一種樅樹(shù)型隔葉塊配磨工裝的設(shè)計(jì)

張春娟 ，張學(xué)恒 ，張欣欣，雷軍營(yíng)

（1.西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司，西安 710611；2.陜西重型汽車(chē)有限公司，西安 710200）

1 引言

西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“陜鼓”）生產(chǎn)制造一種能量回收透平發(fā)電裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)：TRT），這是將高爐爐頂煤氣具有的壓力能和熱能，通過(guò)透平膨脹機(jī)膨脹作功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或驅(qū)動(dòng)其它設(shè)備進(jìn)行能量回收的一種裝置。隨著市場(chǎng)的變化，TRT 產(chǎn)品逐漸大型化，結(jié)構(gòu)也發(fā)生很大變化，特別是大型轉(zhuǎn)子的葉片及隔葉塊的葉根形式及布局均發(fā)生了變化，采用樅樹(shù)型的葉根結(jié)構(gòu)，工藝要求通過(guò)配磨隔葉塊的尺寸保證一、二級(jí)動(dòng)葉的軸向位置。可以看出，隔葉塊配磨工序是TRT 核心部件轉(zhuǎn)子裝配的關(guān)鍵工序控制點(diǎn)。

2 結(jié)構(gòu)介紹

2.1 TRT 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)介紹

采用樅樹(shù)型葉根形式的大型TRT 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主軸上安裝的主要件：兩級(jí)動(dòng)葉、隔葉塊，進(jìn)、排氣側(cè)有熱裝的軸套，排氣側(cè)有用螺栓把合的擋板。在轉(zhuǎn)子組裝中要求根據(jù)葉片的加工實(shí)際情況對(duì)隔葉塊進(jìn)行修磨，確?！皠?dòng)葉+隔葉塊+動(dòng)葉”的軸向間隙在0.4～0.8mm 之間。為了確保要求的軸向間隙，我們先將擋板用螺栓連接在主軸端面并擰緊，起到排氣側(cè)2 級(jí)動(dòng)葉的軸向定位作用，再試裝隔葉塊和一級(jí)動(dòng)葉，測(cè)量出一級(jí)動(dòng)葉各個(gè)葉片超出主軸端面的數(shù)值，并記錄；此數(shù)值即為隔葉塊的配磨數(shù)據(jù)，從圖1 可以看出：隔葉塊的配磨質(zhì)量是影響軸套熱裝到位及轉(zhuǎn)子組裝質(zhì)量的關(guān)鍵,同時(shí)如何提高配磨效率，確保配磨操作安全保障是公司生產(chǎn)組織的關(guān)鍵。

圖1

2.2 樅樹(shù)型隔葉塊的介紹

圖2

圖2為樅樹(shù)型隔葉塊的加工示意圖，從圖2中可以看出：隔葉塊為一不規(guī)則的幾何體。在組裝中，根據(jù)裝配情況需配磨的尺寸為290+0.30尺寸，這就決定了290+0.30尺寸的一端面在配磨中需作為基準(zhǔn)吸在M7130 磨床的矩形工作臺(tái)上，配磨另一端面；此工件的配磨特點(diǎn)：接觸面積少且工件較高，加大了磨削操作的不安全性。

3 存在問(wèn)題

在以往的樅樹(shù)型隔葉塊配磨中，因裝配專(zhuān)用工藝中沒(méi)有給出專(zhuān)用配磨工裝，根據(jù)M7130 平面磨床的安全操作規(guī)程：（1）接觸面積小的工件，磁力不易吸住，必須加擋塊；（2）卡盤(pán)吸附后上工件時(shí)，必須檢查其牢固后再磨削，吸附較高或較小的工件時(shí)，應(yīng)另加適當(dāng)高度的靠板，防止工件歪倒，造成事故。配磨樅樹(shù)型隔葉塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)正好為接觸面少且工件較高，因此操作人員按照以上兩項(xiàng)磨床安全操作原則進(jìn)行磨削，在單件隔葉塊的兩側(cè)加相應(yīng)高度的擋塊進(jìn)行操作，為防意外發(fā)生，磨削中進(jìn)刀量保持在0.015mm，這樣加工中不僅存在安全隱患而且加工效率低，嚴(yán)重影響了轉(zhuǎn)子的安裝進(jìn)度，影響了產(chǎn)品的合同履約，因此如何提高樅樹(shù)型隔葉塊的磨削效率是我們急需解決的問(wèn)題。

4 解決方法

4.1 設(shè)計(jì)工裝

圖3

為了解決此問(wèn)題，我們想通過(guò)設(shè)計(jì)專(zhuān)用工裝的方法來(lái)解決。首先，工裝的設(shè)計(jì)要以保證磨床操作安全為前提來(lái)提高磨削效率，其次要保證磨床操作人員操作簡(jiǎn)便，不繁瑣，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)物的測(cè)量及在磨床上對(duì)工件進(jìn)行擺放等實(shí)地察看后，設(shè)計(jì)了樅樹(shù)型隔葉塊的專(zhuān)用配磨工裝（見(jiàn)圖3），該工裝具有以下特點(diǎn)：（1）選用Q235A的材料提高工裝與磨床的吸力；（2）工裝的高度低于樅樹(shù)型隔葉塊的高度，不妨礙砂輪對(duì)隔葉塊端面的磨削；（3）四塊板材焊接在一起形成四方空腔，空腔內(nèi)放置4 片樅樹(shù)型隔葉塊，通過(guò)一次磨削4 片隔葉塊的思路來(lái)提高磨削效率，板材上開(kāi)有方形孔是為了便于磨削中冷卻液的順利流出；（4）在工裝四周鉆M16的螺孔，用于安裝頂緊螺絲，孔的高度選在件高中心高以上150mm的位置，使用中在工裝頂緊螺絲與樅樹(shù)型隔葉塊之間墊木塊或橡膠塊來(lái)夾緊樅樹(shù)型隔葉塊；（5）為了確保工裝與磨床工作臺(tái)的接觸面積，對(duì)工裝底平面的平面度提出要求，確保平面度不大于0.05mm。

4.2 工裝使用情況

經(jīng)過(guò)工藝審驗(yàn)后，工裝制作回廠，經(jīng)檢測(cè)平面度及尺寸都符合要求，此工裝已投入配磨大型樅樹(shù)型隔葉塊工序中。在使用中，因操作簡(jiǎn)便得到磨床技師的認(rèn)可。使用工裝操作，不但簡(jiǎn)化了配磨操作，還提高了配磨操作的安全性。操作人員只需將4 塊工件放在工裝中心，再加木塊或橡膠塊用螺絲頂緊，即可完成配磨前的準(zhǔn)備工作，配磨中可加大進(jìn)給量到0.025mm，大大提高了配磨操作效率，從而解決了大型TRT 轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)瓶頸。設(shè)計(jì)的配磨工裝已申請(qǐng)專(zhuān)用工裝號(hào)，便于以后再制作及后續(xù)管理方便。此工裝解決了縱樹(shù)型隔葉塊高、接觸面小導(dǎo)致定位不穩(wěn)的磨削操作難題，并杜絕了操作安全隱患。

5 結(jié)論

通過(guò)設(shè)計(jì)專(zhuān)用工裝的方法，不但提高了磨床操作的安全性，而且還大大提高了大型縱樹(shù)型隔葉塊的配磨效率。解決了此結(jié)構(gòu)TRT 轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)瓶頸，為產(chǎn)品的履約提供了有力保障。此專(zhuān)用配磨工裝已在我公司生產(chǎn)的10 多臺(tái)TRT 轉(zhuǎn)子的樅樹(shù)型隔葉塊的配磨工作使用，收到了良好的效果。