蒲石河抽水蓄能電站2號(hào)座環(huán)工地打磨淺談

焦寶林，陳光旭

（中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，遼寧 丹東 118002）

蒲石河抽水蓄能電站2號(hào)座環(huán)工地打磨淺談

焦寶林，陳光旭

（中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，遼寧 丹東 118002）

蒲石河抽水蓄能電站的2號(hào)座環(huán)打磨工作，進(jìn)行了詳細(xì)描述，對(duì)打磨工具的安裝、調(diào)整及整個(gè)打磨工作的重點(diǎn)進(jìn)行闡述。

座環(huán)；座環(huán)變形；打磨工具調(diào)整；座環(huán)打磨

1 概述

在電站工地組裝水輪機(jī)的部件中，座環(huán)工地安裝后打磨是一道非常重要的工序。蒲石河電站座環(huán)與蝸殼為整體到貨，設(shè)備直徑大，在制造廠內(nèi)分瓣制造，運(yùn)往工地后在機(jī)坑內(nèi)用螺栓把合并在分瓣處進(jìn)行整體組合焊接，座環(huán)的分瓣處方向掛裝蝸殼湊合接再焊接，最后灌制混凝土，使座環(huán)和蝸殼成為牢固的一體。座環(huán)法蘭面高程為-1.5045m。在經(jīng)過(guò)復(fù)雜的焊接、水壓試驗(yàn)（7.5MPa）和混凝土保壓澆筑（1.97MPa）工藝過(guò)程之后，座環(huán)上的三個(gè)裝配平面都不可避免的產(chǎn)生一些變形，為了消除這些變形，使座環(huán)達(dá)到原機(jī)加工的質(zhì)量要求和保證導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的裝配精度，需要對(duì)機(jī)坑內(nèi)變形的座環(huán)三個(gè)裝配平面工地加工、打磨。

2 座環(huán)尺寸與打磨工具的規(guī)格與性能

3 打磨工具工作原理與結(jié)構(gòu)特征

該打磨設(shè)備設(shè)有兩個(gè)磨頭，兩個(gè)轉(zhuǎn)臂（分別安裝有上接長(zhǎng)臂和下接長(zhǎng)臂）。根據(jù)所要打磨部位的不同，磨頭分別安裝到兩個(gè)接長(zhǎng)臂的相應(yīng)位置。不同被打磨平面所在位置的差異比較大，上接長(zhǎng)臂的上面安裝上3 kW的磨頭，打磨φ6 552～φ6 410 mm平面，將磨頭向內(nèi)移動(dòng)到合適的位置，打磨φ6 190～φ6 000 mm平面，要保證兩平面的平面度符合要求。上接長(zhǎng)臂的側(cè)面安裝3 kW的磨頭（安裝方式見(jiàn)圖1），可打磨φ5 980內(nèi)孔，打磨時(shí)可徑向微調(diào)。下面兩個(gè)被打磨的平面高度差較大，將磨頭分別安裝在下接長(zhǎng)臂的上下兩個(gè)面（安裝方式見(jiàn)圖1：S1458裝配圖），分別打磨 φ5 980～φ5 860 mm和 φ5 855～φ5 670 mm兩個(gè)平面。在打磨φ5 980～φ5 860 mm面的位置可以打磨φ5 968內(nèi)孔。上下兩個(gè)轉(zhuǎn)臂呈180°分布，安裝時(shí)要將配重放好。由于該設(shè)備要安裝在座環(huán)的內(nèi)部，必須要把整個(gè)設(shè)備架起來(lái)，利用上下打磨平面的高度差，在中間設(shè)置四個(gè)支撐臂，四個(gè)支撐臂分別架在四個(gè)支座上，通過(guò)支撐臂和支座上的調(diào)整螺栓，可對(duì)設(shè)備進(jìn)行水平和垂直方向的調(diào)整。四個(gè)支撐臂和兩個(gè)轉(zhuǎn)臂通過(guò)主軸連成一體。工作時(shí)，接長(zhǎng)臂和主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。使用時(shí)，由于磨頭安裝位置的不同，每一個(gè)位置上有一個(gè)磨頭座，將磨頭安裝到磨頭座上，通過(guò)調(diào)整磨頭座與接長(zhǎng)臂處的連接，保證磨頭電機(jī)的垂直度和砂輪的水平度。磨頭的垂直進(jìn)給由滑座實(shí)現(xiàn)?；惭b在磨頭座與磨頭電機(jī)之間，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲桿使滑座帶動(dòng)磨頭電機(jī)上下移動(dòng)。更換砂輪時(shí)，將滑座移動(dòng)到最上端，下端留有換砂輪的空間。該設(shè)備采用手動(dòng)推拉方式打磨。

圖1 S1458裝配圖

4 打磨工具安裝調(diào)試

（1）安裝設(shè)備前，先用內(nèi)徑千分尺測(cè)量出座環(huán)的半徑、圓度具體值，及上把合面打磨前的水平值。然后吊裝打磨工具并組裝。

（2）用水準(zhǔn)儀粗找上接長(zhǎng)臂的水平度，按要求調(diào)整至在0.1 mm內(nèi)。粗調(diào)完成后對(duì)打磨工具中心進(jìn)行調(diào)整，以底環(huán)與座環(huán)軸向密封面為基準(zhǔn)調(diào)整中心，中心規(guī)范要求為0.4 mm，為提高打磨精度，調(diào)整至0.02 mm。

（3）中心調(diào)整完成，復(fù)測(cè)長(zhǎng)臂水平，符合0.1 mm后，把合像儀放在上接長(zhǎng)臂的基準(zhǔn)面上，上接長(zhǎng)臂在圓周方向上回轉(zhuǎn)，在對(duì)稱(chēng)的4個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，保證4個(gè)點(diǎn)水平度差在0.02 mm/m內(nèi)。

（4）用同樣的方法，利用下接長(zhǎng)臂檢測(cè)一次水平度和重合度。

（5）將支座上的四個(gè)水平螺栓旋緊，固定住設(shè)備。將四個(gè)支撐臂與四個(gè)支座點(diǎn)焊在一起，防止移動(dòng)。

（6）可以進(jìn)行安裝面的試塊打磨工作。安裝磨頭時(shí)，要將磨頭調(diào)平，通過(guò)在把合面加銅皮的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5 具體操作規(guī)程

設(shè)備安裝調(diào)試完成后就可準(zhǔn)備使用，使用前要對(duì)主機(jī)和電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確保沒(méi)有問(wèn)題后才可以進(jìn)行使用操作。

（1）該設(shè)備為手動(dòng)操作，將磨頭調(diào)整到要打磨的范圍內(nèi)，通過(guò)滑座上的絲桿來(lái)調(diào)整好砂輪的高度，然后將滑座鎖緊。

（2）該設(shè)備要打磨三個(gè)高度的環(huán)面，每次打磨都要更換磨頭的位置，每次安裝磨頭都要對(duì)磨頭進(jìn)行找正。在打磨前，為確保打磨面平面度，采取先在打磨面焊接試板，打磨試板合格后，才能進(jìn)行設(shè)備把合面的正式打磨。

（3）在磨頭電機(jī)和磨頭座之間有一個(gè)滑座，垂直方向的進(jìn)給通過(guò)旋轉(zhuǎn)滑座上的絲桿來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)整完成后要將滑座鎖緊。每次打磨的寬度都在砂輪直徑范圍內(nèi)，打磨一個(gè)面水平方向只調(diào)整一次即可。調(diào)整后在次檢查試板的水平，合格后繼續(xù)打磨。

（4）使用時(shí)，每次只打磨一個(gè)平面。

（5）由于所打磨的平面為環(huán)形，在使用時(shí)可在局部位置往復(fù)打磨。檢測(cè)出高點(diǎn)后，也可對(duì)其局部打磨。

6 打磨情況及注意事項(xiàng)

（1）經(jīng)過(guò)安裝調(diào)試合格后，首先對(duì)座環(huán)與頂蓋把合面進(jìn)行打磨，因?yàn)榇税押厦鏋檎麄€(gè)打磨過(guò)程的軸向面的基準(zhǔn)，所以打磨精度要嚴(yán)格要求。經(jīng)過(guò)試板打磨，用紫銅皮調(diào)整電磨頭垂直度。最終試板水平度在0.03 mm/m內(nèi)。打磨試板過(guò)程中發(fā)現(xiàn)砂輪給進(jìn)值對(duì)電機(jī)的震動(dòng)有很大影響，給進(jìn)值過(guò)大，電機(jī)振動(dòng)過(guò)大，電機(jī)震動(dòng)變大影響打磨質(zhì)量，砂輪在強(qiáng)震動(dòng)下容易碎裂，給安全施工帶來(lái)影響。給進(jìn)值過(guò)小打磨速度緩慢。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)給進(jìn)量在0.05 mm時(shí)打磨工具運(yùn)行在最優(yōu)工況。給進(jìn)量控制使用百分表。

試板打磨完成，開(kāi)始正式對(duì)把合面打磨。采取打磨前測(cè)量出整個(gè)打磨面的最高值最低值，從最高依次向底打磨。這樣有效防止局部打磨過(guò)低出現(xiàn)。

圖2 打磨基準(zhǔn)面

打磨完成后，測(cè)量數(shù)據(jù)良好，基準(zhǔn)面打磨數(shù)為相鄰兩點(diǎn)小于0.03 mm，最大最小差值0.12 mm；均高于廠家要求的相鄰兩點(diǎn)水平小于0.08 mm，最大最小差值0.3 mm。打磨基準(zhǔn)面見(jiàn)圖2。

（2）基準(zhǔn)面打磨完成根據(jù)廠內(nèi)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝數(shù)據(jù)對(duì)其他面進(jìn)行打磨，打磨前加工一塊平面度為0.02 mm的測(cè)量塊，配合內(nèi)徑千分尺檢查B、C的打磨尺寸。安裝試板，調(diào)整打磨工具垂直度，對(duì)試板進(jìn)行打磨，符合要求后進(jìn)行B面打磨。

圖3 打磨基準(zhǔn)面

對(duì)底環(huán)與座環(huán)密封面進(jìn)行打磨（即尺寸B），由于底環(huán)安裝進(jìn)行打壓，打壓的軸向密封面為此面，而且此面涉及到導(dǎo)葉端部間隙，所以此面的絕對(duì)尺寸及平面度必須嚴(yán)格控制。打磨完成后，B面的數(shù)據(jù)測(cè)量在900.93～900.98 mm之間,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

打磨完B面后進(jìn)行C面打磨，此面為底環(huán)與座環(huán)的把合、固定面。打磨數(shù)據(jù)應(yīng)盡量偏大，以保證B面密封。

C面打磨數(shù)據(jù)見(jiàn)表1：

表1 C面打磨數(shù)據(jù)

（3）進(jìn)行徑向打磨，保證底環(huán)與頂蓋在調(diào)整時(shí)的同心度。打磨前依然需要試板打磨，試板打磨用兩塊百分表檢測(cè)打磨面的垂直度，在0.02 mm，拆除試板進(jìn)行安裝面的打磨。打磨底環(huán)面徑向尺寸必須嚴(yán)格控制，因?yàn)榈篆h(huán)與座環(huán)存在一處圓周密封。見(jiàn)圖4：為確保底環(huán)壓力試驗(yàn)合格，盤(pán)根的壓縮量必須符合要求。

圖4

座環(huán)徑向打磨完成，下鏜口直徑圖紙要求比底環(huán)大1 mm，根據(jù)廠內(nèi)實(shí)測(cè)底環(huán)半徑為2 982.50，下鏜口打磨尺寸為2 983.50，圓度控制在0.05 mm內(nèi)。上鏜口打磨半徑為2 989.70，圓度控制在0.10 mm內(nèi)。

至此整個(gè)座環(huán)打磨工作完成。打磨數(shù)據(jù)優(yōu)良。

7 結(jié)束語(yǔ)

座環(huán)打磨前，基準(zhǔn)面水平偏差最大差值：0.59mm；距底環(huán)密封面（B）尺寸最大差值為：0.65mm；距底環(huán)安裝面（C）尺寸最大差值為0.72 mm；座環(huán)上鏜口圓度偏差最大：0.30 mm；下鏜口圓度偏差最大0.20 mm。

座環(huán)打磨后，基準(zhǔn)面水平偏差最大差值：0.12mm；距底環(huán)密封面（B）尺寸最大差值為：0.06mm；距底環(huán)安裝面（C）尺寸最大差值為0.14mm；座環(huán)上鏜口圓度偏差最大：0.10mm；下鏜口圓度偏差最大0.05mm。

由此可見(jiàn)，座環(huán)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)加工打磨后安裝面精度比以往手工打磨安裝的精度有大幅度的提高。而且打磨數(shù)據(jù)根據(jù)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)實(shí)際加工、預(yù)裝尺寸確定，消除了部分加工誤差。所以座環(huán)現(xiàn)場(chǎng)打磨加工保證了導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝質(zhì)量，對(duì)導(dǎo)葉的端部間隙能很好的控制，對(duì)徑向密封的密封效果有顯著提高。為機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)提供有力保證。

TK730.3+13

B

1672-5387（2013）02-0040-03

2012-12-27

焦寶林（1971-），男，從事機(jī)電安裝技術(shù)及管理工作