弹簧支撑油缸 .515.3.3 其他液压元件的选择 .535.4 本章小结 .54结论 .55致谢 .56参考文献 .57附录 .58西南科技大学本科生毕业论文1第 1 章 绪 论1.1 概述 由于叶片分厂用现有的夹具加工 40 英寸（及其以上）叶片时，辅助支撑调整时间较长（大约在 40 分钟左右） ，且难度较大，对操作工的经验及技术要求较高，不利于批量加工；且该类叶片汽道型面较长和出汽侧较薄（最薄的地方可以达到 0.8mm 左右） ，在这样的工件上加工容易出现变形及颤动，这样导致部分叶片报废，给单位造成巨大损失；如上所述叶片汽道型面较长且出汽侧较薄，这样就出现质量控制难的问题，目前叶片专家
14、讨论希望能设计一种夹具能在汽道型面上作用一拉伸力，来控制该类叶片变形，介此我们特设计一种液压自动控制浮动拉伸传动盘，从而提高产品合格率，减少操作人员劳动强度，实现自动控制，缩短其生产周期，降低其生产成本，并且其结构强度也完全能满足使用。1.2 汽轮机介绍汽轮机是将蒸汽的热能转换为机械能的叶轮式旋转原动机。汽轮机是将蒸汽能转换为机械功的动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。主要用于发电原动机，也可以直接驱动各执行部件。同时还可以利用其排汽或中间抽汽满足供热需要。汽轮机是高温高压高速旋转的机械，尤其是发电用汽轮机，且也是大功率输出的原动力机械。而目前我国发电用汽轮机以 300600MW 居多，体
15、积庞大，结构精细复杂。绝大多数为发电用汽轮机均为多级轴流式汽轮机，因为多级轴流式汽轮机绝热焓降大，能够充分利用蒸汽的热能。汽轮机本体主要由静止部分和转动部分组成。静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。因此汽轮机的制造工艺主要为上述部件的制造工艺。汽轮机制造工艺的特点为：属单件生产，生产期长，材料品种多，材料性能要求高，零件种类多，加工精度高，设备要求高，操作技能要求高，机械加工工种齐全，设计冷热工艺且面广，检测手段齐备要求高，计量设备、测量工具齐全而且要求高 采用专门工装多 2。西南科技大学本科生毕业论文21.2.1 国际发展状况1883 年
16、瑞典工程师拉瓦尔设计制造出了第一台单级冲动式汽轮机，随后在 1884 年英国工程师帕森斯设计制造了第一台单级反动式汽轮机。目前世界各国都在研究大容量、高参数汽轮机的研究和开发，如俄罗斯在研究 2000MW汽轮机。主要是大容量汽轮机有如下特点：A. 降低单位功率投资成本。如 800MW 机组比 500MW 汽轮机的千瓦造价低17%； 1200MW 机组比 800MW 机组的千瓦造价低 15%20%。B. 提高运行经济性。如法国的 600MW 机组比国产的 125MW 机组的热耗率低276kj/kW.h，每年可节约燃煤 4 万吨。C. 加快电网建设速度，满足经济发展需要。D. 提高电网的调峰能力。
17、汽轮机按照工作原理分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸气的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。汽轮机具有单机功率大、效率高、寿命长等优点。冲动式汽轮机西南科技大学本科生毕业论文3蒸汽主要在静叶中膨胀，在动叶中只有少量的膨胀。反动式汽轮机西南科技大学本科生毕业论文4蒸汽在静叶和动叶中膨胀，而且膨胀程度相同。由于反动级不能作成部分进汽，因此第一级调节级通常采用单列冲动级或双列速度级。目前世界上生产冲动式汽轮机的企业有：美国通用公司（GE）、英国通用公司（GEC）、日本的东芝（TOSHIBA）和日立、俄罗斯的列宁格勒金属工厂等。制造反动式汽轮机的有美国西屋公司（WH）、日本三菱、英国帕森斯公司、法国电器机械公司（CMR）等，德国（SIEMENS ）。冲动式汽轮机为隔板型；反动式汽轮机为转鼓型（或筒型）。 图 1.1
