摘要：集流器是离心风机的主要部件，通过分析大型离心风机的集流器制作现状，及阐述旋压成形的优点，提出用旋压成形替代模压大尺寸集流器喉口的制作工艺，并用实例证明可以大范围推广。
关键词：大型离心风机 集流器 旋压成形
0 引言
300MW以下火电厂的三大风机，300MW以上的一次风机以及循环流化床机组的三大风机绝大多数采用的是离心通风机[1]。集流器是离心风机的一个主要部件，其作用是将气体导向叶轮，使气流在风机的进口前段建立起均匀的速度场和压力场，以提供风机效率，其形线好坏直接影响风机的性能。集流器的结构形式为锥弧形为最有利于提高风机效率，锥弧形集流器与叶轮和其他部件的匹配最好[2]。集流器的生产制作成本占风机总成本的比例较大，如何在产品质量上档次的前提下，降低风机制造成本，提高材料利用率，切实解决生产中的实际困难，成为每个风机设计者在开发研制过程中应首先考虑的问题，特别是制造工艺的改进显得尤为重要。
本文试着讨论大型离心风机的大尺寸集流器的喉口制作由模压成形改为旋压成形的一件实例。
1集流器的模压成形制作现状
对于火电厂的三大风机中的大型离心通风机，风机机号都较大，机号一般不小于1.6m，其集流器的结构形式大多数为锥弧形结构，如图1。
大型离心风机的锥弧形集流器，一般由法兰、锥壳和喉口构成，锥壳和喉口的板厚δ不低于5mm，最厚的有12mm。工厂制作时是将法兰、锥壳和喉口分别制作或成形，最后组合在一起后焊接，制作工艺流程见图2。从工艺流程中可看出，
集流器喉口的制作必须采用压型模具，而由于离心风机型号及机号规格非常多，因而集流器喉口的尺寸有很多种，故而需要准备各种规格尺寸的压型模具，模具的开发投入较大且开发周期长，对于生产成本和生产周期形成非常大的压力，不能很好的响应竞争日益激烈的火电风机市场对低价格和快速交货的市场需求。并且，模压成形还具有模具重、体积大，装卸模具困难，工人劳动强度大的不足。
2 旋压成形技术的特点与应用
旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环压、横轧和滚挤等工艺特点的少、无切削加工的先进工艺。旋压成形的优点是机动性好，能用最简单的设备和模具制造出形状复杂的零件，变形条件好，生产周期短，开发投入费用低，产品精度高，零件表面光洁度好，制品范伟广，材料利用率高，产品成本低，工艺和装备简单。旋压件产品的质量受很多因素的影响。在实际生产中，影响旋压件产品质量的因素有很多，其中包括工艺装置因素、毛坯因素和工艺参数因素等。
旋压产品形状各式各样，通过旋压可完成成形、缩径、收口、封底、翻边、卷边、压筋等各种工作，现旋压成形技术已广泛应用于航空、机械、冶金、汽车等行业。对于品种较多和尺寸大小不同的空心回转体零件的集流器，则更适合用旋压成形来制作。
3 旋压成形技术在大尺寸集流器制作中的应用实例
某出口项目为大型离心风机，其集流器尺寸如图3所示，材料为Q235B。由于本项目的交货期较急，且厂内无相应尺寸的喉口压型模具，若设计并制作全新压型模具，不考虑制作成本，仅交货期就无法保证，因此集流器的生产制作考虑用旋压成形技术制作喉口。
拟采用的旋压机最大可装夹毛坯尺寸大至3m，所以准备将集流器的锥壳和喉口不分段，直接下料成一段，卷成锥筒后再旋压喉口成形，以减少一道焊缝，缩短制作周期，制作工艺流程见图4。
旋压工艺参数的确定如下：
⑴.毛坯 毛坯尺寸设计依据体积不变原理进行，并考虑喉口尾部的机加工留量，则毛坯尺寸如图5所示，材料Q235B。
⑵.旋轮 旋轮直径Φ300mm，旋轮圆角半径R15mm，旋轮前角α30°，旋轮进给率ƒ1.25～3mm/r。
⑶.芯模转速 芯模转速取30～40r/min[3]。
按照上述参数，进行了第一次试旋。第一次试旋的产品如上图所示。从图中可见在毛坯的焊缝处旋压成形过程中产生开裂，测量喉口处，最薄处有0.8mm的减薄，其余成形尺寸满足图纸要求。
通过细微调节旋压工艺参数，及对锥筒毛坯的焊缝处进行去应力处理，再次进行旋压成形试验，成功完成了集流器喉口的成形。
4 结语：
采用上述工艺，成功完成了该项目大型离心风机集流器喉口的成形，保证了风机的交货期。采用合理的工艺参数，用旋压成形技术成形大型离心风机的集流器喉口，是完全成功的，在没有现成的压型模具时，可以避免设计大型的喉口压型模具，降低生产费用，缩短生产周期，旋压成形还有灵活多变的特点，可以满足几乎所有尺寸的集流器的喉口成形，值得大范围推广。
参考文献：
[1]刘家钰.电站风机改造与可靠性分析[M].中国电力出版社，2002.
[2]陈振华 陈科.集流器结构对离心通风机性能的影响研究[J].中国科技论文在线.
[3]王成和等编者.旋压技术[G].机械工业出版社，1986.
论文作者:罗小飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：风机论文; 旋压论文; 尺寸论文; 毛坯论文; 模具论文; 工艺论文; 弧形论文; 《电力设备》2017年第33期论文;