Справочник по гидротурбинам - Особенности технологии изготовления рабочих колес диагональных гидротурбин

Основные технологические особенности рабочих колес диагональных турбин: 1) увеличение втулочного отношения, что приводит к относительному увеличению габаритного размера и массы корпуса рабочего колеса; 2) усложнение формы перехода от внутреннего прилива к наружной стенке корпуса; резкое сужение в месте перехода затрудняет получение качественной отливки, что обусловило применение сварного исполнения; 3) наклонное положение осей отверстий под цапфы лопастей в корпусе; 4) значительно большая кривизна поверхности пера лопасти; 5) сложная форма рычага лопасти, что определило выполнение заготовок в виде отливок из стали марки 06Х12Н3ДЛ со значительным объемом работ по контролю их качества и устранению неизбежных литейных дефектов; 6) соединение узла лопасть—цапфа — рычаг с помощью гайки большого диаметра вместо болтового соединения (на Зейской ГЭС масса гайки составляет 500 кг, а диаметр резьбы М500); 7) обработка периферийных кромок лопастей по сфере с требуемой точностью может быть обеспечена только в собранном рабочем колесе; 8) установка и закрепление в корпусе лопастей и деталей механизма их поворота возможны только при наклонном положении оси рабочего колеса; 9) сложная кантовка собранного узла для последующих операций обработки периферийных кромок, статического уравновешивания и испытания рабочего колеса.
 Технологический процесс изготовления сварной конструкции корпуса и его механической обработки предусматривает следующие усложненные и дополнительные операции: 1) разметку отливки основной части корпуса; 2) предварительную механическую обработку наружной и окончательную обработку внутренних поверхностей корпуса на токарно-карусельном станке; обработка выполняется в двух положениях с применением жестких копиров; 3) предварительную расточку отверстий под цапфы лопастей с припуском 5—10 мм на сторону; обработка выполняется на горизонтально-расточных станках с использованием специальной роликовой опоры; 4) разметку и механическую обработку под сварку кованой заготовки внутренней части корпуса; 5) сварку и термообработку корпуса; 6) разметку и чистовую обработку корпуса на токарно-карусельном станке; 7) чистовую обработку окон корпуса (выполняется аналогично 3-й операции с дополнительной расточкой отверстий во внутренней части корпуса).
Две схемы установки рабочих колес для сборки показаны на рис. XI. 12. Первая из них (рис. XI. 12, а) предусматривает такую же установку лопастей и деталей механизма поворота, как при сборке рабочих колес вертикальных поворотно-лопастных  гидротурбин. Недостаток этой схемы — установка лопастей при горизонтальном положении оси поворота. Установка цапф и лопастей по второй схеме (рис. XI. 12, б) более предпочтительна, так как может выполняться без применения специальных приспособлений. Недостаток схемы — значительное усложнение установки и закрепления в нужном положении рычагов с серьгами и гаек.
Кантовка собранного рабочего колеса для установки на токарно-карусельный станок в целях обработки по сфере периферийных кромок возможна с помощью специального кантовального приспособления. Ось приспособления закреплена в корпусе рабочего колеса. Поворот системы осуществляется на специальной опоре, с которой ось имеет шарнирное соединение. Способ уравновешивания рабочего колеса аналогичен описанному для рабочих колес радиально-осевых гидротурбин.