巧去汽輪機(jī)螺栓不完整牙

韓俊峰， 周昊

（1.四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川德陽(yáng)618000；2.德陽(yáng)市重型機(jī)械備件廠，四川德陽(yáng)618000）

巧去汽輪機(jī)螺栓不完整牙

韓俊峰1， 周昊2

（1.四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川德陽(yáng)618000；2.德陽(yáng)市重型機(jī)械備件廠，四川德陽(yáng)618000）

介紹了如何利用合適的刀具和數(shù)控指令在數(shù)控機(jī)床上巧妙去除汽輪機(jī)螺栓的不完整牙,對(duì)于需去除螺紋不完整牙的零件具有實(shí)用價(jià)值。

汽輪機(jī)螺栓；螺紋的不完整牙型；去除

0 引言

汽輪機(jī)螺栓主要指高溫高壓的汽缸螺栓，汽缸螺栓將汽缸上下兩半缸體連為一體，并確保汽缸嚴(yán)密不漏，這對(duì)于保證汽輪機(jī)組的安全起著至關(guān)重要的作用。汽缸螺栓在汽輪機(jī)組工作時(shí)承受著巨大的剪切應(yīng)力和拉應(yīng)力，并且其工作環(huán)境溫度很高，對(duì)于大功率汽輪機(jī)機(jī)組，高中壓汽缸的汽缸螺栓工作溫度一般都在500℃以上。為了保證汽輪機(jī)組的密閉性及設(shè)備安全，需按期拆開汽缸水平結(jié)合面的螺栓進(jìn)行檢修，而汽缸螺栓螺紋一旦發(fā)生咬死現(xiàn)象，會(huì)給汽輪機(jī)的正常檢修帶來(lái)極大的麻煩，有時(shí)甚至需采取破壞性的方式來(lái)拆除螺栓。大功率汽輪機(jī)組的螺栓不僅數(shù)量多，且材料特殊，價(jià)格昂貴，而且局部尺寸還需要照配加工，導(dǎo)致生產(chǎn)周期比較長(zhǎng)。因此，采取有效的措施避免螺栓螺紋咬死現(xiàn)象的發(fā)生，顯得尤為必要，這樣可提高汽輪機(jī)螺栓再次利用率，提高汽輪機(jī)檢修效率，縮短檢修時(shí)間。在一定程度上等于節(jié)約了成本，提高了效率，為企業(yè)增加了經(jīng)濟(jì)效益。

1 螺栓螺紋咬死原因分析

1）咬死現(xiàn)象的產(chǎn)生。由于汽輪機(jī)螺栓是在高溫、高應(yīng)力、蒸汽高腐蝕的惡劣條件下工作，因此汽輪機(jī)螺栓的材料要求比較高。目前，國(guó)內(nèi)廣泛使用的汽輪機(jī)螺栓材料有合金鋼、鐵素體不銹鋼、高溫合金鋼等。這幾類金屬合金本身具有防銹蝕的特性，當(dāng)金屬表面受損傷時(shí)，會(huì)在金屬表面產(chǎn)生一層薄薄的氧化層（以?shī)W氏體不銹鋼為例，會(huì)產(chǎn)生氧化鉻）來(lái)防止進(jìn)一步更深入的銹蝕。但這幾種材料與碳鋼材料對(duì)比，其硬度較軟，且更具有延展性，當(dāng)這幾種材料的螺紋被鎖緊時(shí)，牙紋間所產(chǎn)生的壓力與熱力會(huì)破壞并抹去其防銹保護(hù)層，使得螺紋的牙紋發(fā)生阻塞并進(jìn)一步產(chǎn)生剪切，最后導(dǎo)致發(fā)生黏著。當(dāng)黏著現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生時(shí)（通常不超過(guò)一圈完整牙徑），在力的作用下會(huì)使螺紋的牙型變形，使得螺栓與螺母完全鎖死，再也無(wú)法卸下或裝上，給裝配和維修帶來(lái)很大的麻煩，而此現(xiàn)象往往最先發(fā)生在螺紋的不完整牙處。

2）螺紋的不完整牙。螺紋起始處，螺紋牙頂寬小于標(biāo)準(zhǔn)要求寬度的螺紋牙稱為螺紋的不完整牙。不完整牙容易產(chǎn)生毛刺、翻邊以及上述所說(shuō)的變形，給裝配和檢修帶來(lái)不便。圖1所示為汽輪機(jī)螺栓螺紋的不完整牙。

圖1

2 去除方法

2.1 數(shù)控車床上使用切槽刀去除法

1）刀具：切槽刀（刀具寬度應(yīng)略大于螺紋的螺距），對(duì)刀時(shí)以左刀尖為對(duì)刀基準(zhǔn)。

2）原點(diǎn)：與加工螺紋時(shí)一致（即端面的中心）。

3）程序指令：螺紋加工指令（G32為螺紋切削指令，G92為螺紋切削單一循環(huán)，G76為螺紋切削復(fù)合循環(huán)）。

4）程序舉例（以FANUC系統(tǒng)G92螺紋切削單一循環(huán)為例）：

圖2

說(shuō)明：起刀Z建議與螺紋車削加工時(shí)的起刀Z一致，需注意指令中的Z值為負(fù)1.5倍的螺距；指令中的X數(shù)值可參考螺紋加工逐次減小，逐次切削到螺紋小徑；指令中的F即螺紋的螺距。加工示意如圖2所示。

2.2 加工中心上使用立銑刀去除法

1）刀具：立銑刀（根據(jù)情況選擇合適直徑的刀具）。

2）裝夾：若零件進(jìn)行了二次裝夾，找正圓心后，可目測(cè)螺紋起刀的點(diǎn)，作為程序螺旋插補(bǔ)的起點(diǎn)；因螺栓較長(zhǎng)，超出立式加工中心Z向行程，建議采用臥式加工中心。

3）原點(diǎn)：螺栓端面中心。

4）程序指令：螺旋插補(bǔ)指令（G02/G03）。

5）程序舉例（以FANUC系統(tǒng)為例）：

說(shuō)明：Xp、Yp坐標(biāo)值為螺紋螺旋線上的點(diǎn)，進(jìn)給Fp值根據(jù)切削狀況定，Zp值等于負(fù)1.5倍的螺距，Rp值為螺紋螺旋線半徑。加工示意如圖3所示。

圖3 加工示意圖

2.3 加工驗(yàn)證

采用上述方法去除汽輪機(jī)螺栓螺紋的不完整牙，比傳統(tǒng)用手工去除不完整牙效率高、質(zhì)量好，去除后的螺栓如圖4所示。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上方法去除汽輪機(jī)螺栓的不完整牙，不但提高了去除的質(zhì)量和效率，簡(jiǎn)單方便，而且對(duì)于螺母、環(huán)規(guī)、絲杠等其它需去除螺紋不完整牙的零件同樣適用。

圖4 去除不完整牙后的螺栓

［1］ 劉發(fā)，紀(jì)繁祥，彭建強(qiáng).汽輪機(jī)用高溫螺栓材料的發(fā)展動(dòng)向［J］.機(jī)械工程師，2012（7）：169-170.

［2］ 郭延秋.大型火電機(jī)組檢修實(shí)用技術(shù)叢書：汽輪機(jī)分冊(cè)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2003.

［3］ 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程［M］.2版.北京：高等教育出版社，2009.

（編輯昊 天）

TG 659

A

1002－2333（2014）05－0133－02

韓俊峰（1982—），男，高級(jí)技師，從事數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作。

2014-03-05