毕业设计100mw汽轮发电机轴承座铸造工艺设计材料专业.docx

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毕业设计100mw汽轮发电机轴承座铸造工艺设计材料专业

江苏科技大学

本科毕业设计（论文）

学院材料与冶金学院

专业材料成型及控制工程

学生姓名刘杨

班级学号1045561215

指导教师周瑞

二零一四年六月

江苏科技大学本科毕业论文

100MW汽轮发电机轴承座铸造工艺设计

Castingprocessdesign100MWturbinegeneratorbearing

毕业设计（论文）题目：

100MW汽轮发电机轴承座铸造工艺设计

一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）

1提供条件：

汽轮发电机轴承座零件图

2设计内容与要求:

（1）熟悉汽轮发电机轴承座。

（2）查阅相关技术资料，为设计做好前期准备。

（3）根据样品及相关资料做出三维零件图。

（4）提出工艺方案，并进行工艺设计。

3设计手段

设计手段：

查阅资料；设计二维零件图；提出并编写工艺方案；

二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）

1.毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；

2.外文译文一篇（不少于5000英文单词，并附原文）；

3.相关设计图纸。

三、完成日期及进度

自2014年3月5日起至2014年6月7日止进度安排：

3.5～3.16

文献检索与阅读；

3.16～5.23

设计与实验、提交开题报告和翻译文献；

5.23～6.04

撰写论文、提交论文；

6.04～6.06

论文评阅和修改；

6.07

答辩。

四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:

[1]蒋毓良.超超临界1000MW汽轮发电机轴承座的铸造质量控制[J].上海宏钢电站设备铸锻有限公司.2002:

[2]王秀瑾.百万千瓦级核电汽轮发电机轴承座刚度计算[J].上海发电设备成套设计研究院.2012

[3]南红艳.灰铸铁轴承座的两种铸造工艺方案数值模拟对比与选定[J].河南理工大学材料科学与工程学院.2012.11

[4]廖琼.轴承座铸造工艺方案研究及模拟[J].天津重型装备工程研究有限公司.2012

[5]王文清，李魁盛等.铸造工艺学（M）.北京：

机械工业出版社.2002.10:

10-11

[6]李弘英.铸造工艺设计（M）.北京：

机械工业出版社.2005.2:

1-3

[7]沈红卫.超临界900MW汽轮发电机轴承座铸件的铸造[J].上海汽轮机有限公司.2003.9

[8]许济群，蒋磊，叶青等.16V240ZB型柴油机铸钢主轴承座铸造工艺[J].1994

[9]冯景兰，付龙.大型铸钢件缩松改进实践[J].宁夏机械.2009，4：

91-94

[9]林工.树脂砂铸造工艺.树脂砂、V法、消失模造型线及单机[J].2011，10

[10]李日，刘百成，李文珍.温度梯度对致密厚壁铸钢件工艺设计的重要性[J].机械科学与技术.2004：

92-96

[11]杜西灵等.铸造技术与应用案例.机械工业出版社[M].2009:

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[12]王文清等.铸造工艺学.机械工业出版社[M].2009:

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[13]郭林.凝固模拟技术在轴承座铸造中的应用[J].济钢集团重工机械有限公司2011

[14]蒋志龙,李全勇,樊志勇.汽轮发电机轴瓦倾斜故障分析[J].中国设备工程.2013:

38-39.

[15]张建国.390MW燃汽轮发电机轴瓦制造工艺[J].上海大中型电机.2006.4:

9.

系（教研室）主任：

（签章）年月日

学院主管领导：

（签章）年月日

摘要

全球经济在飞速发展的热潮中，现代对汽轮发电机的需求越来越高。

汽轮发电机是指用汽轮机驱动的发电的机器，是一种将机械能转化成电能的机器，这项工作由蒸汽投入机器中扩张做功，让叶片转动从而推动产生电。

汽轮发电机一般是由定子、转子及轴承座等部件构成，所以轴承座的铸造是制造汽轮发电机的重要工艺流程。

而合适的汽轮发电机轴承座的铸造工艺不仅能提高电机的性能，也能延长它的使用寿命。

本文完成了对ZG230-450铸钢件铸造工艺设计，首先要先确定轴承座尺寸2700×1345×945，浇注位置和分型面,采取一箱一件造型方式进行生产。

包括浇注系统、砂芯的设计、工艺参数的确定。

设计模样、芯盒和砂箱，设计砂芯的可行性方案,以及对浇注时候可能出现的缺陷进行分析,从而对铸件工艺进行优化。

关键词:

汽轮发电机轴承座；铸钢；铸造工艺设计

Abstract

Therapiddevelopmentoftheglobaleconomyintheboom,themodernincreasinglyhighdemandforsteamturbinegenerator.Turboreferstoaturbinedrivenpowergeneratingapparatus,amechanicalenergyintoelectricalenergymachine.Bythesteamintotheturbineexpansionwork,sothatthebladesrotatepromptinggenerators.Turbogeneratorgenerallystator,rotorandbearingcomponentssuchasconstitution,itisanimportantbearingcastingprocessmanufacturingturbinegenerator.Theturbo-generatorhousingssuitablecastingprocesscannotonlyimprovetheperformanceofthemotor,butalsotoextenditsservicelife.

Thispapercompletedthedeterminationof100MWturbinegeneratorbearingcastingprocessdesign,includingtheselectionofsub-surfacesystemsandpouringsandcoredesign,processparameters.Designlookslike,coreboxesandsandbox,revealingtheproducelooseshrink,shrinkagecausesthesiteandthusthecastingprocessoptimization.

Keywords:

turbinegeneratorbearing;caststeel;castingprocessdesign

第一章绪论

1.1本课题的研究背景

随着世界各国经济发展迅速的趋势，人类对于电能的运用和需求也就显得尤为重要。

电能是我们生活的必要资源，它其实是容易获得、干净和经济的动力是国民经济发扬的因素。

近几年，经济持续快速增长，与此同时，我国的经济发展与资源利用的矛盾日益突出。

而很多的城市持续加深发电高效行使和广泛管制。

1.2本课题研究发展现状

目前我国主要的发电方式是火力发电，火力发电按照它的作用可以分为两大类：

供电和供热。

顾名思义，原动机就是提供动力，汽轮机作为火力发电的三大重要的原动机之一，为我国的火电行业提供了有力地保障。

所以在我国庞大电力市场，发电技艺必须持续的提升，就能让相关设备更有效快速发展。

铸造工艺生产出的零件毛坯已经大致的成性，只需进行简单的精加工即可，从而简化了工序，价格也降低了。

所以说汽轮发电机轴承座的各种性能与铸造工艺密不可分。

1.3本课题的研究目的与意义

轴承座目的是能让它的外圈固定，只使内圈旋转，一直与传输方向一样，并且还能够保持平衡状态。

这就表明轴承座是机器正常工作的重要影响因素。

轴承座的主要应用于工农业，另外也应用于交通业、航空航天业等，足以证明轴承座在现代各行各业中的重要作用。

轴承座的概念就是轴承与箱体的集合体，方便运用，这样的好处是可以有更好的配合，更便捷有效，减少企业的使用成本。

至于轴承座外形，大多数有一个箱体，轴承就是安装在里面，但是本课题设计的是多箱体。

轴承主要分为：

分离轴承、外球面轴承、法兰轴承、滑动轴承、滚动轴承等，他们也都有其相应的轴承座。

本毕业设计的题目是：

100MW汽轮发电机轴承座的铸造工艺设计。

可以通过阅读书籍资料，依据轴承使用机能剖析决定浇注位置、分型面的选取要领、工艺参数、砂芯设计等进行研究。

1.4铸造概述

铸造工艺是机器生产的根蒂而且很紧要的的方式。

铸造的工艺方法有着悠久的历史，其中我国就有很丰富的铸造经验。

随着现代工业的规模不断扩大，大型铸件的铸造质量很大程度上影响着出厂产品内部的核心质量，因此，铸造在工业制造中占起着举足轻重的地位。

由于现代工业对铸造质量、精确度、成本和自动化要求的提高，铸造工艺正在向着精确化、质量体系化、自动化和环保化的方向迈进。

铸造是将通过熔化的金属液体浇注入型腔内，然后冷却凝固后达到预定的形状和性能产品的制作过程。

它是很实用的生产方式，在低价格、方法比较灵便的特征下，可以获得各类繁杂外形或者大型铸件，所以这样有有优势的特性，较为准确的优点，美观的外表已经成为成为铸件的发展趋势。

所以，目前多数轴承座就是运用铸造方式获得。

1.5铸造的特点

铸造生产是将液态金属注入型腔中，经降温、固态成型，这类生产金属方法叫做铸造。

铸造生产具有以下特点：

（1）适用性强：

铸造工艺一般对零件的大尺寸、重量、材料型号（厚度）、和复杂性没有太多要求，所以说它的适用性强。

很复杂的铸件都可以铸造出来。

（2）适用的范围广：

像铸铁、铸钢还有很多种类的材料都可以使用铸造进行生产。

（3）铸件的尺寸精度高：

铸件的尺寸一般要比锻件、焊接件的更加精确，这样产生的废料就会很少，可以有效地节约金属材料和机械加工的时间。

1.6铸造方法的分类

（1）砂型铸造

砂型铸造是一种很普遍的铸造方法。

铸钢件、铸铁件等都可以通过这种方法生产。

砂型铸造能够适应大、中、小批量的生产特点，而且操作简单。

因此，砂型铸造一直是铸造生产中的主要铸造方法。

所以砂型铸造可以作为本课题轴承座设计的备选铸造方法。

（2）金属型铸造

金属型不仅能采取重力铸造，还能利用压力铸造。

金属型的铸型模具能够循环使用，使用寿命长，生产效率很高。

金属型的铸件优点是不仅尺寸精度高。

但是，金属型铸造也是有缺陷的：

因为此铸件材料的熔点很高，所以一般不被选用。

对于小批量生产加工的话，金属型的模具价格很高；而且金属型铸造的模具受材料尺寸等条件的限制，对于大的铸件无法加工。

几乎不用金属型铸造生产大量同批产品。

所以本课题研究的轴承座不会采用这种方式。

（3）压力铸造

压铸是当今效能最高的铸造方法。

它有热室和冷室的两种。

长处：

（1）它的自动化水准较高，原料损耗少。

（2）它的机器加工余量放的小一点，0.5毫米上下就行，一方面可以减少生产成本，也可以避免破坏表面致密层。

弊端：

（1）受到加工工具耐热性的影响，现在唯独可在熔点低一点的原料上生产。

（2）铸造熔融金属在高速灌装的状态下，在一个很大压力下成型，所以腔中的气体容易涂抹在铸件的内部出现孔隙。

基于以上分析压力铸造不能用于生产本课题设计的轴承座铸造方法。

（4）熔模铸造

我国将熔模铸造应用于工农业生产，取得极大的发展。

熔模铸造是一种几乎没有切削加工余量的铸