[發(fā)明專利]一種無葉渦輪機及無葉渦輪機的盤體設(shè)計方法

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• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112589384A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅云奎
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳樸坂科技有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C22C21/08;C22F1/047;C21D1/26;C21D9/32;C21D1/18
• 代理公司: 廣州市律帆知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44614
• 代理人: 王偉

1.一種無葉渦輪機的盤體設(shè)計方法，所述無葉渦輪機主要包括殼體、盤體及轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述盤體呈圓形，且圓心位置處設(shè)有通孔，所述盤體材質(zhì)為Al-Mg-Si系鋁合金，所述盤體采用的鍛壓方式進行成型，坯料的加熱溫度為480℃。

2.如權(quán)利要求1所述的一種無葉渦輪機的盤體設(shè)計方法，其特征在于，所述圓盤設(shè)計步驟包括：

步驟1，鍛造系統(tǒng)根據(jù)所述無葉渦輪機的功率需求，自動計算盤體參數(shù)及盤體間距；

步驟2，根據(jù)所述步驟1中計算得到的盤體參數(shù)選擇圓盤對應(yīng)的模具；

步驟3，鑄造鋁合金鑄錠，鋁合金鑄錠中元素的質(zhì)量百分含量中的Al含量跟隨盤體半徑的大小而改變，當(dāng)圓盤越大時Al含量越高，其中，Si的質(zhì)量百分比≤0.3％，Mg的質(zhì)量百分比為為11.2％～13.2％；

步驟4，將所述鑄造鋁合金鑄錠放于退火爐中，降低溫度為在400℃的溫度下保溫6至8小時進行第一級均勻化退火，然后在450℃的溫度下保溫10至18小時進行第二級均勻化退火，得到毛坯材料；

步驟5，對得到的毛坯材料進行加工，通過在重新加熱的情況下通過液壓裝置進行多次鍛造，得到直徑大于計算得到的盤體參數(shù)的盤體，其中，鍛造次數(shù)大于等于兩次；

步驟6，對所述步驟5中得到的盤體進行蝕洗切邊，然后，再多次進行蝕洗、修傷、切邊，直到檢測到毛邊的殘留量小于第一預(yù)設(shè)值；

步驟7，對修傷后的盤體進行最后一次熱處理，對該步驟的盤體進行淬火，得到盤體成品。

3.如權(quán)利要求2所述的一種無葉渦輪機的盤體設(shè)計方法，其特征在于，所述圓盤設(shè)計步驟包括：所述液壓裝置的欠壓量根據(jù)所述步驟1中計算得到的盤體參數(shù)而設(shè)置，盤體直徑越大，所述欠壓量越小。

4.如權(quán)利要求3所述的一種無葉渦輪機的盤體設(shè)計方法，其特征在于，通過超聲波接觸法檢測成品圓盤，并在進行組裝無葉渦輪機時進行初機測試，判斷該無葉渦輪機是否達到功率需求，在組裝的無葉渦輪機與需求功率的差異達到第二預(yù)設(shè)值后，將差異信息反饋，所屬鍛造系統(tǒng)根據(jù)反饋信息重新計算盤體參數(shù)及盤體間距數(shù)據(jù)。

5.一種無葉渦輪機，所述無葉渦輪機主要包括殼體、盤體及轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述盤體呈圓形，且圓心位置處設(shè)有通孔，所述盤體材質(zhì)為Al-Mg-Si系鋁合金，所述盤體采用的鍛壓方式進行成型，坯料的加熱溫度為480℃。

6.如權(quán)利要求5所述的一種無葉渦輪機，其特征在于，包括：

參數(shù)輸入與計算模塊，鍛造系統(tǒng)根據(jù)所述無葉渦輪機的功率需求，自動計算盤體參數(shù)及盤體間距；

模具選擇模塊，根據(jù)計算得到的盤體參數(shù)選擇圓盤對應(yīng)的模具；

鑄造參數(shù)控制模塊，鑄造鋁合金鑄錠，鋁合金鑄錠中元素的質(zhì)量百分含量中的Al含量跟隨盤體半徑的大小而改變，當(dāng)圓盤越大時Al含量越高，其中，Si的質(zhì)量百分比≤0.3％，Mg的質(zhì)量百分比為為11.2％～13.2％；

退火模塊，將所述鑄造鋁合金鑄錠放于退火爐中，降低溫度為在400℃的溫度下保溫6至8小時進行第一級均勻化退火，然后在450℃的溫度下保溫10至18小時進行第二級均勻化退火，得到毛坯材料；

再加工模塊，對得到的毛坯材料進行加工，通過在重新加熱的情況下通過液壓裝置進行多次鍛造，得到直徑大于計算得到的盤體參數(shù)的盤體，其中，鍛造次數(shù)大于等于兩次，對得到的盤體進行蝕洗切邊，然后，再多次進行蝕洗、修傷、切邊，直到檢測到毛邊的殘留量小于第一預(yù)設(shè)值；

成品生成模塊，對修傷后的盤體進行最后一次熱處理，對該步驟的盤體進行淬火，得到盤體成品。

7.如權(quán)利要求6所述的一種無葉渦輪機，其特征在于，所述液壓裝置的欠壓量根據(jù)所述步驟1中計算得到的盤體參數(shù)而設(shè)置，盤體直徑越大，所述欠壓量越小。

8.如權(quán)利要求6所述的一種無葉渦輪機，其特征在于，質(zhì)量檢測模塊，通過超聲波接觸法檢測成品圓盤，并在進行組裝無葉渦輪機時進行初機測試，判斷該無葉渦輪機是否達到功率需求，在組裝的無葉渦輪機與需求功率的差異達到第二預(yù)設(shè)值后，將差異信息反饋，所屬鍛造系統(tǒng)根據(jù)反饋信息重新計算盤體參數(shù)及盤體間距數(shù)據(jù)。