Rôto nhôm 7075-T6 gia công CNC dùng cho máy phát điện tuabin tốc độ cao.

Tổng quan sản phẩm

Tên sản phẩm

Rôto máy phát điện tuabin tốc độ cao

Ứng dụng

Được sử dụng trong hệ thống máy phát điện tuabin tùy chỉnh do khách hàng phát triển cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp dầu khí.

Vật liệu

Hợp kim nhôm 7075-T6 dùng trong ngành hàng không vũ trụ

Hợp kim 7075-T6 được lựa chọn vì tỷ lệ độ bền trên trọng lượng tuyệt vời, khả năng chống mỏi cao và phù hợp với các bộ phận quay tốc độ cao, nơi việc giảm trọng lượng là rất quan trọng.

Thông số kỹ thuật chính

• Đường kính ngoài cuối cùng (OD): 90,00 mm ±0,01 mm
• Chiều dài tổng thể: 150,00 mm ±0,02 mm
• Đường kính lỗ trung tâm: 72,00 mm ±0,01 mm
• Độ dày thành: Độ dày xuyên tâm 9 mm
• Bề mặt ngoài (OD): Đánh bóng gương, Ra ≤0,2 μm
• Yêu cầu cân bằng động: G2.5 trở lên100,000 RPM
• Xử lý cạnh: Vát cạnh 0,1–0,2 mm trên tất cả các cạnh

Đặc điểm của sợi chỉ

Rôto bao gồm các ren trong chính xác trên lỗ trung tâm:

• Loại ren: Ren mịn UNJF / MJ
• Bước răng: 1,5 mm
• Độ sâu ren: 1,5 mm mỗi bên
• Chiều dài ren: Tối thiểu 35 mm
• Một bên: Ren trái
• Một bên: Ren phải

Việc thiết kế các ren theo hướng ngược nhau nhằm tạo hiệu ứng tự siết chặt trong quá trình quay ở tốc độ cao.

Những thách thức trong sản xuất

1. Dung sai kích thước cực kỳ chặt chẽ cho khả năng quay tốc độ cao

Thách thức lớn nhất là duy trì độ ổn định về kích thước trong quá trình gia công.

Đối với rôto hoạt động ở100,000 RPM Ngay cả một lượng nhỏ sai lệch hoặc mất cân bằng cũng có thể gây ra các vấn đề về rung động.

Các yêu cầu bao gồm:

• Đường kính ngoài, lỗ khoan, ren và các đặc điểm của lưỡi dao phải duy trì độ đồng tâm TIR 0,01 mm.
• Đường kính trong và đường kính ngoài phải hoàn toàn thẳng hàng.
• Gia công ren phải đảm bảo độ chính xác cao, không có bavia.

Các phương pháp gia công truyền thống dễ gây ra biến dạng hoặc sai lệch, đặc biệt là khi loại bỏ một lượng lớn vật liệu từ nhôm 7075-T6.

2. Cấu trúc rôto phức tạp và việc tạo hình cánh quạt khó khăn

Thiết kế rôto bao gồm các chi tiết dạng lưỡi mỏng cần được tích hợp với thân chính.

Thách thức nằm ở chỗ những lưỡi dao này:

• Mỏng và dễ biến dạng
• Khó gia công khi ở dạng cấu trúc nguyên khối.
• Nhạy cảm với lực cắt và độ rung

Việc cố gắng gia công CNC nguyên khối hoàn toàn sẽ tạo ra những rủi ro như:

• Rung động dụng cụ quá mức
• Biến dạng lưỡi dao
• Hiệu suất gia công thấp
• Khó khăn trong việc kiểm soát hình dạng cuối cùng

Cần có một phương pháp sản xuất khác.

3. Yêu cầu về độ bóng bề mặt như gương

Bề mặt bên ngoài cần được đánh bóng gương với độ nhám Ra 0,2 μm hoặc tốt hơn .

Đối với các bộ phận quay tốc độ cao, chất lượng bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến:

• Sức cản không khí
• Hiệu suất quay
• Sinh nhiệt
• Ổn định lâu dài

Tuy nhiên, nhôm 7075-T6 tương đối mềm so với thép, có nghĩa là việc đánh bóng có thể dễ dàng tạo ra:

• Phản chiếu không đều
• Các cạnh được bo tròn
• Vết xước trên bề mặt
• Biến dạng cục bộ

Việc duy trì cả độ chính xác về hình học và chất lượng bề mặt được đánh bóng cao đòi hỏi sự kiểm soát quy trình cẩn thận.

Giải pháp gia công CNC của chúng tôi

1. Quy trình sản xuất từng bước được tối ưu hóa

Thay vì buộc phải gia công toàn bộ rôto từ một khối duy nhất, đội ngũ kỹ sư của chúng tôi đã phát triển một quy trình thực tế hơn:

Bước 1: Gia công CNC thân rôto chính

Cấu trúc rôto chính được gia công đầu tiên từ phôi nhôm 7075-T6 .

Trong giai đoạn này, chúng tôi tập trung vào:

• Độ chính xác đường kính ngoài
• Gia công lỗ trung tâm
• Định vị chủ đề
• Kiểm soát độ đồng tâm tổng thể

Nhiều điểm kiểm tra đã được bổ sung trong quá trình gia công để ngăn ngừa các lỗi tích lũy.

Bước 2: Sản xuất lưỡi dao độc lập

Do cấu trúc phức tạp và mỏng manh của các cánh quạt, các phần cánh quạt được sản xuất riêng biệt.

Cách tiếp cận này đã giúp chúng tôi đạt được:

• Kiểm soát kích thước tốt hơn
• Giảm ứng suất gia công
• Chất lượng bề mặt được cải thiện
• Tính ổn định sản xuất cao hơn

Sau khi gia công, các bộ phận của cánh quạt được định vị cẩn thận và lắp ráp với thân rôto.

Bước 3: Lắp ráp và hoàn thiện chính xác

Sau quá trình tích hợp cánh quạt, toàn bộ rôto đã trải qua các quy trình hoàn thiện bổ sung:

• Kiểm tra căn chỉnh
• Tinh chỉnh bề mặt
• Đánh bóng chính xác
• Xác minh kích thước cuối cùng

Đặc biệt chú trọng đến việc duy trì:

• Độ chính xác vị trí lưỡi dao
• Đối xứng rôto
• Độ nhẵn bề mặt

2. Gia công ren chính xác

Các ren mịn bên trong cần được chú ý đặc biệt vì chúng ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của việc lắp ráp dưới tải trọng quay cao.

Quy trình của chúng tôi bao gồm:

• Dụng cụ gia công ren chuyên dụng
• Thông số cắt được kiểm soát
• Nhiều lần kiểm tra sau khi gia công

Các luồng cuối cùng đã được xác minh cho:

• Hồ sơ ren sạch
• Không có gờ
• Cao độ chính xác
• Đảm bảo độ đồng tâm chính xác với trục rôto.

3. Cân bằng động và kiểm tra chất lượng

Trước khi giao hàng, rôto hoàn thiện đã trải qua các quy trình kiểm tra cuối cùng:

• Kiểm tra kích thước các đặc điểm quan trọng
• Xác minh độ đồng tâm
• Kiểm tra ren
• Kiểm tra chất lượng bề mặt
• Kiểm tra cân bằng động

Rôto đã được cân bằng để đáp ứng tiêu chuẩn G2.5 hoặc tốt hơn theo yêu cầu ở tốc độ 100.000 vòng/phút .

Kết quả dự án

Thông qua việc tối ưu hóa quy trình và hợp tác chặt chẽ với các kỹ sư, chúng tôi đã thành công trong việc cung cấp một rôto đáp ứng được các yêu cầu hiệu suất khắt khe của khách hàng.

Những thành tựu chính:

✅ Gia công chính xác cao
Các kích thước quan trọng được kiểm soát trong phạm vi ±0,01 mm.

✅ Hiệu suất quay tốc độ cao ổn định
Rôto đã đáp ứng các yêu cầu cân bằng động để hoạt động ở tốc độ 100.000 vòng/phút.

✅ Cấu trúc phức tạp được chế tạo thành công
Phương pháp chế tạo lưỡi dao riêng biệt đã giải quyết được thách thức gia công lớn nhất và đảm bảo độ chính xác về cấu trúc.

✅ Đạt được chất lượng bề mặt cao cấp
Bề mặt nhôm được đánh bóng như gương đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất khí động học của khách hàng.

Lý do khách hàng lựa chọn khả năng gia công CNC của chúng tôi

Dự án này không chỉ đơn thuần là sản xuất một chi tiết bằng nhôm. Nó đòi hỏi sự kết hợp của:

• Kinh nghiệm gia công chính xác 7075-T6
• Khả năng sản xuất kết cấu phức tạp
• Kiến thức về các bộ phận quay tốc độ cao
• Công nghệ hoàn thiện bề mặt tiên tiến
• Giải quyết vấn đề kỹ thuật linh hoạt

Bằng cách thiết kế lại quy trình sản xuất dựa trên những thách thức gia công thực tế, chúng tôi đã giúp khách hàng chuyển đổi thiết kế rôto phức tạp thành một linh kiện đáng tin cậy, sẵn sàng cho sản xuất hàng loạt.

Đối với các dự án liên quan đến các bộ phận nhôm cường độ cao, các thành phần tuabin, rôto chính xác hoặc các cụm quay tốc độ cao khác , đội ngũ kỹ sư của chúng tôi có thể cung cấp các giải pháp gia công CNC tùy chỉnh từ khâu phát triển nguyên mẫu đến sản xuất hàng loạt.