汽封修磨機(jī)在電廠檢修及改造過程中的應(yīng)用

徐紅生， 馬春濱

（哈爾濱汽輪機(jī)廠物流有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

汽封修磨機(jī)在電廠檢修及改造過程中的應(yīng)用

徐紅生， 馬春濱

（哈爾濱汽輪機(jī)廠物流有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

在調(diào)試汽輪機(jī)通流過程中，通過對(duì)汽封弧段的加工，保證了轉(zhuǎn)子與靜子之間的汽封通流間隙，文中介紹了汽封修磨機(jī)床和刀具性能。

通流；汽封弧段；回轉(zhuǎn)半徑

1 引言

在汽輪機(jī)的安裝、調(diào)試及大修過程中，汽輪機(jī)汽封的修正是必不可少的步驟。因?yàn)槠啓C(jī)轉(zhuǎn)子找中后，轉(zhuǎn)子與靜子之間的汽封通流間隙很難保證設(shè)計(jì)要求的尺寸，這樣在安裝、調(diào)試及大修時(shí)就要實(shí)測(cè)汽封通流與設(shè)計(jì)給定的實(shí)際偏差值，把這種實(shí)際偏差值去除掉。現(xiàn)修正的方法有很多，但由于機(jī)組通常在現(xiàn)場(chǎng)處理，無法在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行，往往是通過機(jī)組安裝人員用手工的方法來消除偏差值。勞動(dòng)強(qiáng)度很大，給裝配帶來一定的困難，針對(duì)這種情況，我們研究了最佳方案，解決了現(xiàn)場(chǎng)修正汽封的難題。

2 汽封修磨機(jī)概述

為了增大汽輪機(jī)組的輸出功率，減小能源的消耗，汽輪機(jī)的通流尺寸要求越來越嚴(yán)格，汽封圈在安裝與調(diào)試過程中的修整就顯得格外重要，這臺(tái)汽封修磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，是適用于各發(fā)電廠及汽輪機(jī)制造廠的高科技含量的先進(jìn)設(shè)備。

本機(jī)床功能強(qiáng)大，它可以加工5～60萬千瓦汽輪機(jī)機(jī)組的絕大部分汽封圈，也包括解鑲齒的汽封弧段，機(jī)床配有變頻器、電主軸，真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的無級(jí)調(diào)速，此外，機(jī)床還配有感應(yīng)數(shù)顯尺、數(shù)顯表，使數(shù)字模塊與機(jī)械機(jī)床對(duì)接，真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，使機(jī)床的定位精度及加工精度大提高，機(jī)床的重復(fù)定位精度可達(dá)0.02mm。

機(jī)床的主要規(guī)格與參數(shù)如下：機(jī)床的外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）為 1785mm×600mm×860mm；工作臺(tái)的面積（長(zhǎng)×寬）為 500mm×320mm；變頻器型號(hào)為 VFD015M43B，功率1.5kW,范圍0～10000r/min;電主軸型號(hào)為80XD，功率1.5kW，轉(zhuǎn)速10000r/min；水泵型號(hào)為YDB-12/40W；機(jī)床重量416kg。

3 機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

3.1 汽封修磨機(jī)傳動(dòng)原理

機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)部分傳動(dòng)簡(jiǎn)捷，大部分采用絲杠傳動(dòng)，為減小主軸頭減速箱的體積，本設(shè)備還采用變頻器無級(jí)調(diào)速裝置，這樣就大大簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)。機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖

3.2 機(jī)床的軸承系列

汽封修磨機(jī)軸承參數(shù)如表1所示。

4 機(jī)床電器系統(tǒng)部分

4.1 機(jī)床電器原理

本電路由電主軸及水泵兩部分控制電路組成，由二套控制電路利用2個(gè)交流接觸器控制，本電路的特點(diǎn)是一旦電網(wǎng)中斷供電一段時(shí)間，又突然重新來電，而這時(shí)的電主軸不會(huì)重新起動(dòng)，這樣即使操作者在機(jī)床附近，刀具也不會(huì)傷及操作者，保證了工人的人身安全。機(jī)床的電器傳動(dòng)控制原理如圖2所示。

表1

圖2 機(jī)床電器傳動(dòng)控制原理

4.2 機(jī)床所用電器元件的參數(shù)

機(jī)床的電器元件參數(shù)見表2。

表2

4.3 機(jī)床電器使用過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）機(jī)床在使用過程中應(yīng)先開啟水泵，然后再開啟電主軸。以保證電主軸內(nèi)部先得到充分的冷卻，然后再進(jìn)行加工。（2）水泵插頭與數(shù)顯表并排安裝，在轉(zhuǎn)接時(shí)按標(biāo)識(shí)牌插入，避免方向錯(cuò)誤。（3）機(jī)床在加工過程中，機(jī)床地線應(yīng)有可靠的接地，以保人身安全。

5 機(jī)床在加工汽封時(shí)的具體步驟

5.1 零點(diǎn)的設(shè)置

（1）機(jī)床歸零。所謂的機(jī)床零點(diǎn)，即機(jī)床尺寸的起始點(diǎn)，它是指機(jī)床的回轉(zhuǎn)中心的起始精確值，本機(jī)床設(shè)置為210mm，此裝置設(shè)在機(jī)床立柱與主軸頭上，每次使用機(jī)床前應(yīng)歸零，即移動(dòng)主軸頭把機(jī)床零點(diǎn)塊規(guī)對(duì)準(zhǔn)，然后把210mm輸入數(shù)顯表內(nèi)，完成機(jī)床的歸零任務(wù)。

（2）刀具半徑的增減。本機(jī)床所采用的刀具為φ4、φ6、φ20三種規(guī)格，在加工汽封圈時(shí)，根據(jù)加工汽封的內(nèi)外弧實(shí)際情況，對(duì)刀具半徑應(yīng)當(dāng)增減。

5.2 根據(jù)汽封圈加工圖紙所標(biāo)出的半徑找正工件

（1）計(jì)算機(jī)床的加工回轉(zhuǎn)半徑。不同規(guī)格的汽封圈，其尺寸都是不一樣的，所以在加工前，應(yīng)設(shè)定機(jī)床的回轉(zhuǎn)半徑，如加工汽封弧段的內(nèi)弧尺寸為R280mm，所用的刀具直徑為φ6，這樣機(jī)床的回轉(zhuǎn)半徑為R=280-3=277mm，然后將動(dòng)力頭調(diào)到此尺寸，再將固定在工作臺(tái)上的汽封弧段搖到此位置，即可進(jìn)刀加工。

（2）用數(shù)顯表顯示半徑。

（a）當(dāng)計(jì)算完刀具回轉(zhuǎn)直徑后，使刀具移動(dòng)到數(shù)顯表所顯示的277mm位置，并保證懸臂上的主軸頭不再沿懸臂移動(dòng)。

（b）汽封圈的找正。第一步：如圖 3，先把汽封放置在工作臺(tái)上，使汽封圈的外弧靠在平臺(tái)的兩定位銷上，然后用壓板2將汽封圈壓緊。第二步：移動(dòng)工作臺(tái)，使刀具的周齒與汽封圈的內(nèi)齒相切，至此完成汽封圈的找正步驟。

圖3

6 汽封圈的切削用量

在完成上述準(zhǔn)備工作后，即可實(shí)施對(duì)汽封圈的加工修磨工作，即搖動(dòng)懸臂，帶動(dòng)刀具，做往復(fù)圓弧運(yùn)動(dòng)，每次進(jìn)刀應(yīng)在0.02～0.10mm之間。

我們?cè)O(shè)計(jì)的刀具共三種規(guī)格，加工時(shí)所用的切削參數(shù)列表如表3所示。

7 結(jié)語

表3

近幾年我國(guó)的電力工業(yè)有了很大的發(fā)展，各地區(qū)已普遍進(jìn)入大機(jī)組、大電網(wǎng)、高參數(shù)、超高參數(shù)、高電壓、超高電壓和高度自動(dòng)化的發(fā)展階段，對(duì)電站汽輪機(jī)的調(diào)試及維修人員怎樣用高性能的小型設(shè)備來完成復(fù)雜而勞動(dòng)量大的工作提出了更高的要求。

本設(shè)備就是針對(duì)現(xiàn)今電力行業(yè)發(fā)展的需要，專為電站新機(jī)組安裝、大修時(shí)而設(shè)計(jì)出來的汽封齒修磨機(jī)。該臺(tái)小型汽封齒修磨機(jī)所加工的機(jī)組范圍廣，它涵蓋了5～60萬千瓦機(jī)組的汽封齒規(guī)格，通過該產(chǎn)品的開發(fā)及投入使用，大大提高了生產(chǎn)效率，受到了各發(fā)電廠的普遍贊譽(yù)。

（編輯 黃 荻）

TK26

B

1002-2333（2013）08-0258-02

徐紅生（1963-），男，工程師，主要從事電站氣輪機(jī)零部件的機(jī)械加工和相關(guān)發(fā)電、環(huán)保設(shè)備的研發(fā)設(shè)計(jì)工作。

2013-04-18