大型汽輪發(fā)電機(jī)定子匯流管機(jī)械加工

劉瑜 李軍

【摘要】本文詳細(xì)介紹了大型汽輪發(fā)電機(jī)定子匯流管的機(jī)械加工工序，包括具體的加工設(shè)備，加工方法及工裝工具的提制，極大提高了大型汽輪發(fā)電機(jī)定子匯流管加工的精準(zhǔn)度。

【關(guān)鍵詞】定子匯流管；加工工藝

1.前言

大型汽輪發(fā)電機(jī)定子匯流管為大型汽輪發(fā)電機(jī)的主要冷卻零件之一，在發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)中起到重要作用，其機(jī)械加工的精度也關(guān)系到后序發(fā)電機(jī)定子端部水路的裝配。為了更加提高產(chǎn)品質(zhì)量，制定了更詳細(xì)的定子匯流管加工方案，提制工裝工具，細(xì)化加工工藝，確保定子匯流管機(jī)械加工后，更好地滿足后序裝配要求。本文詳細(xì)介紹了大型汽輪發(fā)電機(jī)定子匯流管的機(jī)械加工工序，包括具體的加工設(shè)備，加工方法及工裝工具的提制。

2.定子匯流管的加工工藝

2.1定子匯流管的基本結(jié)構(gòu)

大型汽輪發(fā)電機(jī)采用較高的電磁負(fù)荷，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生損耗，這些損耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使得電機(jī)各部分溫度升高。目前，較大容量的汽輪發(fā)電機(jī)定子一般均采用水內(nèi)冷的冷卻方式進(jìn)行冷卻。定子繞組線棒內(nèi)通水冷卻，定子繞組每根線棒為一條水路，由不銹鋼材料制成的進(jìn)、出水匯流管分別布置在繞組的兩端，線棒和匯流管之間采用聚四氟乙烯絕緣材料制成的絕緣引水管聯(lián)通，運(yùn)行時(shí)匯流管接地。定子水路和電路連接采用分開的結(jié)構(gòu)。水路連接由每根線棒的空心導(dǎo)線套入過渡接頭，后者與絕緣引水管相連。常規(guī)的300MW、600MW及1000MW等級(jí)的汽輪發(fā)電機(jī)定子匯流管分別位于發(fā)電機(jī)的汽端和勵(lì)端，每端各一根。每根定子匯流管由兩個(gè)弧形的彎型管和三通構(gòu)成，分半的定子匯流管兩端加工焊接坡口，將其與三通焊接組圓。組圓后，在其上加工圖紙要求角度的水接頭孔，用于焊接水接頭。

2.2定子匯流管的加工工藝

2.2.1定子匯流管單件經(jīng)過彎型后，彎成弧形，每半兩端的合口為焊接坡口，由鏜床加工。加工后，焊接兩端的三通，使其組合成圓。2.2.2定子匯流管組合成圓后，需要經(jīng)過劃線序，劃出其上的水接頭孔的位置，作為后序加工的參考。具體的劃線步驟：劃線、復(fù)檢尺寸。將同一端的定子匯流管一同放置在劃線平臺(tái)上，首先先劃定子匯流管的中心線。一般情況下，受到管件彎型精度的影響，通常，定子匯流管與平臺(tái)面存在間隙，且間隙大小不等，同時(shí)，定子匯流管截面方向?yàn)闄E圓。這些由于彎形精度的原因，給后序加工會(huì)帶來一些困難。因此根據(jù)測量得到的間隙數(shù)據(jù)，按照?qǐng)D紙要求的定子匯流管上水接頭的位置分布，取平均值，確定定子匯流管水平中心線。為了確保水接頭孔的角度，由產(chǎn)品工藝根據(jù)分廠提供的每根定子匯流管截面橢圓的數(shù)據(jù)，用CAD計(jì)算出每組水接頭對(duì)應(yīng)的理論弦距，劃線鉗工根據(jù)工藝計(jì)算的弦距劃出水接頭孔的位置。如圖1所示，C表示理論的匯流管圓截面，D表示實(shí)際橢圓橢圓截面，A為理論弦距，B為實(shí)際計(jì)算出的弦距。

2.2.3定子匯流管上水接頭孔的機(jī)械加工。2.2.3.1工裝工具的設(shè)計(jì)。定子匯流管上水接頭的孔在龍門銑上加工是最為方便的，龍門銑的刀頭可以直接轉(zhuǎn)到圖紙要求角度進(jìn)行加工。但大龍門銑一般成本較高，工作量也較大。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，降低加工成本，產(chǎn)品工藝根據(jù)定子匯流管的特點(diǎn)和廠內(nèi)現(xiàn)有機(jī)床的加工能力，制定了用可移式萬能鉆床和φ130鏜床使用的轉(zhuǎn)胎結(jié)合自制工具過渡板加工水接頭的孔的加工方案。加工使用的工具過渡板，工具由一個(gè)壓板和4個(gè)連接板和過渡板等零件組成，壓板上的尺寸根據(jù)600MW汽輪發(fā)電機(jī)定子匯流管尺寸制作，在600MW定子匯流管放置尺寸內(nèi)，加工適合300MW汽輪發(fā)電機(jī)定子匯流管放置的孔，可以裝把加工300MW汽輪發(fā)電機(jī)定子匯流管的水接頭的孔。對(duì)于容量更大的發(fā)電機(jī)，定子匯流管直徑大于壓板的直徑，可以使用過渡板和L型支撐塊等部件，調(diào)整尺寸，使得該工具過渡板適合加工直徑尺寸更大的定子匯流管，做到該工具具有通用性。

2.2.3.2定子匯流管水接頭孔的機(jī)械加工。定子匯流管水接頭孔的加工，可以使用可移式萬能鉆進(jìn)行加工。因定子匯流管直徑較大，定子匯流管放置到過渡板上之后，放置在φ130鏜床配套的轉(zhuǎn)胎上，配合加工定子匯流管。具體加工方法：將鉆床刀頭轉(zhuǎn)到圖紙要求的角度，固定，轉(zhuǎn)胎旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)一半定子匯流管旋轉(zhuǎn)360°，加工前先用刀頭復(fù)查劃水接頭孔的位置，以確定劃線和鉆床位置的偏差。這樣做的目的是用機(jī)床和劃線互相校驗(yàn)孔的位置。如有偏差較大處，則需要?jiǎng)澗€鉗工在過渡板上重新復(fù)查劃線位置，鉆床重新調(diào)整裝夾位置，調(diào)整定子匯流管與過渡板平面間存在的間隙，以確保水接頭加工位置的準(zhǔn)確型。最后，定子匯流管水接頭的孔加工的角度基本符合圖紙要求。

3.總結(jié)

通過提制工裝工具，細(xì)化工藝過程，極大提高了大型汽輪發(fā)電機(jī)定子匯流管加工的精準(zhǔn)度，為更好地滿足后序裝配要求提供了有力的保證。